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LA SURALIMENTATION 1)Principe: Le rendement d’un moteur dépend directement de sa capacité de remplissage des cylindres et de la puissance de l’explosion dans chaque cylindre. Ainsi, on peut se poser la question suivante :comment faire pour augmenter la puissance d’un moteur sans pour autant détériorer sa fiabilité ? Il existe deux moyens : -Augmenter la cylindrée par un réalésage, mais cela a un inconvénient majeur car cela entraîne un gain de poids considérable et une consommation supérieure donc la puissance gagnée a peu d’intérêt puisqu’on gagne en poids et en encombrement. -Implanter un turbo: sans toucher à la cylindrée on envoie dans le moteur de l’air compressé afin de gaver ce dernier et d’en améliorer le remplissage, car plus on fait pénétrer de mélange gazeux dans le cylindre, plus la quantité d’énergie libérée est importante donc plus on gagne en puissance et en couple. Puisque l’air est compressible, autant en profiter pour comprimer l’air admis dans le moteur afin que la puissance du moteur augmente.
2)Fonctionnement: Le turbo est entraîné par le gaz d’échappement et se compose de deux turbines :une située dans le conduit d’échappement et une autre située dans le conduit d’admission afin que l’entraînement de la turbine par le gaz d’échappement fasse tourner (à la même vitesse) le compresseur dans le conduit d’admission afin de compresser l’air (Figure B). Les deux turbines sont reliées entre elles par un axe (Figure B). Par conséquent, plus le moteur tourne vite, plus la vitesse des gaz à l’échappement est grande et donc plus le turbo est entraîné rapidement donc plus l’air est compressé (le turbo peur atteindre des vitesses de rotation de l’ordre de 200 000 tr/min). Pour être efficace, un turbo doit donc être entraîné à une vitesse suffisante. C’est donc pour cette raison que sur les premières Porsche 930 Turbo le turbo avait un temps de réponse horrible. Qu’est ce que le temps de réponse ? C’est le temps qui s’écoule entre le moment où l’on appuie sur l’accélérateur et le moment où la puissance arrive. Sur la Porsche 930 Turbo on pouvait compter une bonne seconde, ce qui est énorme en matière de conduite. De plus la puissance arrivait d’un seul coup ce qui fait que l’on se prenait un formidable coup de pied au derrière. Depuis les constructeurs ont beaucoup travaillé afin d’optimiser le turbocompresseur et d’en supprimer les inconvénients Problèmes liés au turbocompresseur : Nous l’avons vu précédemment : Lorsque le turbo entre en action, il comprime l’air ce qui a pour effet de favoriser la combustion interne et de créer une explosion plus forte donc il y a plus de gaz à la sortie donc la turbine tourne plus vite, donc sa sœur jumelle (le compresseur) compresse plus ce qui augmente le régime donc la vitesse des gaz en sortie et ainsi de suite. Si rien n’était fait, le moteur s’emballerait et monterait en régime sans possibilité de le contrôler. C’est là qu’intervient le Wastegate. Il s’agit en fait de la soupape de régulation du turbo : grâce à ce système de dérivation des gaz compressés, le wastegate est constamment tenu au courant de la pression. Lorsque la pression est trop élevée (qui correspond à la pression de suralimentation maxi), la soupape s'ouvre et laisse ainsi passer une partie des gaz brûlés directement vers l'échappement ce qui a pour effet de ralentir la vitesse de rotation de la turbine afin de diminuer la pression de suralimentation. Le problème c'est qu'à cause de la forte température des gaz brûlés ce système est souvent remplacé par un papillon qui se trouve quelque peu isolé du carter du turbo.
Il faut savoir que sur les moteurs nouvelle génération, cette régulation est entièrement gérée par l'électronique de la voiture et est auto-adaptable aux besoins instantanés du conducteur. Voici ci après un schéma de fonctionnement complet du turbo qui inclue "l'intercooler" c'est à dire l'élément qui permet de refroidir les gaz (réchauffés à cause de la vitesse de rotation et de la compression) qui entrent dans la chambre de combustion afin que la fiabilité et la longévité du moteur soient augmentés.
Un autre problème du à la forte compression des gaz frais est le cliquetis. Désormais ce problème est résolu grâce à la gestion électronique qui surveille en permanence le moteur et détecte le phénomène pour le contrecarrer. . Mais sur les premiers modèles turbocompressés, on assistait dans la chambre de combustion à un pré-allumage spontané précédant l'étincelle de la bougie (le cliquetis).
Nota : Lorsque dans une revue vous lisez que la pression du turbo d'une voiture est 1.35 bars, on parle de pression manométrique. En effet, il existe deux types de graduation : La physicienne, qui place la pression atmosphérique à environ 1 bar (c'est son niveau réel). Il s'agit de la graduation conventionnelle. La manométrique, qui place le zéro au niveau de la pression atmosphérique. C'est à dire lorsqu'on lit 1.35 bras de pression pour un turbo, il s'agit de 1.35 bars au dessus de la pression atmosphérique soit environ 2.35 bars en graduation physicienne.( Et il en va de même pour la pression des pneus.)
Précaution d'utilisation du turbo : La lubrification du turbo se fait grâce au circuit de lubrification du moteur. Aussi lorsque le moteur a été fortement sollicité et que l'on s'arrête juste après en coupant le moteur, la lubrification n'est plus assurée et vu les vitesses de rotation atteintes par la turbine (de l'ordre de 200 000 tr/min) celle-ci possède une grande inertie. Donc en coupant le moteur, on prive l'axe du turbo d'huile alors que celui-ci tourne toujours à vitesse élevée donc il y risque de casse de l'axe des turbines (un peu comme si on enlève les roues à une voiture qui roule à 130 km/h...). Donc il faut laisser tourner le moteur quelques minutes après l'avoir solliciter afin de faire retomber la vitesse de rotation de la turbine avant de l'arrêter. Si cette règle est respectée le turbo est un organe fiable qui tient largement la vie du moteur. Nouveau type de turbo : Actuellement, les moteurs Common-Rail se vendent comme des petits pains. Ces moteurs sont équipés d'un turbo à géométrie variable. C'est un turbo retravaillé qui est capable de fournir un couple correct à la voiture dés les plus bas régimes et qui passe outre la brutalité légendaire de nos turbos classiques. Ce turbo est géré par un calculateur interne qui prend en compte les paramètres instantanés du moteur pour faire varier la position des ailettes de la turbine. Ce système permet d'obtenir un petit compresseur (facile à entraîner) pour les bas régimes et d'un gros compresseur pour les hauts régimes. Turbocompresseur asymétrique : Il s'agit d'un turbocompresseur utilisé par Saab(sur les V6 turbo). Sa particularité est que la turbine du turbo n'est entraînée que par les échappements de trois des six cylindres. Le turbo, quand à lui alimente les six cylindres.
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