La pavé va paraître imbuvable pour certains, mais je j'ai pondu un truc à l'aide de ma caboche et de sources que je cite en bas, ça sera d'une potentielle grande aide pour le dépannage de certains et la culture d'autres
Qu'est ce qu'un Turbo ?
Il y a beaucoup à dire sur le sujet, je vous propose de potasser ce lien Wikipédia, relativement complet.
Ce qu'il faut retenir, c'est qu'un Turbo est couplé sur le bloc coté échappement, entraîné par les gaz d'échappement, il a pour but de comprimer l'air afin de l'injecter sous pression dans le collecteur d'admission.
Cela permet d'améliorer le rendement et par conséquent augmenter la puissance.
Bi-Turbo Parallèle Séquentiel, Bi-Turbo Parallèle, Turbo, Turbo Twin Scroll, Turbo à Géométrie Variable, tout un tas de variantes et d'évolutions technologiques.
Il faut se dire une chose, plus un Turbo est gros, plus il mettra du temps a charger, le résultat étant ce qu'on appelle vulgairement le phénomène de "lag Turbo".
Plus il aura de chambres de combustion à remplir, moins il sera efficace, c'est donc tout un calcul qui est fait à la conception du moteur pour obtenir le meilleur résultat.
Le Turbo : Simple et efficace, ici nous avons un Turbo seul qui alimente tout le moteur, son inconvénient, plus il est gros plus il charge tard bien qu'il puisse délivrer plus de puissance à haut régime, et par dessus ça une plage d'utilisation moindre à coté de toute les évolutions en dessous.
Le Turbo Twin Scroll : Ici, encore un Turbo seul, de conception différente au niveau du flux d'échappement, dans le but de réduire le "Lag" Turbo.
Le Bi-Turbo Parallèle : Ici on répartit la tache entre les deux Turbos, ils se mettent en action en même temps et ne sont pas entrainés par les mêmes cylindres.. ( Sur une 6 cylindres, 3 cylindres pour chaque Turbo ). Les Turbos sont plus petits et ont en conséquence un temps de charge plus rapide.
Le Bi-Turbo Parallèle Séquentiel : Ici, de la même manière qu'un Turbo simple, ils alimentent tout le moteur. A la différence qu'un premier Turbo va travailler seul, puis le second va s'additionner au premier par la suite pour lui prêter main forte au moment où il s'essouffle. Cela permet de réduire grandement le "Lag" tout en ayant un relativement grande plage d'utilisation.
Le Turbo à Géométrie Variable : Dernière évolution dans les milieu des Turbos "Seuls", on a ici un Turbo avec une orientation Variable des ailettes au niveau de la Turbine d'échappement, de manière à permettre une charge rapide à bas régime comme a haut régime, il pourrait remplacer allègrement nos bons vieux Bi-Turbo Séquentiels. Il remplit les deux rôle, petit Turbo pour une charge rapide à bas régime, puis gros Turbo à haut régime, sans les inconvénients. Le tout étant géré par un boitier Électronique.
Quelques détails concernant les deux types de Bi-Turbo :
Pour ce qui est de la plage d'utilisation plus élevée, tout va dépendre de la conception et du montage, il en existe deux types :
- Le Bi-Turbo Parallèle, au lieu d'avoir un gros Turbo pour l'ensemble du moulin, on va donc répartir la tache sur les deux Turbos, on retrouve ce type du montage sur la 300ZX Twin turbo ou encore les Skylines GTR, chaque Turbo alimentant respectivement 3 Cylindre chacun. Les Turbos étant indépendant, l'entretien reste basique, vidanges régulières, huile de qualité, respect de la mécanique et ils dureront dans le temps.
- Le Bi-Turbo Parallèle Séquentiel, la différence ici, c'est que l'on va avoir un premier Turbo qui va souffler à bas régime, puis un deuxième va s'additionner au moment où le premier va commencer à s'essouffler et ainsi prolonger la plage d'utilisation en charge. C'est ce système est présent sur nos FD, ou encore la Porsche 959. En plus d'un entretien similaire au montage Synchronisé, il faut être un peu plus pointilleux sur ceux ci, de par sa conception, le Bi-Turbo Séquentiel et sa gestion prend beaucoup de place, est soumis a beaucoup plus de pannes, et par dessus ça à tendance a beaucoup plus chauffer, par dessus ca le coté compact et concentré du bloc séquentiel limite pas mal les possibilités de préparation, le collecteur d'échappement n'étant pas modifiable.
Plus un Turbo va être gros, plus il pourra délivrer une pression élevée, ou tout simplement délivrer une pression sur une plus grande plage de régime, bien que le régime de début de charge reste plus haut perché qu'en Séquentiel. C'est pour cela que dans les grosse préparation sur un moteur équipé d'un Bi-Turbo Séquentiel, on passe en Single Turbo, le Bi-Turbo Séquentiel étant limité en terme de puissance a cause du collecteur d'échappement.
Toutes les évolutions de l'architecture des Turbos, Twin Scroll, Géo Variable ont été crées dans le but de réduire le phénomène de Lag, mais aussi permettre au Turbo de charge de plus en plus tôt. Car l'inconvénient du Turbo est bien sa plage d'utilisation qui au départ était relativement haut perchée et courte.
Fonctionnement de la Gestion Bi-Turbo :
Pour commencer, les pièces qui entrent en action pendant tout le cycle de gestion Bi-Turbo
Les Pièces en Action :
Chaque pièce en gras, donne sur un lien direct avec une photo de la pièce en question. Il est intéressant de comprendre le rôle et surtout de repérer les différentes pièces sur les Schémas plus bas, une représentation de la cinématique des flux d'air circulant dans le Bi-Turbo, ainsi que le Vacuum Routing ou Rats Nest ou encore la Salade de Spaghettis concernant les Rx7 FD Zenki ( des 92 a 95 ).
