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Reparation turbo

  • Comment fonctionne le turbocompresseur?
  • Qu’est-ce qu’un turbo lag?
  • Quelle est la différence entre un turbocompresseur de gaz d’échappement et un compresseur?
  • Quelle est la durée de vie d’un turbocompresseur?
  • Que signifie le réglage du turbocompresseur?
  • De quels soins a besoin un turbocompresseur?
  • Quels défauts peuvent se produire dans le turbocompresseur?
  • Que faut-il considérer lors de la réparation du turbocompresseur?
  • Une nouvelle voiture peut difficilement se passer d’un turbocompresseur si elle veut répondre aux exigences de haute performance, d’efficacité et de protection de l’environnement. Nous examinons de près les compresseurs et expliquons les faits les plus importants sur le fonctionnement, le réglage et les éventuels défauts.

    Si vous voulez acheter une nouvelle voiture ces jours-ci, vous pouvez difficilement éviter un moteur sans turbo. Qu’il s’agisse d’essence ou de diesel: les compresseurs font désormais partie intégrante des voitures modernes. Une raison suffisante pour examiner de plus près leur fonction et leur maintenance. Le concept de turbocompresseur a bien plus de 100 ans, puisque l’inventeur suisse Alfred Büchi a déjà déposé le brevet pour la charge des gaz d’échappement en 1905. Mais faute de matériel nécessaire, c’est Auguste Rateau qui équipa pour la première fois un avion du turbocompresseur en 1913. Deux ans plus tard, Büchi construit le prototype d’un moteur diesel avec compresseur pour un navire. Après que le turbocompresseur ait trouvé sa place dans le sport automobile et les premières voitures de série, il est devenu indispensable. Les moteurs diesel en particulier ne pourraient pas égaler les performances d’un moteur à essence sans compresseur supplémentaire. Là où, dans le passé, la charge des gaz d’échappement était principalement utilisée pour le plaisir de conduire grâce à plus de puissance, il est aujourd’hui indispensable de rendre les moteurs à essence et diesel plus respectueux de l’environnement.

    Comment fonctionne un turbocompresseur?


    Il a déjà le monopole des moteurs diesel, et il est en passe de le faire avec les moteurs à essence: mais comment le turbocompresseur génère-t-il plus de puissance?
    Le turbocompresseur, qui l’a inventé? Un Suisse. En 1905, Albert Büchi a enregistré son turbocompresseur de gaz d’échappement sous le brevet CH 35 259 A. Et cela n’avait pas grand-chose à voir avec les voitures au début, mais plutôt avec les moteurs d’avion. Le problème était le suivant: les moteurs à combustion interne conventionnels dépendent de la pression atmosphérique. Plus il est élevé, plus il y a d’oxygène disponible pour brûler le carburant. Le piston abaissé crée un vide qui aspire l’air ambiant – d’où le moteur à aspiration naturelle. Étant donné que ce processus ne crée pas un vide parfait, la pression utilisable reste généralement inférieure à la pression atmosphérique
    Malheureusement, la pression atmosphérique baisse d’environ dix pour cent pour mille mètres de montée. Cependant, étant donné que seule la quantité de carburant pouvant être brûlée est disponible en oxygène, la puissance du moteur diminue. Ce n’est pas agréable pour les voitures et encore plus désagréable pour les avions.

    En même temps, cependant, l’échappement fait disparaître l’énergie cinétique que Büchi a utilisée pour son invention: une roue de rotor est entraînée en rotation par la vitesse des gaz d’échappement qui s’écoulent et entraîne une roue de turbine via un arbre. Il comprime l’air frais à grande vitesse et le conduit dans le cylindre à une pression plus élevée – une forme précoce de récupération d’énergie. Ce vent artificiel peut être utilisé pour compenser la baisse des performances en hauteur, mais aussi pour générer fondamentalement plus de puissance. Dans les années 1960, les constructeurs américains ont commencé à faire pression sur les moteurs de voitures.

    Plus de pression d’air, plus de performances
    Si le turbocompresseur double la pression atmosphérique, il y a théoriquement autant d’air disponible pour la combustion qu’avec un moteur à deux fois la cylindrée – ce qui en même temps apporte deux fois le couple et donc deux fois la puissance à la même vitesse. En pratique, il n’y a pas tellement de vapeur supplémentaire, car pour se protéger contre l’inflammation incontrôlée (cognement), la compression doit être réduite et l’air comprimé se réchauffe considérablement, ce qui réduit à nouveau sa teneur en oxygène (densité). Un refroidisseur d’air de suralimentation en aval aide contre cela. Cependant, ces problèmes s’appliquent principalement aux moteurs à essence. En tant que diesel avec des températures de gaz d’échappement plus basses, le diesel est moins garce.

    Mais d’abord, le moteur doit monter en régime jusqu’à ce qu’il ait accumulé suffisamment de tours pour produire une surpression. Selon le moteur, cela commence aujourd’hui entre 1000 et 2000 tours.
    La cascade de performances fonctionne comme suit: le moteur tourne à basse vitesse comme un aspirateur, le conducteur claque la pédale au plancher, le moteur émet plus de gaz d’échappement, la roue de la turbine tourne, la pression de suralimentation augmente, le couple augmente.

