Les constructeurs et les préparateurs automobiles utilisent davantage le turbocompresseur pour son aspect écologique, outre les raisons d’efficacité. Ils se conforment ainsi aux normes antipollutions. Ce système de suralimentation permet d’augmenter les performances du moteur. Pour ce faire, il comprime l’air qui pénètre dans la chambre de combustion après l’éjection des gaz d’échappement.
Pour les personnes moins informées sur le sujet, les turbocompresseurs sont aussi diversifiés que le moteur. Et choisir le bon type importe par-dessus tout afin d’obtenir les résultats attendus. Par ici les différentes sortes de turbo qui existent.
Sommaire :
Le turbocompresseur simple
Les turbocompresseurs simples se déclinent à eux seuls en une grande variété d’options et de configurations. Selon la taille de la roue du compresseur et celle de la turbine, les caractéristiques du couple varient considérablement. Les plus gros, par exemple, fournissent plus de puissance à haut régime. En revanche, les turbos les plus petit* se révèlent plus efficaces à bas régime, car ils tournent beaucoup plus vite.
Ce dispositif est particulièrement bénéfique pour les petit* moteurs. Tout en étant plus léger, il parvient à livrer la même puissance que les gros moteurs atmosphériques. D’un côté, cette option s’avère très efficace pour améliorer à la fois la puissance et le rendement du moteur. De l’autre, il faut garder à l’esprit qu’elle est moins performante que les autres modèles existants. Le single-turbo est plutôt fragile, car il supporte mal les variations de régime.
Ce type de turbo reste cependant le plus apprécié des fabricants automobiles en raison de son prix abordable.
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Biturbo ou turbo double
Le turbocompresseur double, communément plus connu biturbo, est un autre type de suralimentation très populaire chez les constructeurs. Il offre aussi de nombreuses options d’utilisation, tout comme avec le single-turbo.
Pour les moteurs plus performants V6 et V8, sur chaque rangée de cylindres peut être installé un turbo simple. Concrètement, cela se traduit par l’association de deux turbos de la même taille. Ils travaillent en tandem en vue d’accroître la puissance du bloc.
Une autre option de suralimentation avec le biturbo consiste à utiliser un turbocompresseur plus petit à plus bas régime. Un autre plus gros viendra l’épauler pour des régimes plus élevés. Cette configuration à double étage ou séquentiel présente une plage de régime plus large. En réduisant la latence, elle obtient un meilleur couple à bas régime. Le moteur devient également plus puissant à haut régime.
Cette configuration à double étage ou séquentiel présente une plage de régime plus large.
C’est bien d’avoir deux turbocompresseurs, mais cela augmente à la fois la complexité du véhicule et les coûts associés. Pourtant, il existe d’autres alternatives plus simples et plus efficaces qui donnent des effets presque similaires. Découvrez dans cette vidéo quels sont les différents types de turbocompresseur.
Le turbocompresseur à double entrée
Le turbo à double entrée ou Twin Scroll Turbo est une option moins connue du public. Ce système de suralimentation requiert un carter de turbine avec une entrée divisée. Il nécessite aussi un collecteur d’échappement. C’est celui-ci qui fait en sorte que chaque cylindre du moteur s’associera à son entrée correspondante.
Avec cette configuration de turbocompresseur, l’énergie des gaz d’échappement se dirige plus facilement vers le turbo. Chaque cylindre aspire un air plus dense et plus pur. La turbine d’échappement gagnera en conséquence plus de puissance, de même pour le véhicule. Il est d’ailleurs possible d’obtenir un plus grand chevauchement des soupapes sans entraver le balayage des gaz d’échappement.
Admettons que ce système de suralimentation rendra la voiture encore plus puissante et performante. Il convient cependant de souligner qu’il requiert une configuration spécifique du moteur et de l’échappement. Cela entraînera sans doute une augmentation du coût, ainsi qu’une complexité élevée par rapport aux modèles classiques. Découvrez quelle est la différence entre le twin scroll et le single scroll turbo dans cette vidéo.
Turbo à géométrie variable ou TGV
Le TGV se sert des ailettes rotatives pour gérer l’afflux des gaz d’échappement. Il sera encore plus performant sur une plage d’utilisation plus large. Le moteur devient alors plus puissant, dont l’augmentation du couple étant un avantage notable de cette suralimentation.
Avec la configuration à géométrie variable, le carter de la turbine comporte des ailettes de forme aérodynamiques. Ceux-ci tournent afin de modifier l’angle et la section transversale du tourbillon de gaz dans les voitures particulières. Ce principe reste aussi le même pour les camionnettes légères.
