Les moteurs turbocompressés peuvent sembler une invention moderne, mais les ancêtres des moteurs à combustion interne ont trouvé des moyens d’augmenter la puissance de leurs créations alimentées aux combustibles fossiles. Rudolf Diesel, le père du moteur diesel, a créé le premier compresseur au monde en 1896. Cependant, ce n’est qu’au début des années 1900 que l’ingénieur suisse Alfred Buchi a conçu un compresseur motivé par les gaz d’échappement, donnant essentiellement naissance au turbocompresseur moderne. .
Le Dr Buchi a construit avec succès le premier prototype de moteur diesel turbocompressé en 1915, et General Electric a commencé à tester des moteurs turbocompressés en 1918. La première voiture turbocompressée produite commercialement était l’Oldsmobile Jetfire V8 de 1962, équipée d’un turbocompresseur Garret-AiResearch T5, mais la technologie était Je ne suis pas prêt à être utilisé et abusé aux heures de grande écoute.
Les premiers moteurs turbocompressés étaient peu fiables, difficiles à entretenir et offraient des performances médiocres. L’ingénierie était là, mais la technologie et les matériaux ont freiné le progrès rapide des voitures commerciales turbocompressées. Cependant, avec l’introduction de la Mercedes-Benz 300TD en 1979 (la première voiture particulière équipée d’un moteur turbodiesel), le monde a enfin compris le véritable potentiel des turbocompresseurs.
Comment fonctionne un turbocompresseur ?
Le moteur à combustion interne est essentiellement une pompe à air géante. Un moteur à essence typique a un rapport air-carburant stoechiométrique (c’est-à-dire la relation entre les matériaux et les réactifs) de 14,7 : 1, ce qui signifie qu’il a besoin de 14,7 grammes d’air pour chaque gramme de carburant brûlé.
Le rapport stœchiométrique est la proportion idéale de carburant et d’air pour brûler tout le carburant sans excès d’air. Les ingénieurs peuvent ajouter de la puissance à un moteur en augmentant la taille des pistons et en lui donnant plus de chambres de combustion, permettant ainsi au moteur d’ingérer plus de carburant et d’air.
Cependant, la crise pétrolière des années 1970 a vu une tendance à la réduction de la consommation de pétrole et de carburant, ouvrant la voie à des moteurs plus petits équipés de turbocompresseurs. N’importe lequel turbocompresseur est une pompe à air qui prend de l’air à pression ambiante, le comprime à environ 19 psi (ou 30 % au-dessus de la pression atmosphérique) et l’alimente au moteur, d’où la raison pour laquelle les turbocompresseurs sont également appelés « compresseurs ». Le turbocompresseur a un côté échappement qui rassemble les gaz chauds pour faire tourner les aubes du côté admission, ce qui signifie que le turbo tourne plus vite à mesure que le régime augmente.
L’air comprimé se mélange au carburant atomisé, permettant au carburant de brûler plus efficacement et donnant au moteur une modeste augmentation de puissance. En fournissant au moteur davantage d’oxygène comprimé, les turbocompresseurs sont généralement 30 à 40 % plus puissants que les moteurs à essence à aspiration naturelle.
Qu’est-ce que le turbo-lag ?
Le décalage du turbo est un phénomène courant parmi les moteurs turbo, et il s’agit du retard de l’accélérateur ressenti par les conducteurs lors de l’accélération lorsque le turbo s’enroule pour alimenter davantage le moteur en air. Cela a quelque chose à voir avec le seuil de suralimentation du moteur, la vitesse à laquelle un moteur tourne pour que le turbo puisse commencer à fournir le boost.
Les turbocompresseurs fournissent généralement une augmentation de 3 000 à 4 000 tr/min, mais la technologie et les logiciels modernes changent la donne. La Mercedes-AMG C 43 2023 est la première voiture de série dotée d’un turbocompresseur à commande électronique, composé d’un moteur électrique miniature à l’intérieur du ventilateur qui peut faire tourner directement l’arbre du turbo, tandis que le côté mécanique attend le coup de pouce.
Le résultat est 402 chevaux et 369 livres-pieds de couple, grâce au turbo « Voodoo » et à un système hybride doux de 48 volts qui ajoute 13 chevaux de plus sur demande. D’autres fabricants utilisent la turbocompression à double volute, la turbocompression à géométrie variable, la double suralimentation (compresseur et turbocompresseur) et d’autres technologies pour éliminer le décalage du turbo et rendre les moteurs turbocompressés plus fiables, plus puissants et plus efficaces.