    Même ceux qui lisent cette phrase soupçonnent rapidement qu’il pourrait falloir beaucoup de temps pour accumuler de la puissance dans des moteurs plus anciens – bienvenue dans le décalage turbo. Pour aggraver les choses, les développeurs devaient choisir entre un petit turbo qui augmentait la pression rapidement ou un grand qui augmentait la pression. Le débit d’air maximal du chargeur détermine la puissance maximale. Aujourd’hui, les développeurs ont de nombreuses options (chargeurs multiples, aubes de turbine réglables, roulements à rouleaux en céramique) pour harmoniser cette accumulation de puissance retardée. Mais il n’est jamais aussi lisse qu’un aspirateur.

    FONCTION, RÉGLAGE ET DÉFAUTS DU TURBOCOMPRESSEUR

    La fonction du turbocompresseur permet d’augmenter la puissance et le couple d’un moteur alors que ses composants mécaniques restent les mêmes. C’est la seule façon de rendre possible la tendance à la réduction des effectifs, car elle est en plein essor, sans avoir à supporter des pertes de performances. Ce n’est qu’avec la suralimentation que peut briller un trois cylindres d’un litre de 90 chevaux, mais en même temps avoir une consommation de carburant et des émissions de CO2 plus faibles. C’est pourquoi le turbocompresseur est de plus en plus utilisé dans les moteurs à essence de petit volume. Parmi les différents types de suralimentateurs, les soi-disant compresseurs VTG à aubes de turbine variables sont les plus fréquemment utilisés – en particulier pour les moteurs diesel. Incidemment, le premier chargeur VTG dans un moteur à essence a été installé dans la Porsche 911 Turbo. Biturbos (« double turbo » ) jouissent également d’une popularité croissante. Un tout nouveau développement est le compresseur électrique: ici, un e-chargeur est utilisé en plus de la technologie turbo conventionnelle, ce qui signifie qu’une pression de suralimentation stable est disponible même à bas régime et qu’un couple élevé est atteint très tôt. Ce type de turbocompresseur est utilisé, par exemple, dans l’actuel V8 TDI de quatre litres de l’Audi SQ7.

    FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN DU TURBO

    Étant donné que les directives de plus en plus strictes concernant les gaz d’échappement pour les nouvelles séries et la réduction des turbocompresseurs qui en résulte deviennent de plus en plus courantes, nous avons résumé les questions et réponses les plus importantes concernant le fonctionnement et l’entretien des compresseurs:

    COMMENT FONCTIONNE LE TURBOCOMPRESSEUR?

    Le fonctionnement d’un turbocompresseur est basé sur le principe simple que les performances d’un moteur à combustion interne augmentent lorsqu’une plus grande quantité d’air (oxygène) est disponible pour la combustion. Le turbo ne fait que fournir au moteur une masse d’air plus importante qu’il ne peut en tirer lui-même. À cet effet, l’air est comprimé dans un compresseur et envoyé directement dans le conduit d’admission du cylindre. Le turbocompresseur de gaz d’échappement utilise les gaz d’échappement chauds du moteur pour entraîner le compresseur: une roue de turbine est actionnée en convertissant l’énergie thermique en énergie cinétique. Celui-ci se trouve sur un arbre avec une roue de compresseur et à son tour le met en mouvement. La rotation amène de l’air frais dans le compresseur, qui est ensuite envoyé au moteur sous forme compressée.

    QU’EST-CE QU’UN TURBO LAG?

    Étant donné que les gaz d’échappement dans les plages de faible vitesse ne sont pas suffisants pour entraîner la roue de turbine du turbocompresseur et ainsi créer une pression de suralimentation suffisante dans le compresseur, le plein effet du turbocompresseur ne se produit que dans les plages de vitesse moyenne. Étant donné que la quantité de carburant injectée est ajustée à la pression de suralimentation, le conducteur a l’impression que la voiture n’accélère que lentement (retard du turbo). Dans le turbocompresseur d’aujourd’hui, le compresseur VTG, ce décalage du turbo est presque complètement éliminé par des aubes directrices réglables sur la turbine. Les aubes de turbine s’adaptent à la plage de vitesse respective, ce qui permet un couple élevé des turbines même à basse vitesse. Le biturbo fonctionne différemment, contrecarrant le retard du turbo avec deux turbocompresseurs: un petit chargeur haute pression pour les gammes basse vitesse et un chargeur basse pression pour les gammes haute vitesse. Avec le biturbo électrique, le petit chargeur est également soutenu par un moteur électrique.

    QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ENTRE UN TURBOCOMPRESSEUR DE GAZ D’ÉCHAPPEMENT ET UN COMPRESSEUR?

