Pour la petite histoire l'invention du turbo s'est faite au début du 20ème siècle vers 1905 par Alfred Büchi qui est un ingénieur suisse.
Voici le fameux turbo-compresseur, dont le rôle est de mieux faire respirer le moteur.
Un turbocompresseur est composé de deux "hélices" reliées entre elles (une turbine et un compresseur).
Le principe du turbo est le suivant, les gaz d'échappement rejetés par le moteur font tourner une turbine (en rouge sur le schéma). Cette turbine est reliée par un axe à une deuxième hélice (en bleue) qui aura comme rôle d'envoyer une grande masse d'air vers l'admission (l'air qui s'accumule finit par se compresser, d'où le nom de turbocompresseur). Cet air compressé sera envoyé dans le moteur augmentant alors l'apport d'oxygène (qui est d'environ 20% de l'air au passage) dans la chambre de combustion, favorisant ainsi la puissance (plus il y a d'air, plus on peut mettre de carburant).
La pression peut être régulée par l'électronique via la wastegate, voir plus bas pour plus de détails.
A noter que si un moteur peut atteindre quelques milliers de tours/minute (voir votre compte tours), la turbine d'un turbo peut dépasser sans problème 200 000 tours par minute ! Ce qui représente une fréquence très importante, montrant ainsi les contraintes que peuvent subir les ailettes et roulements ... Ailettes qui peuvent être mobiles, ce que l'on appelle alors turbo à géométrie variable.
Il est très simple, et son appellation nous donne la réponse : suralimentation.
C'est donc un organe destiné à booster les moteurs, à savoir pouvoir les gaver encore plus en air et en carburant. Car si on est normalement limité à la cylindrée et la pression atmosphérique (sur d'autres planètes, on pourrait avoir des moteurs atmosphériques qui ont plus de 1 bar de pression à l'admission en plaine charge : papillon totalement ouvert), ce n'est plkus la cas si on peut forcer plus d'air à y entrer (accroître la pression donc).
On peut alors obtenir bien plus de puissance pour une même cylindrée. Et un moteur de 1.5 litres peut alors pouvoir engloutir autant d'air et de carburant qu'un 2.5 ! Cela permet donc de vendre des moteurs plus petits qu'avant tout en proposant des puissances identiques, voire même supérieures.
Comme à bas régime le turbo ne fonctionne quasiment pas, on se retrouve avec un moteur plus sobre en conduite calme (qui consomme comme un petit moteur), et c'est tout l'avantage de la suralimentation aujourd'hui : limiter la casse côté malus en proposant des moteurs qui se débrouillent bien aux cycles d'homologation WLTP. En revanche, dès qu'on tire dessus, notre petit 1.5 pas trop glouton devient un 2.5 très vorace ! Voilà pourquoi la différence entre consommations officielles (NEDC / WLTP) est si importante avec les moteurs turbo. Car dans la réalité, personne ne se limite à la plage basse (régime) d'utilisation du moteur : trop creux et désagréable donc. C'est d'autant plus accentué sur les moteurs essence, les diesels étant bien moins traitres grâce à leur couple important dès les bas régime (qui n'incite donc pas à aller plus loin dans les tours).
Le turbo doit être lubrifié au niveau de son axe central. Et comme un roulement à billes ne suffit pas pour résister à de telles régimes (plus de 100 000 t/min), il faut utiliser un palier. Un palier doit continuellement être alimenté en huile pour qu'il fonctionne, et ici on utilisera celle du moteur.
Voici l'axe central à lubrifier
Pour accroître les capacités du turbo (et plus largement l'admission d'air), il faut refroidir l'air compressé. En effet, il faut savoir que tout gaz que l'on compresse gagne en température (c'est même le principe de base de la climatisation), c'est un phénomène physique élémentaire.
En comprimant l'air, le turbo finit par le chauffer ... Hélas, envoyer de l'air chaud (donc dilaté) dans le moteur n'est pas idéal (plus l'air est froid moins il prend de place, on peut donc mettre plus d'air froid dans un même volume que d'air chaud) ...
