Les turbocompresseurs à échappement de gaz ou plus communément appelés turbos sont devenus omniprésents dans l’industrie automobile. En augmentant la puissance des moteurs tout en préservant leur efficacité énergétique, ils permettent aux constructeurs de répondre à la fois aux exigences réglementaires en matière d’émissions polluantes et aux attentes des clients en termes de performances.
Plan de l'article
Le CHRA, élément clé du turbo
Le CHRA (Central Housing Rotary Assembly) est l’élément clé du turbocompresseur. Il permet la rotation des roues de turbine et de compresseur. Composé de nombreuses pièces assemblées avec précision, il forme un ensemble tournant solide et étanche pouvant résister aux contraintes extrêmes.
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Au centre du Chra turbp se trouve l’axe-turbine, long arbre en acier trempé reliant les deux roues. Autour est assemblé un écran thermique en métal refroidi. Son rôle est d’isoler les autres pièces de la chaleur intense dégagée par les gaz d’échappement. Le carter central en aluminandium ou en fonte loge l’ensemble et assure l’étanchéité.
Des paliers à billes ou à roulements permettent la rotation fluide de l’axe dans un jeu très réduit. Des segments en métal ou en caoutchouc maintiennent la pression entre les pièces tournantes et fixes. Une butée amortit les à-coups à très grande vitesse.
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La roue de compression et son écrou de serrage forment l’interface avec l’air admis. Mis en rotation à plus de 100 000 tours/minute, le CHRA permette d’amplifier la masse d’air injectée dans le moteur.
Fonctionnement du système turbo
Lorsque les gaz d’échappement sortent du moteur, ils entrent en contact avec les aubages de la roue de turbine située à l’intérieur du CHRA.
La pression et la poussée des gaz font alors tourner la turbine à très grande vitesse, allant parfois jusqu’à plus de 100 000 tours par minute. Cette énergie cinétique est transmise via l’axe central du CHRA au compresseur.
Ce dernier est composé d’une roue munie d’aubages orientés dans le sens inverse. Il aspire alors l’air neuf jusqu’à l’admission du moteur. Sa rotation compresse l’air en le densifiant. Il augmente considérablement le débit d’air entrant dans la chambre de combustion. Avec une plus grande quantité d’air à sa disposition, le moteur peut alors brûler une plus grande quantité de carburant.
Avantages des turbos
Outre les gains de puissance considérables qu’ils procurent, les turbos présentent plusieurs atouts non négligeables :
- baisser la consommation de carburant ;
- réduire les émissions de CO2 ;
- favoriser la conception de moteurs plus petits et plus légers ;
- améliorer l’agrément de conduite comme la dynamique.
Grâce à leur réponse linéaire, les turbos procurent des accélérations franches dès les bas régimes contrairement aux gros moteurs atmosphériques.
Entretien et remplacement
Pour fonctionner de manière optimale sur le long terme, le turbo nécessite un entretien régulier. Il est conseillé de vérifier le niveau d’huile du turbo tous les 15 000 km et de le changer tous les 30 000 km. Il faut également s’assurer que le filtre à air ne soit pas encrassé. En cas de dysfonctionnement, comme un jeu anormal ou un sifflement, il vaut mieux rapidement faire diagnostic pour éviter une casse moteur coûteuse.
Grâce à leur compacité, leurs performances et leur efficacité énergétique, les turbocompresseurs sont devenus incontournables dans le monde de l’automobile. S’ils procurent d’indéniables avantages aux constructeurs comme aux automobilistes, ils nécessitent néanmoins un entretien régulier pour préserver la durée de vie du moteur.
