Moteur turbo et échappement

Moteur turbo et échappement

Le moteur turbo et l’échappement

Tout d’abord, faisons la distinction essence / diesel :

Si le principe d’envoyer de l’air sous pression dans l’admission est le même, le mode de fonctionnement est très différent d’un carburant à l’autre.

Pour les deux, les gaz d’échappement sont canalisés par le collecteur vers la turbine (corps chaud) du turbo. Cette turbine entraîne un axe, qui peut tourner sur paliers flottant ou sur roulement, au bout duquel il y a la roue du compresseur (corps froid).

C’est ce compresseur qui, comme son nom l’indique, comprime l’air et l’envoi dans l’admission après être passé par un échangeur (intercooler) qui refroidis cet air étant donné que celui-ci est échauffé lors de sa compression. Dans les grandes lignes, les points commun essence/diesel s’arrêtent ici.

Moteurs essences

Le moteur essence est à allumage commandé avec bobine d’allumage et bougie(s), il a besoin d’un papillon de gaz pour régler son régime et a un rapport volumétrique relativement faible (compression).

Les températures de gaz d’échappement sont très élevées (850 à 930°C maxi) et les cames de distributions sont très légèrement croisées.

C’est un moteur qui peut prendre rapidement des régimes élevé de l’ordre de 6800 – 8000 tours selon le développement.

L’importance d’un échappement dynamique est évidente. Celui-ci devra vider le plus rapidement possible le flux de gaz et les calories dégagées de façon à activer au mieux le transfert des gaz d’échappement et donc d’activer la phase d’admission.

Une ligne d’échappement bien faite et bien calibrée permet au turbo de prendre plus tôt, plus librement, plus rapidement son régime et souffler plus tôt et plus fort avec pour conséquence immédiate une augmentation du couple à tous les régimes.

Moteur diesel

Le moteur diesel est à allumage spontané, c’est à forte compression du mélange air/gazoil

dans les chambres de combustion qui provoque l’auto allumage aidé par les bougies de préchauffage qui restent à haute température.

C’est un moteur lent en montée en régime avec un vilebrequin et un volant moteur lourd.

Il n’est pas capable de régimes élevés à cause du décroisement des cames de distributions et de son allumage spontané.

Le point fort d’un turbo diesel est son couple en bas régime épaulé par des turbo à géométrie variable et maintenant avec des injections

à très haute pression pilotée par des boîtiers électronique. Vous noterez au passage, que le turbo diesel n’a pas de papillon de gaz puisque

l’accélération commande le débit de gazoil injecté, ce qui détermine le régime moteur.

Les températures d’échappement sont plus faible que pour un moteur essence et avoisinent les 870°C.

Donc pour « booster » un moteur turbo diesel, il est nécessaire de lui envoyer plus de carburant afin de gaver les cylindres.

Ce qui active plus fort la turbine du turbo et augmente ainsi le couple.

Pour prolonger le « moment » du couple, l’échappement doit générer une contre pression qui peut être obtenue avec un diamètre « juste » de la ligne

(voir tableau des rapports diamètre/ puissance).

Notez que la suppression du catalyseur provoque une perte de couple en bas régime, ce qui n est pas le but recherché sur un turbo diesel !

A contrario, ce qui est nécessaire pour un moteur turbo essence, est négatif pour un moteur turbo diesel.

Turbo Essence Turbo Diesel
Rapport volumétrique Relativement faible Très élevé
Régime 6500 – 8000 tr/min 4700 maxi ( ?)
Commande de régime Papillon à gaz Débit d’injection
Allumage Commandé par bougies/bobine Spontané,Auto-allumage
Calage distribution Légèrement croisé décroisé
Echappement En diminuant la contre pression En générant une contre pression

Comment augmenter les performances ?

 

Turbo Essence

 

 

Turbo Diesel

 

Comment augmenter les performances ?

  • Admission dynamique
  • Ligne d’échappement  adaptée
  • Reprogrammation
  • Admission dynamique
  • Reprogrammation
 

Changements d’éléments mécaniques ?

Selon l’évolution souhaitée

  • Autre turbo
  • Collecteur d’échappement
  • Ligne d’échappement
  • Pistons
  • Bielles
  • Arbre à cames
  • Intercooler + tubulures
  • Admission dynamique
  • Reprogrammation
  • Turbo d’une taille légèrement supérieur (si c’est possible)
  • Échappement adapté
  • Reprogrammation
  • Admission dynamique
  • Intercooler plus efficace en débit
  • Augmenter le débit
 

Objectifs à atteindre

  • Etaler la plage d’utilisation du moteur
  • Augmenter le couple
  • Augmenter le couple sans augmenter le régime du moteur.
  • « Tirer plus large » en exploitant au mieux le gain, soit avec une boite de vitesse adaptée, soit en augmentant le diamètre des roues.

Tableau des puissances admissible par rapport au diamètre de la ligne d’échappement sans contre pression

Diamètre intérieur

Puissance admissible

40 mm

± 120 cv

45 mm

± 160 cv

50 mm

± 210 cv

57 mm

± 265 cv

60 mm

± 285 cv

66 mm

± 340 cv

73 mm

± 600 cv

80 mm

full

Sauf cas exceptionnels vérifiés par des tests systématique au banc et sur route,

il vaut mieux limiter le diamètre de la ligne à la puissance attendue.

Surdimensionné peut amener des difficultés de gestion du boost et augmenter le bruit de manière inutile.

Pour le bien de tous, restons discret.

/!\ Note importante

Les transformations décrites ou citées sont illégales. Le véhicule ne correspondant plus au PVA

(Procès Verbale d’Agrégation) Vous prenez donc l’entière responsabilité de vos actes lorsque vous modifiez votre véhicule.

Pour les professionels, préparateurs, ingénieurs ou amateurs éclairés, cet article est une simplification et un condensé du cycle de fonctionnement des moteurs suralimentés.

Ne préjugez pas, ma connaissance est beaucoup plus approfondie.

Je veux juste éclairer, en terme simple, les visiteurs de ce site sur les différences fondamentales des moteur turbo essence / diesel afin qu’ils ne se laissent plus abuser par des vendeurs de rêve.

Bantuelle Freddy