Pour palier à cela, on utilise l'intercooler (changeur thermique) qui permet tout bêtement de refroidir l'air compressé par le turbo avant de l'envoyer dans les chambres de combustion. On peut donc gaver encore plus le oteur.
Voici le turbo connecté au collecteur avec en bas à gauche la commande pneumatique de wastegate
Pour éviter qu'il y ait une surpression à l'admission (qui peut endommager moteur et turbo), les ingénieurs ont installé un système qui permet de limiter cette dernière, cela s'appelle la Wastegate. Son rôle est donc d'évacuer toute pression excédentaire de celle tolérée par le circuit de suralimentation. Sachez qu'il peut être directement intégré au turbo ou alors être séparé de celui-ci, mais la disposition différente ne change pas son principe.
De plus, c'est l'électronique qui commande cette dernière par le biais d'une électrovanne sur les voitures plus modernes (la simple pression dans l'admission sert à commander les plus anciennes). On peut donc modifier le comportement de celui-ci (accepter plus ou moins de pression) pour obtenir plus de puissance, ce que l'on appelle généralement un reparamétrage de la cartographie moteur (le réglage de la pression est l'un des paramètres, comme la pression à l'injection).
Voici une autre wastegate, pilotée cette fois-ci de manière électrique
Deux moyens permettent d'améliorer les performances de son turbo :
Le compresseur (plus rare), reprend le principe du turbo (on peut même dire que c'est la même chose ... Les deux sont des compresseurs d'air). Cependant, il ne se "nourrit" pas de l'énergie dégagée par les gaz d'échappement mais utilise directement l'énergie mécanique du moteur. De ce fait, il ne peut pas tourner aussi vite qu'un turbo (les gaz d'échappements permettant des rotations très élevées). Chacun a ses avantages et inconvénients : un compresseur (Supercharger en anglais) fonctionne plus tôt dans les tours mais est limité en vitesse de rotation tout en prenant un peu plus d'énergie au moteur (il y a aussi une résistance pour les turbos au niveau de l'échappement des gaz avec une sorte de bouchon mais elle est moindre.). Un turbo se déclenche plus tard car en bas régime les gaz d'échappement ne sont pas assez puissants (il y a donc généralement un creux de puissance en bas régime) mais peut en revanche faire des miracles dans les hauts régimes. On peut donc dire qu'un turbo a plus de capacités mais qu'en contrepartie un compresseur permet de gagner en couple dès les plus bas régimes.
De plus, certains constructeurs ont opté pour deux turbos, chacun calibré pour une tâche différente. Un petit s'occupe des bas régime et l'autre des hauts régimes, et d'autres vont même jusqu'à implanter 3 turbos (BMW : 550d)
Les turbos plus récents s'accolent des ailettes rotatives que l'on appellera alors turbo à géométrie variable. L'avantage est de rendre encore plus efficient le turbocompresseur en faisant varier l'inclinaison des ailettes selon la vitesse de l'air qui s'engouffre. On peut comparer cela aux ailes d'un avion qui ont des volets mobiles, en fonction de leur position on agit sur l'aérodynamique.
Notez au passage que ce type de turbo améliore l'agrément en évitant que ce dernier ne s'active trop brutalement. Ici il se met à fonctionner de manière plus progressive, amenant alors une plus grande souplesse d'utilisation (bien que cela soit assez anecdotique au final ...). Hélas, sa technicité avancée (mobilité des ailettes) le rend aussi plus fragile (plus de complexité = plus de dysfonctionnements possibles). Si les ailettes perdent leur mobilité (grippage avec le temps) le fonctionnement sera largement altéré.
La flèche en blanc indique les petites ailettes mobiles. Elles sont donc à géométrie variable.
Une autre déclinaison
De plus en plus d'éléments sont devenus électriques dans nos voitures, cela permet de réduire la consommation de carburant. C'est d'ailleurs le cas des directions assistées électriques qui permettent de ne rien consommer en ligne droite (quand on ne tourne pas le volant donc) contrairement à une pompe fonctionnant par la force du moteur (courroie accessoires).