Les ailettes internes modifient le rapport section-rayon (S/R) en fonction de la vitesse de rotation du moteur. Les performances optimales peuvent, dans ce cas, facilement être atteintes. Ce mécanisme de suralimentation fonctionne en deux modes selon le régime du moteur.
À l’instar des turbos non variables, c’est l’option la plus écologique de toutes.
À bas régime, les ailettes se renferment et les gaz d’échappement passent par la turbine. Dès que le moteur commence à prendre du régime, les ailettes s’ouvrent progressivement. Cela va par-dessus tout faciliter la déviation des flux de gaz de la turbine et rendre cette dernière inactive. Arrivé à ce stade, il sera plus facile pour le turbo à géométrie variable de contrôler la pression d’air.
Ce dispositif consiste avant tout à corriger les petites imperfections des modèles classiques. Sa mission ne s’arrête pas là. Il vient aussi pour offrir une meilleure combustion. À noter que la majorité des véhicules du XXIesiècle exploitent ce type de turbocompresseur. À l’instar des turbos non variables, c’est l’option la plus écologique de toutes.
Soulignons que le TGV s’utilise principalement avec les moteurs diesel avec une ligne d’échappement plus petite. Les ailettes sont ainsi préservées de la chaleur. Pour les applications à essence, elles requièrent l’usage des métaux coûteux pour assurer la fiabilité et la durabilité du turbo. Ce qui pourrait expliquer l’hésitation des constructeurs à opter pour ce modèle.
Le turbocompresseur à double entrée variable (DEV)
Le turbo DEV présente à la fois les avantages d’un turbo à double volute et d’un turbo à géométrie variable. L’opération et le mode de fonctionnement partagent quelques similitudes avec la configuration Twin Scroll.
Le turbo à double entrée variable bénéficie toutefois d’une flexibilité accrue grâce à la taille variable de sa turbine. Ce sont généralement les voitures de performances qui se munissent de ce turbocompresseur. Il est plus réactif et offre une sorte de coup de pouce à tous les régimes du moteur.
La conception de ce dispositif présente une alternative fiable et économique aux turbos TGV. Il peut donc être installé sur les moteurs à essence. Sa complexité et son coût, élevé par rapport aux autres types, restent son principal bémol.
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Le turbo électrique
Ce type de turbocompresseur a vu le jour avec l’idée de réduire davantage les contraintes typiques des modèles traditionnels. Pour que cela soit accompli, le turbo électrique s’alimente avec un moteur électrique au lieu des gaz d’échappement.
À l’instar des modèles classiques, ce système de suralimentation utilise une seule turbine alimentée électriquement. Cette conception l’aide à comprimer l’air dans la chambre de combustion même à bas régime. En plus d’éliminer le turbo lag, cette technologie augmente aussi la plage de régime dans laquelle le turbo fonctionnera efficacement.
Le turbo s’active en deux modes. Soit via un interrupteur commandé par le conducteur, soit selon la position de la pédale d’accélérateur. Quant à la vitesse de la turbine électrique, elle dépend grandement du régime moteur.
Le turbo électrique est capable de fournir une réponse instantanée. Son atout ne s’arrête pas là. Les gaz d’échappement produisent moins de chaleur par rapport aux configurations conventionnelles. De plus, ce turbocompresseur parvient à générer de la puissance à bas régime. En conséquence, il réduit la consommation de carburant, de même pour les émissions polluantes. C’est donc une solution à la fois économique et écologique.
Cela dit, il faut prendre en compte que ce type de turbo présente aussi des inconvénients. Elle a besoin de beaucoup d’électricité pour fonctionner. Pour cela, elle va solliciter davantage l’alternateur, ce qui entraînera sans doute la défaillance de cette pièce mécanique.
Le turbocompresseur hybride
C’est l’un des turbocompresseurs méconnus du public, mais que les fanatiques de préparateur vénèrent beaucoup. D’une manière plus simple, il s’agit d’une version améliorée d’un turbo. C’est-à-dire qu’on change une ou la totalité des composants pour avoir plus de puissance.
Par exemple, on agrandit la roue du compresseur afin d’augmenter le débit d’air. On peut ainsi faire grossir la turbine pour améliorer le flux d’échappement. Il se peut toutefois que le turbo lag devienne plus important avec cette approche.
En somme, le turbocompresseur hybride consiste à surdimensionner un quelconque turbo afin d’avoir plus de puissance. Cette catégorie permet d’obtenir une fiabilité hors norme. On retrouve le plus souvent ce turbo dans les voitures préparées en stage trois.
L’avenir du moteur thermique ?
Ce sont les turbos à géométrie variable et les turbos électriques qui équipent la plupart des véhicules d’aujourd’hui. Bien que plus coûteux et plus complexes que les autres catégories, ils offrent un temps de réponse plus rapide.
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