Les turbocompresseurs sont des choses merveilleuses, prenant l'énergie perdue et l'utilisant pour aider un moteur à produire plus de puissance. Le turbocompresseur à géométrie variable est une version avancée de cette technologie, qui apporte plusieurs avantages ainsi qu'une augmentation de la complexité. Grâce à une vidéo tournée par KF Turbo sur Instagram, nous pouvons voir de plus près ce qui rend un turbo à géométrie variable si spécial.
La vidéo nous montre à l'intérieur d'un turbocompresseur à géométrie variable à aubes mobiles typique. Il s'agit d'un ensemble d'aubes placées autour de la turbine d'échappement, dont l'angle est contrôlé par un actionneur. D'autres modèles existent également avec des palettes qui montent et descendent, par exemple ; ceux-ci sont plus courants sur les applications plus lourdes comme les camions ou autres gros véhicules.
Dans un turbocompresseur à géométrie fixe ordinaire, les gaz d'échappement traversent la turbine pour la faire tourner, faisant ainsi tourner le compresseur attaché qui génère une suralimentation pour le moteur. À bas régime, le moteur ne génère pas suffisamment de débit d'échappement pour faire tourner la turbine et générer des niveaux de suralimentation significatifs. À ce stade, on dit que le système est en dessous du seuil de boost .
Une fois que le moteur atteint un régime suffisamment élevé pour générer un boost, il faut encore un certain temps pour faire tourner la turbine jusqu'à la vitesse ; c'est ce qu'on appelle le décalage du turbo. Le décalage du turbo et le seuil de suralimentation sont tous deux plus élevés pour les turbines plus grandes, qui nécessitent plus d'énergie pour tourner. Cependant, ces turbines à débit plus élevé sont capables de générer plus de puissance. C'est un compromis, car il y a tant de choses en ingénierie.
Le turbocompresseur à géométrie variable cherche à changer cela avec l'ajout d'aubes ou d'autres caractéristiques qui modifient fonctionnellement la géométrie du système de turbine. Dans un turbocompresseur à palettes rotatives comme nous le voyons ici, les palettes restent largement fermées à bas régime, limitant le flux d'échappement vers les aubes. Cette restriction augmente la vitesse du flux, aidant les gaz d'échappement à faire monter la turbine plus rapidement. Cela abaisse le seuil de suralimentation et réduit le décalage du turbo.
Cependant, avoir une telle restriction serait une pénalité majeure à un régime plus élevé, où le moteur doit pomper plus d'échappement pour produire de la puissance. Dans cette condition, les aubes sont ouvertes pour permettre à autant de gaz d'échappement de circuler à travers le turbo que possible, en évitant une restriction qui augmenterait la contre-pression et réduirait la puissance.
Ainsi, le turbo à géométrie variable est vraiment le meilleur des deux mondes. Un VGT peut générer une grande puissance sans le compromis habituel du seuil de suralimentation élevé et du décalage du turbo qui accompagne généralement l'installation d'un gros turbo. L'efficacité globale est également améliorée et les aubes peuvent même être utilisées comme frein moteur dans certaines applications. La vidéo ci-dessous de Engineering Explained est une excellente explication du fonctionnement de cette technologie, à l'aide d'un diagramme de tableau blanc utile.
Le compromis ici est la complexité. Le choix des matériaux est primordial, car les aubes mobiles doivent faire face à des températures d'échappement brûlantes sans se bloquer en raison de la dilatation thermique. Un actionneur doit être installé pour contrôler les aubes, et les aubes doivent être contrôlées, généralement par l'unité de commande du moteur, pour garantir que la position des aubes est idéale pour les conditions de fonctionnement du moteur.
Une telle complexité a traditionnellement maintenu les turbos à géométrie variable dans le monde OEM plus que la scène du tuner. Cependant, les contrôleurs du marché secondaire existent et rien n'empêche un accordeur intrépide ou un constructeur de moteurs de s'attaquer à une version VGT. Si vous avez besoin d'une grande réactivité de votre moteur turbo sans compromettre la puissance de pointe, un turbo à géométrie variable peut être exactement ce dont vous avez besoin.
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