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Dossiers-Conseils > Fonctionnement d'une auto > Fonctionnement des moteurs bi-turbo 01/06/2015

Fonctionnement des moteurs bi-turbo

Qu'ils soient en diesel ou à essence, les moteurs bénéficient du même système concernant la suralimentation : à savoir injecter un maximum d'air dans les cylindres. Voyons ici la double suralimentation ou plutôt le principe de fonctionnement des moteurs équipés de deux turbos. Notons au passage que certains bi-turbo pourraient voir leur appellation modifiée puisque certains combinent un compresseur électrique avec un turbo au lieu d'avoir deux turbos traditionnels alimentés par les gaz d'échappement, c'est notamment le cas sur le 1.4 TSI Twincharger 140 ch qui associe un turbo standard avec un compresseur électrique (vous remarquerez qu'ils ne l'ont pas appelé Twinturbo ...). L'avantage de l'association avec un compresseur (ou "turbo électrique" pour certains, deux manières de dire la même chose) est de ne plus avoir de temps de réponse puisqu'il n'y a plus besoin d'attendre le souffle des plus hauts régimes pour qu'il s'active.


Voici le SQ5 : il bénéficie d'un tdi bi-turbo (ils sont montés en parallèle)

Deux principaux types montages

Pas si répandus que cela, les moteurs dotés de deux turbos se déclinent en deux grandes catégories : le montage en série et le montage en parallèle. Les deux systèmes peuvent aussi être séquentiels, c'est à dire que les turbos "s'allument" selon le régime moteur (donc en plusieurs séquences) : plus on est haut dans les tours, plus il y a de turbos qui fonctionnent (en l'occurrence deux ici, puisque nous nous intéressons aux moteurs bi-turbo, et non tri-turbo)

Montage en série

Le montage en série (le plus récent techniquement parlant) équipe les moteurs ayant les cylindres en ligne (beaucoup plus fréquents que les moteurs en V). Grosso modo le principe consiste à les installer en série sur le circuit, c'est à dire les placer les uns après les autres. Ces derniers ne fonctionneront pas en même temps (ce que l'on appelle alors séquentiel) : plus le régime augmente plus il y a de turbos qui s'animent (logique, plus on monte dans les tours, plus il y a de souffle à l'échappement, et donc de l'énergie pour les compresseurs). Le contrôle s'effectue en partie par l'ouverture de clapets dans les différents circuits, cela pour diriger l'air vers un turbo ou plusieurs. Notez qu'il existe plusieurs manière de concevoir ce type de suralimentation, le schéma du dessous n'en n'est qu'une des nombreuses sortes. De plus, on retrouve parfois dans ce type de configuration un turbo qui travaille en série avec un compresseur, le fameux 1.4 TSI Twincharger (et le futur Bi-TDI électrique).

Voici le schéma d'un moteur bi-turbo d'origine BMW (35d et 40d depuis peu) :

A très faible régime, seul le petit turbo fonctionne bien, le gros n'ayant pas encore assez de turbulences pour pouvoir fonctionner.




Quand le régime augmente, le plus gros turbo peut commencer à se mouvoir correctement. Notez l'ouverture progressive du volet (à droite flèche verte) qui permet d'envoyer une partie des gaz d'échappement directement vers le gros turbo. Les deux turbos marchent alors ensembles.





Enfin, dans les plus hauts régimes, le petit turbo produit un effet indésirable de bouchon ... Le système s'en débarrasse donc en condamnant les accès à ce dernier. Seul le gros turbo fonctionne à ce moment là.

Montage en parallèle

Ce type de montage consiste à faire fonctionner plusieurs turbos équivalents sur des circuits d'échappement différents (au niveau de l'admission, les deux se retrouvent à souffler l'air compressé vers la même destination, la tubulure d'admission donc. Ils ont donc le circuit d'admission en commun mais pas le circuit d'échappement). Ce système est principalement voué à fonctionner sur les moteurs en V car il est facile de diviser en deux parties distinctes l'échappement, avec notamment deux collecteurs d'échappement de part et d'autres du moteur. Ce type de configuration est peut-être un peu plus facile à assimiler.

Montage en parallèle :


Ceux qui ont connu Gran Turismo 1 se rappellent forcément de ce que pouvait faire la GTO TwinTurbo ... L'une des trois voitures les plus rapides du jeu quand elle avait été boostée à son maximum (410 km/h !)

 

 

Voici le Bi-TDI électrique :

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