Le principe

1 Schéma

2 Description

Un turbo peut se décomposer en trois parties distinctes :

            - un coté chaud : le carter turbine ou échappement

            - un coté froid : le carter compresseur ou admission

            - un carter central

et deux sous-ensembles :

            - un rotor

            - un système de régulation (majorité des modèles automobiles)

Les trois parties :
- Le carter échappement
            C'est le carter qui reçoit et conduit les gaz d'échappement depuis le collecteur jusqu'à la ligne échappement.

            C'est en partie lui qui est responsable du temps de réponse du turbo. Une constante est généralement frappée à l'entrée: c'est le coefficient de volute, le rapport A/R. Plus ce rapport est faible plus le turbo "répondra" rapidement.

- Le carter central ou carter palier
            Il est chargé du guidage axial et radial du rotor sur des paliers hydrauliques et reçoit éventuellement le liquide de refroidissement (suivant les modèles)

            Il assure également les étanchéité entre huile et eau (interne) et gaz d'échappement et air comprimé (externe)

- Le carter admission
            Il dirige le flux d'air provenant du filtre à air et l'envoie comprimé vers le moteur via un intercooler s'il existe.

Les deux sous-ensembles :
- Le rotor
            C'est l'ensemble tournant. Il est composé d'une roue de turbine et d'une roue de compression, d'où le nom de turbo-compresseur.

- Le système de régulation
            Il est composé d'une soupape et d'un clapet pour dévier une partie des gaz échappement.

  L'ensemble composé du rotor, du carter palier et des pièces internes est appelé le chra ou cartouche central. A partir d'un même modèle de chra on peut construire un grand nombre de turbo différents: seuls les carter compresseurs, échappement et le système de régulation diffèrent.

3 Le fonctionnement
            Les gaz d'échappement sont récupérés par le collecteur et envoyés dans le carter échappement. Ces gaz vont être dirigés de façon à entraîner en rotation la turbine. Cette rotation, transmise à la roue par un axe, provoque l'aspiration de l'air. La mise en pression se fait dans le carter admission par transformation en pression de la vitesse de l'air générée par la rotation.

            Vu les grandes vitesses de rotation obtenues avec les turbos actuels ; de plus en plus petits, donc de plus en plus rapide ; le système des roulements à été très vite abandonné, au profit du système paliers hydrauliques. Les premiers turbos tournaient jusqu'à 40.000 tr/min. (~660 tr/s) alors que ceux actuellement en circulation atteignent pratiquement les 250.000 tr/min. (~4.200 tr/s)

4 La régulation

1 Turbine

2 Roue de compression

3 Entrée d'air filtré

4 Sortie d'air comprimé

5 Entrée des gaz d'échappement

6 Sortie des gaz d'échappement

7 Soupape de régulation

8 clapet de régulation

   
Si tout les gaz échappement allaient entraîner en rotation la turbine, on obtiendrait beaucoup plus de pression en sortie que ne pourrait le supporter les moteurs. Aussi les constructeurs de turbo ont-ils prévus un système de régulation pour dévier une partie de ces gaz lorsque la pression nominale est atteinte.
            La soupape (7) possède une prise de pression à la sortie du carter compresseur. Elle va plus ou moins ouvrir le clapet (8) en fonction de cette pression, les gaz vont donc s'évacuer par le conduit ainsi ouvert plutôt qu'aller entraîner la turbine. Ce conduit fait généralement partie du carter échappement et est obtenu directement en fonderie.

La soupape est fixée dans la plupart des cas sur le carter compresseur.

Tableau des problemes et solutions