Comment fonctionne un turbo?

Le fonctionnement du turbo repose sur le principe d’apporter plus d’air comprimé au moteur. Ceci augmente la puissance (à cylindrée égale) et le moteur fournit de meilleures prestations. Même si la technologie sous-jacente peut paraître compliquée, celle-ci est basée sur des principes simples.

La combustion du carburant et de l’oxygène a lieu dans les cylindres. Les gaz d’échappement qui sortent des cylindres actionnent la roue de turbine dans le turbo. Cette roue est reliée par un axe rigide à la roue de compresseur, qui est à son tour entraînée par cet axe. La roue de compresseur aspire de l’air, qu’elle comprime. Dès que la soupape d’admission s’ouvre, l’air comprimé investit le cylindre.

En résumé, les avantages d’un turbocompresseur sont les suivants:

  1. Avec un turbo, vous pouvez obtenir d’un petit moteur relativement plus de puissance.
  2. Un moteur avec turbo a pour cette raison un consommation avantageuse

La combustion est meilleure dans un moteur turbocompressé, ce qui réduit l’émission de substances toxiques.

Le turbo à géométrie variable

Le défi
Une des limitations d’un turbo est la vitesse de transit des gaz d’échappement dans le carter échappement. Lorsque le  carter dispose d’un passage étroit à l’entrée des gaz, le turbo aura un bon rendement à bas régime. A bas régime, les gaz d’échappement ont peu de pression. Cependant, le passage étroit entraine une augmentation de cette pression. L’inconvénient , c’est que le turbo atteint rapidement son rendement maximal.

Sur un turbo avec un passage plus large, le phénomène s’inverse. Maintenant, le turbo fonctionne parfaitement à haut régime, mais manque de puissance à bas régime. Afin de solutionner ce dilemme, nous devrions être en mesure de varier l’orifice d’entrée des gaz. De cette façon, nous exploitons les avantages dans les deux cas. Officiellement, nous parlons d‘opérer avec une géométrie variable’, et les turbos portent le nom de ‘géométrie variable’.

Fonctionnement dans la pratique
En appliquant la géométrie variable, le turbo est en mesure de s’adapter en fonction de la demande de puissance et de vitesse du moteur. Afin de pallier au soucis du manque de pression à bas régime, le but sera de réduire l’orifice de passage des gaz d’échappement.

Pour réaliser cela, le carter échappement est muni d’un nombre de vannes mobiles. Lorsque le passage entre les vannes est réduit, nous atteignons tout de même la pression élevée dont le moteur a besoin. Il est également important de pouvoir régler l’angle des vannes. Ainsi, les gaz d’échappement peuvent être orientés sur l’extrémité des palles de la roue de turbine. Cette position ‘fermée’ permettra au turbo d’accélérer et de produire une pression élevée, tout comme le ferait un turbo avec un passage étroit des gaz.

Ensuite, lorsque le turbo monte en pression, les vannes sont ouvertes. Ceci a pour effet de freiner l’accélération du turbo. Lorsqu’elles atteignent l’ouverture maximale, les vannes épousent la paroi du carter échappement, comme si aucune géométrie variable n’était montée. La vitesse de rotation du turbo est maintenant déterminée par la seule forme du carter échappement.

En 1989, la technologie de la géométrie variable a été appliquée pour la première fois dans le domaine commercial par la société Garrett. Ceci a provoqué une révolution sur le marché des moteurs diesels pour voiture particulière. A la suite de l’introduction des premiers  turbocompresseurs VNT (Variable Nozzle Turbine), une deuxième et troisième génération ont suivi, et sont actuellement considérées comme incontournables sur les moteurs diesels des voitures particulières.

