Le turbo ! Un terme bien réputé chez les passionnés de vitesse ….
Nommé aussi turbo ou turbo-charger en
anglais, le turbocompresseur est un système de suralimentation des moteurs à
combustion, il vise en premier temps à augmenter la puissance et, en second
temps, à atteindre des gammes de vitesse plus élevées.
En pratique, cela signifie?
Le turbo se compose, comme son nom
l’indique, d’une turbine, d’un compresseur d’air, d’un système de
refroidissement (intercooler), et d’un système de filtrage d’air aspiré.
Depuis son développement par l’ingénieur Suisse
Alfred Büchi, le turbo est soumis aux contraintes d’optimisation et de
réduction des émissions, en particulier, chez les moteurs diesel, dont les gaz
d’échappement sont riches en impuretés chimiques.
Ou se trouve le turbo compresseur ?
Le système du turbo est localisé sous le
capot dans le compartiment moteur, et plus précisément sur le
bloc-moteur.
L’emplacement du turbocompresseur est
optimisé pour favoriser la circulation des gaz d’échappement et faciliter
l’aspiration de l’air extérieur. Il doit donc se placer en même temps près du
bloc-moteur et près du filtre à air.
Comment ça fonctionne ?
Un bref retour sur les moteurs à combustion.
Un moteur diesel à quatre cylindres
Un moteur à combustion et à quatre
temps suit les étapes suivantes lors de son fonctionnement normal :
- Admission du mélange air-carburant
- Compression du mélange
- Explosion (essence) ou combustion (diesel) du mélange
- Détente et échappement
Le turbo utilise les gaz d’échappement
comme source d’alimentation, ces gaz, dont la température peut dépasser 800 Celsius,
actionnent la turbine qui va à son tour actionner le compresseur, l’air
comprimé sera réinjecté dans la chambre de combustion, ce qui implique
plus de volume d’air et donc plus de puissance.
La pression peut être régulée par voie
électronique via le wastegate (une soupape qui limite la pression des gaz
d'échappement sur la roue de turbine d'un turbocompresseur dans un moteur
suralimenté).
Des optimisations ?
Les intercoolers
Comme les gaz d’échappement dépassent la
température optimale du moteur, plus l’effet de chaleur du compresseur, un
radiateur (intercooler) est nécessaire pour refroidir l’air de suralimentation
et assurer la longévité du moteur.
Turbocompresseurs à géométrie variable (VTG)
Avec la géométrie variable, le
turbocompresseur est équipé d’un système d’ailettes rotatives commandées par le
moteur électronique.
Ainsi, lorsque le moteur tourne à bas
régime, les ailettes articulées du VTG sont fermées et les gaz d’échappement passent
par la turbine. Quand le régime du moteur augmente, les ailettes s’ouvrent
petit à petit et font dévier les flux de gaz de la turbine. Cela finit par
rendre cette dernière non-fonctionnelle et permet donc de contrôler la pression
de l’air.
Turbos à double entrée (Twin-scroll)
Les turbocompresseurs à double entrée séparent les gaz d'échappement en deux canaux distincts, ce qui améliore l'efficacité énergétique.
Écrit par :
AKHRIF Badr
Étudiant à l'École Mohammadia d'Ingénieurs et membre du Club EMInnov.
