Suralimentation et admission : turbo, refroidisseur d'air, filtre à air

Plus d'air pour plus de couple

Le tracteur de 120 ch tire un déchaumeur dans une terre lourde et le régime s'écroule dès qu'on quitte l'atelier. Ce moteur de 4,4 litres fait pourtant la même cylindrée qu'un moteur de 80 ch d'il y a trente ans. La différence, c'est la suralimentation. Pour brûler plus de gazole dans un cylindre, il faut plus d'air, et un cylindre de 1,1 litre qui aspire tout seul ne prend qu'un litre d'air à pression atmosphérique. Si on lui pousse de l'air comprimé à 2 bar absolus, il en reçoit deux fois plus, donc il peut brûler presque deux fois plus de carburant. Le turbocompresseur fait ça sans rien demander au vilebrequin : il récupère l'énergie des gaz d'échappement, qui partiraient sinon en pure perte dans le pot.

Comment tourne un turbo

Le turbo, c'est deux roues à ailettes sur le même axe. Côté échappement, la turbine reçoit les gaz brûlés à 500 à 700 °C, qui la font tourner à 100 000, voire 150 000 tr/min. Côté admission, le compresseur, entraîné par le même axe, aspire l'air du filtre et le refoule sous pression vers le moteur. L'axe tourne dans des paliers lisses lubrifiés par l'huile moteur sous pression : c'est le point faible. Sans huile pendant quelques secondes, les paliers grippent. La pression de suralimentation vaut en général 1 à 2 bar au-dessus de l'atmosphère. Pour l'empêcher de monter trop haut à plein régime, une soupape de décharge, la wastegate, laisse passer une partie des gaz à côté de la turbine. Les turbos à géométrie variable orientent des ailettes pour donner du souffle dès les bas régimes.

Pourquoi refroidir l'air comprimé

Comprimer l'air le chauffe : en sortie de compresseur, il atteint 120 à 150 °C. Or l'air chaud est moins dense, il contient moins d'oxygène par litre, et il fait monter la température de combustion, donc la production d'oxydes d'azote. On fait donc passer l'air comprimé dans un refroidisseur d'air de suralimentation, souvent placé devant le radiateur d'eau, qui le ramène vers 50 à 60 °C. Chaque tranche de 10 °C gagnée augmente la densité d'environ 3 %. Un refroidisseur encrassé de poussière et de débris de paille chauffe l'admission, fait fumer noir et fait perdre de la puissance, exactement les symptômes qu'on attribuerait à tort au turbo ou aux injecteurs. Le nettoyage des faisceaux à l'air comprimé, de l'intérieur vers l'extérieur, fait partie de l'entretien de saison.

Le filtre à air et l'étanchéité de la ligne

Un moteur de 4,4 litres à 2 200 tr/min aspire près de 5 000 litres d'air par minute, et cet air du champ est chargé de poussière abrasive. Le filtre à air, avec un élément principal et une cartouche de sécurité, retient ces poussières. Un indicateur de colmatage mesure la dépression après le filtre et vire au rouge autour de 50 à 60 mbar : on remplace alors l'élément. On ne souffle pas un filtre à l'air comprimé, ça perce le papier sans qu'on le voie. Entre le filtre et le moteur, chaque durite, collier et raccord doit être étanche : un collier desserré côté pression fait siffler le turbo et perdre de la puissance ; côté aspiration, il laisse entrer de la poussière non filtrée qui use les cylindres en quelques centaines d'heures.

Les pannes que tu rencontreras

Sifflement inhabituel et perte de puissance : cherche une fuite d'air entre le compresseur et l'admission, durite fendue ou collier lâche. Fumée bleue et huile dans les durites d'admission : les joints ou paliers du turbo sont usés, l'huile passe côté air. Bruit de roulement, jeu sensible sur l'axe quand tu le fais tourner à la main filtre déposé : paliers morts, turbo à remplacer et vérifier pourquoi il a manqué d'huile. Fumée noire à la charge et manque de couple : refroidisseur ou filtre à air encrassés, ou wastegate bloquée ouverte. Un turbo qui casse envoie des débris dans le moteur ; ne le remplace jamais sans nettoyer toute la ligne d'admission et vérifier le retour d'huile.

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