Le turbo est désormais en ligne de mire avec de plus en plus d'équipementiers qui pensent à le rendre électrique. La multiplication des voitures hybrides (beaucoup de ressources électriques grâce aux batteries) semble favoriser ce phénomène.
D'un point de vue technique, on peut dire qu'on a affaire ici à une fusion entre le turbo et le compresseur (turbo car il tourne à des vitesses très élevées et compresseur car il ne s'alimente pas par les gaz d'échappement).
Suite à un mail très sympathique envoyé par un certain Lucien, je me devais d'apporter un complément d'information. En effet, dire que le turbo se nourrit uniquement des flux d'air provoqués par les gaz d'échappement reste un peu réducteur. En effet, la force des gaz d'échappement est accrue par la dilatation de l'air ...
Résumons un peu, le moteur reçoit de l'air froid à l'admission (en tout cas les ingénieurs font tout pour que ce soit comme ça) car l'air froid prend moins de place que l'air chaud (dilatation du gaz).
Mais revenons à notre moteur, le gaz froid qui entre dans le moteur va être chauffé par la combustion interne, et c'est d'ailleurs cette dilatation qui permet de faire bouger le piston de haut en bas (suite à "l'explosion"). On peut donc déduire que les gaz sortant à l'échappement prendront plus de place (d'autant plus qu'il contient aussi le carburant brulé) par rapport au gaz qui entre dans le moteur, ce qui fera d'autant plus tourner la turbine.
On peut donc déduire que l'énergie produite par la dilatation des gaz est récupérée gratuitement pour améliorer les performances du moteur (on utilise cette énergie pour compresser l'air d'admission et l'envoyer dans le moteur), et c'est cela qui permet de réduire les consommations même si le problème reste assez fin et très technique à étudier (selon le régime et la charge moteur, ces économies peuvent se transformer en surconsommation, car en gavant le moteur d'air il faut alors aussi le gaver en carburant pour garder un bon rapport stoechiométrique)
Cet avantage est alors inexistant sur un moteur doté d'un compresseur simple (alimenté par la force du moteur et non pas par les gaz d'échappement) qu'on appelle en anglais supercharger.
Ici sont présents les derniers avis écrits sur le site ayant indiqué le mot "turbo" dans les problèmes rencontrés.
Fiat Tipo (2016)
1.3 Multijet D 95 ch : suite a l'installation d'un attelage chez fiat lorsque je reculait avec ma remorque, le radar ne fonctionnait plus après 2 retour chez fiat plus de soucis (réponse de fiat problème électrique point) lève vitre côté conducteur a laché, turbo hs voir explication plus bas......
Opel Corsa 5 (2014-2019)
1.3 CDTI 95 ch 5 Vitesse, 156 000km, 05/2015 : Bougie de prechauffage
Mini Mini (2006-2013)
1.6 175 ch 117 000 km boîte auto année 2010 : Changement cache-culbuteur (déformé à cause de la chaleur du turbo)Changement joint de cache-culbuteur + joint de support de filtre à huile.Suintement de la boîte automatique, résolu en la vidangeant et en changeant les joints.Au total, près de 2000 ¤ de réparations nécessaires pour éviter suintements et surconsommation d'huile.A présent, je surveille étroitement le moindre bruit métallique, car je crains un changement de tendeur de distribution.