 Causes des dégâts du turbocompresseur 

90% de tous les dégâts survenus aux turbocompresseurs ont à leur origine :

• Corps étrangers introduits , cote turbine (moteur) aussi bien cote compresseur (filtre à l’air)
• Huile encrassée
• Alimentation en huile insuffisante (pression, filtration)
• Température exagérée des gaz d’échappement (allumage, système d’injection)
• Eviter de telles détériorations en procédant périodiquement à l’entretien du moteur.
• Veuillez minutieusement à ce qu'aucun corps étranger ne puisse , lors de travaux d’entretien, pénétrer à l’intérieur du turbocompresseur, par exemple à l’occasion de nettoyage du filtre à air.

En cas de problème 

Si, exceptionnellement, votre moteur ne devait pas tourner correctement, ne commencez pas lors de la recherche de défaut, par le démontage du turbocompresseur.
Trop souvent, des Turbocompresseurs, fonctionnant correctement , sont remplacés alors que le défaut ne se situe pas là, mais dans une autre partie du moteur.
Donc, avant de chercher le défaut du turbocompresseur même, vérifiez les points suivants : 

Perte de puissance/fumées noires 

• Système d’épuration d’air Encrassé?
• Compression insuffisante?
• Anomalie dans le système d’injection du carburant?

Fumées bleues 

• Système d’épuration d’air encrassé?
• Le reniflard du carter - moteur fonctionne t-il correctement?
• Les compressions sont elles correctes?
• Les bougies ont-elles un acpect normal (en cas de moteurs à allumage commandé)

Conseils 

C’est seulement après la vérification de ces points précis , que la recherche de l’anomalie devrait porter sur le turbocompresseur lui même.
Pour autant que l’inspection du turbocompresseur relève un défaut quelconque, contactez le spécialiste de turbo.
N’essayez surtout pas de procéder vous même à l’entretien de votre turbocompresseur ou encore à sa remise en etat.
Ne perdez pas de vue que les composants du turbocompresseur sont usinés aux microns sur des équipements de haute précision et que les roues de celui-ci tournent à des vitesses jusqu’à 220.000 t/min.
Toute intervention ou la remise en état du turbo doit être effectuer par le spécialiste du turbo selon les instructions du fabricant et n'utilisant que des pièces d’origines.

 Instruction pour le montage du turbocompresseur 

L’expérience a démontré que la cause de la défaillance d’un Turbocompresseur se trouve dans son environnement direct ; c’est pourquoi il faut trouver ce qui a provoqué la panne, afin que le problème ne se produise pas sur le nouveau Turbo. Si le problème n’a pas été clairement identifié : Le turbo retombera rapidement en panne. 

1. Examiner le Système de filtration d’huile et d’air du moteur avant le montage : Procéder a la vidange d’huile (spécial turbo) et changer le filtre en nettoyant son boitier. 

2. Examiner et Nettoyer le conduit d’admission et le collecteur des gaz d’échappement du moteur. Des corps étrangers se trouvant dans les conduits causeront avec certitude des dommages lors de la mise en service.
3. Vérifier le circuit de graissage et nettoyer également les conduits d’arrivée et de sortie d’huile qui ne doivent pas être pliés ou endommagés.
4. Nettoyer l’échangeur air/air (Intercooler)
5. Remplir l’entrée d’huile du Turbocompresseur d’huile moteur propre, afin d’assurer la bonne lubrification lors de la mise en service.
6. Utiliser de nouveaux joints des brides d’huile lors du montage du Turbocompresseur, et ne jamais utiliser les pattes d’étanchéité.
7. Démarrer le moteur et laisser le tourner au ralenti pendant 45 secondes avant d’accelérer
8. Contrôler apres la mise en service tous les conduits d’air, de gaz et d’huile pour vérifier si les connexions sont étanches. 

NB : 
1. A la mise en route du moteur attendez au moins 45 secondes que le circuit d’huile s’établisse avant d’accélérer votre moteur 
2. N’arrêtez pas trop rapidement votre moteur si celui-ci tourne à haut régime, le Turbo continuerait à tourner à grande vitesse (200 000 tr/mn) alors que la pression d’huile est tombée à zéro.