Le turbo à geométrie variable

Principe de fonctionnement du Turbo à Géométrie Variable.

Le développement du Turbo à Géométrie Variable permet une réponse plus rapide au niveau de la  suralimentation.

En sortant des cylindres, les gaz d’échappement vont être dirigés vers la tuyère du turbo. Celle-ci est en forme d’escargot dont le diamètre du conduit se réduit progressivement. Le but étant de concentrer progressivement le débit des gaz vers les aubes.

Les gaz vont donc traverser les aubes et venir buter sur les pales de la turbine d’échappement et la faire tourner. La forme de cette dernière permet de recevoir les gaz et de les évacuer perpendiculairement à leur sens d’arrivée en direction du pot d’échappement.

Suivant leurs inclinaisons, les aubes vont modifier la section de passage des gaz. Souvenez-vous du tuyau d’arrosage !

Là aussi, un schéma sera bien plus explicite :

Schéma : Source VAG Eng

Dans le schéma de gauche, l’angle est très fermé. Les gaz vont passer dans un conduit réduit et vont donc être canalisés puissamment vers les pales de la turbine d’échappement.

Dans celui de droite, l’angle est assez ouvert. Les gaz passent dans un conduit plus large avant de frapper les pales.

À bas régime, les aubes sont dans la position du schéma de gauche. Malgré le faible débit des gaz sortant du moteur, le « jet » de gaz est déjà puissant. Ceci a pour effet d’offrir une vitesse de rotation suffisamment élevée pour que de son côté le compresseur assure un gavage du moteur quasi instantané et ce, à la moindre sollicitation de la pédale d’accélérateur.

Le moteur quant à lui ne prend pas pour autant des tours/min puisque c’est la quantité de carburant qui pilote tout (le diesel fonctionne en excès d’air).

À la différence des turbos « classiques », la moindre sollicitation de l’accélérateur à bas régime est immédiatement traduit par un gavage des cylindres

À haut régime, les aubes sont dans la position du schéma de droite. Le débit général des gaz est suffisamment puissant pour entraîner la turbine à la vitesse nécessaire de gavage. Il n’est donc pas utile d’augmenter la pression par une fermeture d’angle des aubes.

En fait, il est heureux que l’angle puisse s’ouvrir car, dans le cas contraire, on se retrouverait rapidement avec une surpression terrible dans le conduit d’admission.

Problèmes rencontrés sur ce genre de turbo :

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, ils ne sont pas si nombreux que cela et sont assez précisément ciblés.

En premier lieu, si l’on prend la précaution de ne pas solliciter le turbo lorsque le moteur est froid, les paliers du turbo seront toujours correctement lubrifiés. Dans le cas contraire, l’huile n’aura pas le temps de monter aux paliers d’un turbo inutilement sollicité.

C’est la raison pour laquelle le constructeur demande de mettre une huile plus fluide par rapport aux diesels sans Turbo.

De la même manière, si on prend soin de ne pas couper le moteur après une phase de haut régime moteur, le turbo ne continuera pas à tourner rapidement sans lubrification.

En adoptant ces principes, il y a de fortes chances que le turbo ait une durée de vie équivalente à celle du véhicule. Bien évidemment, tout cela suppose aussi l’utilisation de l’huile moteur préconisée mais çà, j’imagine que tout le monde est sensibilisé à ce respect.

Le problème récurrent se situe dans l’encrassement du mécanisme de rotation des aubes. La suie mêlée aux gaz d’échappement peut, en effet au fil du temps, se cokéfier, former une calamine et bloquer les aubes, le plateau d’entraînement ou les différentes articulations afférentes.

Il s’ensuit, si les aubes sont coincées en position « ouvertes », un manque de puissance à bas régime (les aubes ne se ferment plus et il est impossible d’avoir ce fameux « jet »).

Si elles se coincent en position « fermées », la pression sera donc très importante à haut régime et dépassera la valeur admissible par le moteur. Le calculateur sera informé de cette surpression via le capteur de pression de suralimentation G71 et ordonnera alors une mise en « sécurité » du moteur (limitation du débit d’injection du carburant à une valeur par défaut déterminée à l’avance). Vous conduirez alors un veau dépassant péniblement les 3000 trs/mn.

Vous retrouverez la puissance dès lors que vous aurez stoppé le moteur quelques secondes puis redémarré. En effet, couper le contact équivaut à faire une remise à zéro (ou « reset ») du défaut ; Le moteur prend de nouveau les tours jusqu’à que vous arriviez à nouveau en surpression. Là, rebelote : signal du capteur de pression de suralimentation, calculateur, position « sécurité ».

Je le précise de suite : Ces phénomènes ne sont pas aussi radicaux. Les aubes peuvent aussi se coincer dans une position intermédiaire. Il peut arriver également que la calamine, pas encore totalement fixée, vienne seulement perturber de manière aléatoire le système de géométrie variable.

Quoiqu’il en soit, le problème se situe là.

Quelles en sont les causes ?

Et bien elles sont diverses :

  • moteur utilisé trop souvent à bas régime : Le système de géométrie ne bouge pas suffisamment sur sa plage de mouvement possible, la calamine

s’installe plus facilement. (C’est comme le corps humain : Même en vieillissant, il faut le bouger sinon il rouille et se raidit).

  • Avance incorrecte : le moteur dégage en permanence trop de fumées, la vanne EGR est contrainte d’en absorber excessivement lorsqu’elle est ouverte
  • Système EGR défaillant : le moteur absorbe –et donc rejette – trop de fumées.

Il existe probablement d’autres causes possibles mais celles que je viens d’énoncer figurent parmi les plus courantes.

Si certains parmi vous ont connaissance d’autres causes avérées, qu’ils s’expriment sans retenue.

Qui commande la géométrie variable ?

En premier lieu, nous trouvons le calculateur puis l’électrovanne de pression de suralimentation N 75 et enfin la vanne de pression de suralimentation.

L’électrovanne reçoit un signal électrique en provenance du calculateur. Suivant ce signal, elle régule en conséquence la quantité d’air aspirée par la pompe à vide.

Cette électrovanne est reliée à la vanne de pression de suralimentation par une durite dans laquelle circule donc de l’air aspiré.

Le fonctionnement de cette vanne est assez simple.

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