    Le compresseur fonctionne de manière similaire au turbocompresseur: en comprimant l’air d’admission. Cependant, il est directement relié au moteur via une transmission à chaîne, à courroie ou à engrenages et est ainsi entraîné par lui. Grâce à l’entraînement mécanique, le compresseur a l’avantage de répondre immédiatement même à basse vitesse. La technologie VTG ou l’utilisation de deux turbos, cependant, élimine largement ce problème avec le chargeur de gaz d’échappement. De plus, il est plus efficace que le compresseur grâce à l’utilisation de gaz d’échappement.

    QUELLE EST LA DURÉE DE VIE D’UN TURBOCOMPRESSEUR?

    Là où les turbocompresseurs étaient sujets à des problèmes et nécessitaient extrêmement d’entretien, les turbocompresseurs modernes sont plus robustes et ont une durée de vie qui correspond à celle d’un moteur. Cependant, il faut veiller à ce que les instructions d’entretien du fabricant soient suivies. Cela signifie avoir des changements d’huile et de filtre réguliers et professionnels. Si vous souhaitez profiter longtemps de votre moteur turbo, vous devez également vous abstenir de modifier les paramètres. En règle générale, les compresseurs sont configurés de manière optimale pour les moteurs respectifs en usine. Par exemple, si la pression de suralimentation augmente, le moteur peut être gravement endommagé.

    QUE SIGNIFIE LE RÉGLAGE DU TURBOCOMPRESSEUR?

    Lors du réglage en installant un turbocompresseur qui n’existait pas auparavant, il y a beaucoup à surveiller. Dans la plupart des cas, une visite dans un atelier spécialisé est requise. Avant d’installer le turbo, vérifiez si tous les composants du moteur peuvent supporter la puissance supplémentaire. La quantité de carburant à injecter doit être adaptée à la quantité d’air supplémentaire que le turbocompresseur pousse dans les chambres de combustion (cylindres). Dans le meilleur des cas, le trajet des gaz d’échappement doit également être optimisé, car les moteurs modernes à aspiration naturelle sont adaptés à la pression dynamique dans le conduit de gaz d’échappement. La règle s’applique aux moteurs turbo: plus les gaz d’échappement sont rapides et éliminés, mieux c’est. Attention: Dans un moteur qui est rempli via le chargeur, les températures de combustion sont plus élevées, ce qui dépend également de la pression de suralimentation réglée. En partie correct: Plus la pression de suralimentation / le degré de remplissage est élevé, plus les performances sont élevées. Cependant, la durée de vie de toutes les pièces du moteur présentes dans l’origine est considérablement réduite. À ce stade, il est important de trouver un compromis entre les performances et la durée de vie.

    Plus grande sensibilité aux défauts: un réglage rapide du turbo peut être effectué via la pression de suralimentation. La possibilité d’augmenter la pression de suralimentation avec des moyens très simples afin de générer beaucoup plus de puissance n’est pas recommandée pour la plupart des moteurs sans mesures supplémentaires. L’utilisation d’un chargeur plus puissant (pour remplacer le chargeur d’origine) n’a que des avantages limités. Le comportement de réponse peut être favorisé, mais le réglage et le réglage du moteur doivent toujours être effectués par un spécialiste.

    DE QUELS SOINS A BESOIN UN TURBOCOMPRESSEUR?

    La lubrification à l’huile est la clé de voûte du turbocompresseur.Après le démarrage du moteur, il faut environ 30 secondes pour que l’huile soit uniformément répartie et que le compresseur soit lubrifié de manière optimale, de sorte que les plages de vitesses élevées doivent être évitées pendant ce temps. La situation est similaire lorsque le moteur est arrêté: si vous conduisez à grande vitesse, vous devez laisser le moteur tourner à basse vitesse pendant environ 20 secondes, car le turbo fonctionne toujours. Une lubrification adéquate n’est garantie que lorsque le moteur tourne. Il convient également de noter que seule l’huile spécifiée par le fabricant doit être utilisée.

    QUELS DÉFAUTS PEUVENT SE PRODUIRE DANS LE TURBOCOMPRESSEUR?

    La plupart des défauts du turbocompresseur sont dus à une lubrification insuffisante. Il y a un risque ici que le compresseur ou la roue de turbine frotte contre les carters et que le moteur soit également endommagé. L’huile sale ou les corps étrangers d’un filtre à air défectueux présentent des risques supplémentaires. Cela peut endommager la turbine et les roues du compresseur et finalement endommager les roulements du turbocompresseur. En général, il est préférable d’arrêter immédiatement le moteur en cas de bruits inhabituels, de fuites d’huile ou de vibrations du turbocompresseur, car cela pourrait endommager le moteur.

    QUE FAUT-IL CONSIDÉRER LORS DE LA RÉPARATION DU TURBOCOMPRESSEUR?

    Les réparations du turbocompresseur ne doivent être effectuées que par du personnel spécialisé et qualifié, car des outils et des machines spéciaux sont généralement nécessaires. Lorsque des pièces doivent être remplacées, il est important de n’utiliser que du matériel répondant aux exigences du fabricant. Dans le pire des cas, il y a un risque non seulement de dommages au moteur.

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