Le turbo est un composant essentiel des moteurs à combustion interne, utilisé pour améliorer leur efficacité en augmentant la pression de l’air admis. Le turbo est composé d’une turbine propulsée par les gaz d’échappement, qui entraîne un compresseur. Ce dernier a pour rôle d’aspirer de grandes quantités d’air, de le comprimer, et de l’injecter dans le moteur après refroidissement. Cette technologie améliore considérablement la combustion du carburant, dans le but d’augmenter la puissance du moteur et son efficacité. Mais aussi, elle réduit les émissions polluantes. Découvrons un peu plus sur ce composant.
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L’histoire et l’évolution des turbos dans l’industrie automobile
L’ingénieur suisse Alfred Büchi est le précurseur ayant joué un grand rôle dans le développement initial du turbo. En 1905, il a conçu le premier turbo en combinant une turbine propulsée par les gaz d’échappement à un compresseur. Cette innovation a immédiatement augmenté la production des moteurs de 40 %.
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Les premiers turbos étaient volumineux et adaptés principalement aux gros moteurs, comme ceux des navires. Cependant, en 1938, l’usine suisse de camions Saurer a commencé à utiliser le turbo dans des véhicules utilitaires, mettant l’accent sur l’amélioration des performances sous forte charge. Ce n’est que dans les années 1970 que les constructeurs de voitures particulières, comme Chevrolet et Oldsmobile, ont commencé à utiliser le turbo, bien que leur fiabilité ait encore été un défi.
La crise pétrolière de 1973 a marqué un tournant. Après cette période, le turbo a été largement accepté dans l’industrie automobile, en particulier dans les moteurs diesel des véhicules commerciaux. Egalement, les moteurs essence turbocompressés ont gagné en popularité, avec des constructeurs tels que BMW et Saab qui ont été parmi les premiers à proposer des voitures équipées de moteurs essence turbo.
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Au fil des années, les turbos ont évolué pour offrir des performances plus linéaires et une meilleure économie de carburant, tout en réduisant leur encombrement. Ils sont devenus un symbole de prestige, offrant une combinaison de puissance et d’efficacité. La Golf de Volkswagen et la Mercedes-Benz 300 SD en 1978 ont joué un rôle clé dans la démocratisation du turbo. Aujourd’hui, la majorité des moteurs diesel des véhicules commerciaux sont équipés de turbos.
Les turbos sont également utilisés pour économiser le carburant et réduire les émissions. Ils ont également contribué à réduire les coûts de production des moteurs, car la production d’un moteur turbo à 4 cylindres s’avère moins coûteuse que celle d’un moteur 6 cylindres non équipé de turbo.
La technologie des turbocompresseurs continue à progresser avec des innovations telles que les turbos à géométrie variable (VGT) et les turbocompresseurs électriques, qui améliorent encore les performances et l’efficacité.
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Les avantages et les bénéfices d’un turbo
Les turbocompresseurs apportent de nombreux avantages et bénéfices aux véhicules, dans le but d’améliorer leurs performances, leur efficacité énergétique et à réduire les émissions. Parmi les avantages, vous avez :
- Augmentation de la puissance : Les turbos augmentent significativement la puissance des moteurs en comprimant l’air admis. Cela permet d’obtenir une plus grande quantité d’air pour la combustion. Cela se traduit par une augmentation de la puissance du moteur sans avoir à augmenter sa taille. En d’autres termes, un moteur plus petit et plus léger peut produire la même puissance qu’un moteur plus gros.
- Amélioration de l’efficacité énergétique : Les moteurs turbocompressés sont plus efficaces, car ils utilisent l’énergie des gaz d’échappement pour produire de la puissance. Cela signifie que le moteur n’a pas à travailler plus dur pour obtenir plus de puissance. En conséquence, les moteurs turbocompressés sont plus économes en carburant. Cela permet de réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre.
- Augmentation du couple à bas régime : Les turbocompresseurs améliorent le couple moteur, en particulier à bas régime. Cela est particulièrement utile pour les petits moteurs à essence qui ont tendance à manquer de couple à haut régime. Egalement, les moteurs diesel atmosphériques, qui produisent déjà beaucoup de couple à bas régime, bénéficient d’un coup de pouce supplémentaire grâce au turbo.
- Réduction de la taille et du poids du moteur : Les moteurs turbocompressés sont plus compacts et légers. Ils ont un impact positif sur le poids total du véhicule. Cette réduction de poids contribue à une meilleure efficacité énergétique.
- Réduction des émissions : Grâce à une meilleure combustion, les moteurs turbocompressés rejettent moins de gaz polluants. De ce fait, cela induit à une réduction des émissions nocives pour l’environnement.
- Turbos à géométrie variable : Les turbos modernes à géométrie variable optimisent les performances en ajustant la section d’entrée de la turbine ou en faisant pivoter les ailettes de la roue de la turbine. Cela permet au turbo d’être efficace sur une plage de régime moteur plus large. La réponse du moteur à différentes situations de conduite est donc améliorée.
Les différents types de turbos disponibles sur le marché
Il existe plusieurs types de turbocompresseurs sur le marché. Vous avez particulièrement les turbos suivants :
- Turbos classiques :
- Turbos simples : Ce sont les plus courants, mais moins performants et plus fragiles.
- Twin-turbo : Il est composé de deux turbos simples. Ce dernier offre une plage de régimes étendue et un meilleur couple à bas régime, mais augmentent la complexité et les coûts.
- Twin-scroll turbo : C’est une évolution du twin-turbo. Il permet d’améliorer la réponse du moteur. Les gaz d’échappement sont répartis de manière indépendante vers deux volutes de turbo pour permettre une meilleure efficacité énergétique.
- Turbos à géométrie variable : Ils ajustent l’angle des pâles de la turbine pour réguler le flux des gaz d’échappement, offrant une répartition plus homogène du couple sur la plage de régime moteur.
- Turbo à double entrée variable : Ces turbos combinent les avantages des turbos à double entrée et des turbos à géométrie variable. Ils utilisent une soupape pour rediriger le flux d’air ou varier l’ouverture de la soupape pour optimiser les performances.
- Turbos électriques : Ils intègrent un moteur électrique pour faire tourner la turbine, éliminant la latence du turbo à bas régime. Cela élargit la plage de régimes efficace.