Renault Megane 2 (2002-2008)
1.9 dCi 130 ch 2070000 km 2006, Dynamique : Voiture acheté a 3.500¤ donc ça va mais la ça fait 3 ans que je l'ai et je peut vous dire que j'ai bien mit déjà plus 2mil dessous en réparations.. Après bon, je suis déjà allé avec elle 3 fois au Portugal ( 2400km allé-retour ) et ça ma jamais donné de problèmes dans la route mais hors ça... Moteur clim changé 2x et pas moyen de marcherMoteur vitres avant plein de problèmes, plein de reparations et ils bug toujours Capteur pneu avantDéfaut d'injectionDéfaut Vanne EGRFrein a main déjà change aussi et impossible de me garer en montant, ça marche pas 130ch mais ont dirait 80ch a cause de son problème de turbo et injection
BMW Serie 5 (2010-2016)
535i 306 ch f10 exclusive boite mécanique : Aucun
Honda CRV (2012-2019)
1.6 IDTEC 160 ch 2015 207000km : Défaut FAP à 197000km aucun réel problème de FAP mais un souci de relais P049b à l'OBDDéfaut de pression turbo à 207000km c'est là que ça devient alléchant. C'est un modèle biturbo. Un clapet servant à isoler chaque turbo, pour l'effet séquentiel, et intégré totalement à chaque turbo, prend du jeu et se bloque parfois. Une vidéo youtube montre le phénomène. https //youtu.be/OrdwiJCv3nULe souci est que cet élément, piloté par dépression d'air à 8bars, est solidaire de chaque turbo. Résultat, une facture de 2500¤ par turbo quand le souci apparaît. Ça 'e m'est arrivé qu'une fois pour le moment mais mon mecano a contacté Honda qui a directement pointé ce souci récurrent sur les modèles Biturbo. À ce tarif, je vais switcher vers un hybride Toyota, peut être plus moulineur, mais ô combien plus simple techniquement.
Volvo XC40 (2017)
D4 190 ch D4 190 AWD 2018 R’Design 79000kms : Durite de turbo Hs, PROBLÈME connu, électronique défaillante mise à jour en concession
Peugeot Rifter (2019)
1.2 Puretech 110 ch boite 6 manuelle , 8600km, janvier 2019, jantes alu, GTLine, 2018 : depuis que je possède ce véhicule (110ch puretech essence de janvier 2019) (dans les premiers sortis) a ce jour il à 8600km problème de bruit (couinement) quand on passe sur un dos-d'âne, sifflement soit disant du turbo lorsque l'on roule entre 30 et 40km/h, et surtout lorsque le véhicule est stationner fermé à clef on le retrouve les 4 vitres ouvertes.les solutions de peugeot pour l'instant ne sont pas très claires.et la nous arrivons en fin de garantie.je déconseille fortement ce véhicule.
Toyota Yaris 3 (2011-2020)
1.4 D4D 90 ch 2013, boite manuelle (6), tendance : Problème boîte de vitesse. Passage de de la première qui bloque à 106000 kms. Facture de réparation 3500 euros, pour ce problème et pour un véhicule de plus de 100000 ils changent automatiquement apparement joint spi, embrayage, synchro, et les pignons de boîtes concernés plus les roulements de boîtes. Une panne connue mais non reconnue. Prêt d une yaris phase 2 par la concession en attendant les reparations de la mienne..... J aifailli me vautrer sur le periph la cinquième impossible à passer. Retour concessionnaire dans la foulée.et la forcément colere. Donc non seulement ils ne reconnaissent pas le défauts de leur boîte alors que de nombreuses personnes ont des problèmes au alentour de 100000 voir même avant et en plus ils continuent alors que je leur ramène leur voiture de prêt avec une cinquième qui passe pas. Les personnes de l atelier conaissent le problème mais sont impuissants face au refus de Toyota de reconnaître le défaut et leur volonté de prendre les gens pour des imbéciles. La légendaire fiabilité de Toyota est loin très loin. Et leur honnêteté inexistante.forcément il va y avoir des suites.
Alfa Romeo Mito (2008-2019)
1.3 JTD / Multijet 95 ch Mito S&S 180 000 km : - turbo qui me lâche en pleine autoroute de nuit- Direction assistée qui se désactive en plein virage, heureusement personne sinon gros accident - Additionnement de problèmes électriques désactivant S&S, radar de recul, phares automatiques...... batterie se vidant toute seule à l’arrêt - Roulis de la chaine
Ford Mondeo (2000 - 2007)
2.0 DI 115 ch 327 000 km, 2001, BM : 290 000 km embrayage (1556¤ avec main d'oeuvre)288 000 km pompe à eau + pompe de direction assistée (543¤ hors main d'oeuvre)277 000 km changement capteur MAP (depuis la panne d'alternateur la voiture se mettait en sécurité et le turbo était désactivé) (252¤)274 000 km changement alternateur par Ford suite à mauvaise référence montée par Nor**to (564¤)259 000 km changement soufflet de cardan avant droit (297¤)250 000 km autoradio d'origine HS239 000 km changement d'alternateur par Nor**to (407¤)224 000 km changement silencieux arrière (161¤)192 000 km changement roulement avant droit (138¤)
Renault Espace 5 (2015)
1.6 dCi 130 ch : ABS, échappement, soupape d'admission, bièlette, batterie, pot d'échappement, boite de vitesse, turbo, siège.
