Le turbo met la pression dans les ateliers

Le turbocompresseur est désormais reconnu comme indispensable à l'amélioration des performances, y compris pour répondre au downsizing et aux normes de dépollution, plus encore que l’injection directe. Cet équipement qui a longtemps été synonyme de puissance pour les moteurs à essence s'est adapté au marché et de nombreux fabricants se partagent âprement ce marché. Le turbo fait aujourd'hui partie du top 20 des pièces les plus vendues par les distributeurs.

Les nouvelles solutions des turbocompresseurs

Les premiers turbocompresseurs montés dans les années 90 n'étaient que des pièces conçues pour d'autres applications et simplement réglées et adaptées. Il en résultait des délais de réponse démesurés. Les constructeurs ont compris le problème et les fabricants de turbo ont développé des turbos spécifiques aux moteurs automobile. Plus petits, plus légers et exploitants mieux les changements de débits à l'échappement, ils permettent aujourd’hui une utilisation de cette technologie sur une grande échelle.

Maîtrisée, l'utilisation du turbocompresseur est désormais optimisée. Les turbines sont à géométrie variable, sont doubles ou sont d'un design complexe qui permet l'utilisation du flux maximum d'air.

Plusieurs usages sont faits du turbocompresseur. Il peut augmenter la puissance disponible dans un moteur pour un investissement réduit ; il peut aussi autoriser des stratégies de combustion plus efficaces et réduire ainsi les pertes et la pollution. Sur les moteurs diesel, il est quasi-obligatoire et, de la même manière, bénéficie au moteur essence à injection directe.

Gommer les défauts

La diminution du temps de réponse à l'accélération reste un sujet de préoccupation des constructeurs. Pour y répondre, à la condition que la taille du moteur le permette, on additionne les compresseurs. Un petit pour les bas régimes, et un gros en série pour le couple maximum et la puissance.

Ce dernier est plus lent à intervenir, et c'est le plus petit qui assure les relances et le fonctionnement le plus important. La réactivité de la turbine a conduit à utiliser des compresseurs volumétriques (entraînés par le vilebrequin du moteur), mais cette solution consomme beaucoup trop d'énergie et n'est pratiquement plus utilisée.

A la place, on lui préfère l'entraînement électrique. Moins puissant, le compresseur électrique est beaucoup plus souple à utiliser. Il peut être placé n'importe où autour du moteur, ne nécessite qu'une alimentation en courant et peut être couplé à la gestion moteur pour être lancé au meilleur moment.

Avec l'évolution des modes de déplacement, où les trajets toujours sont plus courts et réalisés à des vitesses moindres, les techniciens attendent des turbocompresseurs qu'ils réduisent les pertes par frottement. L'adoption de roulements à la place de paliers lubrifiés améliore la réponse du turbo, d'environ 25% jusqu'à 2 000 tours/mn pour un moteur 2.0 l.

Car non seulement les roulements opposent une résistance moindre, mais ils sont en outre moins sensibles à la température ou à la qualité de l'huile…

Diagnostiquer les pannes des turbocompresseurs

Nombre de turbocompresseurs sont remplacés à la suite d'une plainte du client évoquant un manque de puissance, un bruit, une vibration, etc. Cependant, l'inefficacité de cet équipement n'est parfois que la conséquence d'une défaillance d'un autre composant du moteur et de ses accessoires. Les pannes du turbocompresseur sont essentiellement dues à une rupture des aubes des turbines ou à un grippage de l'axe.

Les raisons de ces pannes sont rarement imputables au turbocompresseur lui-même. On trouvera principalement le passage de corps étrangers dans les turbines qui casse les aubes, ou des corps gras qui se collent sur les ailettes et déséquilibrent l'ensemble mobile. Pour entraîner le grippage de l'arbre, la cause la plus courante est une mauvaise lubrification ou un mauvais refroidissement du corps de turbo. Le déséquilibrage peut également causer le frottement irrégulier de l'arbre sur le palier et son grippage. Ces raisons peuvent elles-mêmes être causées par des dysfonctionnements des équipements du moteur.

Comment réaliser le contrôle du turbocompresseur

On peut recommander le contrôle du jeu de l'arbre et des turbines sur leur axe. Néanmoins, celui-ci peut être très important et difficile à évaluer manuellement. La cause vient d'un double jeu sur les paliers d'arbre des turbines. D'une part, le montage des bagues de palier est libre sur l'arbre de la turbine, le fonctionnement est assuré par la pression d'huile. Cette pression s'exerce également entre les bagues de palier et le carter du turbocompresseur.

Ce type de montage permet d'absorber les dilatations très importantes de toutes les pièces engendrées par les températures très élevées du turbo. De plus, le volume d'huile circulant dans le turbocompresseur permet de refroidir toutes les pièces. Plus il y a d’huile, meilleur est le refroidissement. Dans ce cas, l’huile chauffe moins et donc se dégrade moins.