Mercedes CLA (2013-2019)
220d 170 ch Boîte auto cla 220 177cv 128000km : Embrayage et volant moteur.turbo à 90000km
Renault Clio 5 (2019)
Audi A1 (2010-2018)
1.4 TFSI 122 ch DSG7 Finition Ambition Luxe 2010 : - Bruit de chaîne de distribution- Pare-brise décollé (pare-brise d'origine)- Problème de pompe à eau- Grincement des suspensions par temps froid- Embrayages de DSG7 à 140000km- Mécatronique à 150000km- Problème de ventilation (désembuage défaillant)- Présence de rossignols dans l'habitableGarage Audi particulièrement incompétent - mauvaise huile lors de la vidange- pare-brise collé de travers- dégradations multiples lors du remplacement des embrayages- Mauvaise programmation de la DSG7 lors du remplacement des embrayages- mauvaise foie caractérisée - délai de prise en charge important et temps de réparation aussi important
Audi A4 (2001-2007)
3.0 TDI 204 ch break Avant Ambition luxe v6 Quattro boîte auto 6 jantes 18 293000km : Partie électronique actuateur du turbo défaillante à 250000km changement complet, train avant gauche changement pivot alu et plusieurs fois les rotules, mécanismes fenêtres conducteurs 2 fois HS, la serrure conducteur
Renault Megane 4 (2015)
1.6 dCi 130 ch GT Line Intens- BVM6 - 1.6DCI - 2016 - 120000 kms : turbo HS à 38000kms, passé sous garantie
Renault Espace 5 (2015)
1.6 dCi 160 ch achat mai 2016 : - impossible de basculer le siege gauche de la rangée du milieu, siege remplacé après quelques mois.- le lecteur DVD dans appui tete n'a jamais fonctionné normalement. Plusieurs passages en concession pour remplacement du bloc n'y ont rien changé. - odeur de gaz d'échappement dans l'habitable en raison d'une fissure du collecteur d'échappement. remplacé avec prise en charge à 70% par Renault au bout de 45000km- casse d'une durite en sortie de turbo + changement FAP après 60000km => pris en charge à 50% par Renault. Au passage, remplacement de la batterie (4.5 ans)...- perte de puissance en cote, avec claquement au niveau de la roue avant gauche, rdv pris en concession, à suivre donc...Bref, la liste est beaucoup trop longue pour une voiture neuve de cette catégorie...
Volkswagen Golf IV (1998-2003)
1.6 105 ch rouge tornado 115000 km : - 60 000 km suspension arrière faisant un bruit métallique, remplacé chez le concessionnaire - 80 000 km Sonde Lambda HS remplacée moi-même.
Mercedes Classe A (2012-2017)
220 184 ch : turbo HS + FAP a 95000km Mercedes a refuser une aide bilan 4000¤. et la j'ai le volant moteur qui a lâcher Mercedes estime cela a 5200 ¤. donc extrêmement déçu je prépare un courrier a Mercedes mais je connais d'avance la réponse. pour des véhicule fiable je pense qu'on peux repasser elle a passer plus de temps au garage Mercedes que sur la route. c'est vraiment un gâchis.
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Dernier commentaire posté :
Par BenzW205 (Date : 2020-07-22 18:55:36)
A relire plusieurs fois mais semble très clair !
Et au sujet de leur évolution, les turbo ont-ils changé depuis 30 ans ?
Que penser des turbos sur les dernières Classe-C Mercedes W205 ?
(je me sens un peu concerné :-) )
Encore merci !
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Vous sentez-vous trahi par l'Etat qui a incité le diesel puis l'a interdit en ville
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