- Le Turbo Primaire ( souffle de 2400 a jusqu'au bout )
- Le Turbo Secondaire ( souffle a partir de 4500 jusqu'au bout )
- La Turbo Pré Control ( gère la pression et le moment ou charge le Turbo Primaire jusqu'à 3000tr puis travaille conjointement avec la La Wastegate Control )
- La Wastegate Control ( gère conjointement la pression du Turbo Primaire avec la La Turbo Pré Control, puis la pression des deux Turbos de 4500tr jusqu’à la Zone Rouge )
- La Charge Relief Valve ( fait souffler dans le vide le Turbo Secondaire avant 4500tr )
- La Charge Control ( reste fermé avant 4500tr pour que le Turbo Secondaire ne souffle pas avant le moment prévu, et le surplus de pression passe par la Charge Relief, empêche aussi le Turbo Primaire de souffler dans le Turbo Secondaire ce qui occasionnerait une baisse de pression de turbo )
- Le Turbo Control Actuator ( isole complètement le Turbo Secondaire au niveau du flux de gaz d'échappement avant 4500tr, il ne commence qu'à tourner a partir de 3000tr grace aux gaz déviés par l'intermédiaire de la WG Turbo Pré Control )
Ici, une représentation de la cinématique des flux d'air circulant dans le bloc Bi-Turbo :
Ici, le Vacuum Routing :
Et ici un lien en haute résolution.
Et enfin, un Schéma Théorique du Bi Turbo et ses Périphériques :
Le fonctionnement par tranche de régime moteur :
De 0 a 3000tr :
- Le Boost est produit exclusivement par le Turbo Primaire, les gaz d’échappement sont dirigés en totalité sur lui pour qu'il monte vite en pression grâce à l'Actuator de Turbo Control qui ferme l’accès au gaz en direction du secondaire. Le Papillon de Charge Control reste fermé, pour que la pression du Turbo Primaire aille dans l'admission et ne descende pas dans le Turbo Secondaire. La pression du Turbo Primaire est principalement gérée et régulée par la Wastegate de Pré Control, celle ci va s'ouvrir, se fermer de manière à réguler le flux de gaz d’échappement entraînant le Turbo Primaire.
De 3000 a 4500tr :
- La Wastegate de Pré-Control est maintenue ouverte et le Turbo Secondaire commence à tourner.La pression du Turbo Secondaire est gérée conjointement par la Wastegate de Pré-Control et la Wastegate Control, qui rentre en action. Vue qu'il n'est pas encore l'heure au Turbo Secondaire de souffler dans l'admission, et le Papillon de Charge Control restant fermé, la pression est évacuée à l'air libre par le biais de la Charge Relief Valve qui est ouverte.
Tout ce qui se passe de 3000 a 4500 tours permet en fait au Turbo Secondaire de se mettre en mouvement afin d'être prêt a 4500 tour pour ne pas avoir de creux à la transition, ce que j'expliquais au tout début.
A 4500tr :
- A ce stade, le Turbo Secondaire tourne à fond, il est prêt à souffler comme il se doit, l'Actuator de Turbo Control est commandé a l'ouverture ( rappel, il fermait l’accès a une partie des gaz d’échappement pour les diriger principalement sur le Turbo Primaire )
- La Wastegate de Pré-Control est et reste complètement ouverte.
- La Charge Relief Valve est commandée à la fermeture ( rappel elle faisait souffler le turbo secondaire dans le vide de 3000 a 4500tr )
- Le Papillon de Charge Control, lui est commandé pour qu'il s'ouvre, de manière a permettre a la pression du Turbo Secondaire de partir dans l'admission, et s'additionner à la pression du Turbo Primaire qui commence a s'essouffler.
De 4500 à la Zone Rouge :
- L'Actuator de Turbo Control est complètement ouvert ( celui qui gère les gaz ) et la pression de turbo est générée a la fois par les Turbos Primaires et Secondaires, la pression est gérée par le Wastegate Control.
Expliquer une panne et en trouver la cause est maintenant plus facile quand on a compris le fonctionnement de tout ce merdier.
Dépannage / Diagnostique :
Lag / Mauvaise charge du Primaire avec une coupure de Gaz brusque :
Beaucoup de proprios de FD sont souvent soumis à un problème de charge intermittent et assez aléatoire concernant la Charge de Turbo Primaire après un passage de rapport brutal sans écraser la pédale par la suite.
Le résultat étant que le Turbo Primaire met du temps a charger, et plusieurs solutions permettent de décoincer le problème, un appel de gaz en débrayant, plusieurs accoups plein gaz vitesse enclenchée, embrayer pour faire chuter le régime en dessous de 2500tr ( hors charge primaire donc ).
Quand on y réfléchit quelle pièce peut causer ce problème ?
Tout simplement le Papillon de Charge Control qui reste ouvert, cela a pour conséquence de faire partir une partie de la pression du Turbo Primaire dans le Turbo Secondaire au lieu de remonter dans l'admission vu que le papillon est sensé rester fermé en dessous de 4500tr..
Pourquoi ça déconne ?
- Soit à cause d'une défaillance de la commande de fermeture de ce papillon,
- Soit à cause d'une défaillance du papillon lui même ( grippé, soupape de commande plus étanche etc.. )
- Soit, dernier cas et le plus plausible, les deux au dessus occasionneraient une panne permanente et non intermittente du système ( sauf si le paillon est a peine grippé ). Pour expliquer, en étant brutal, le papillon n'a pas forcément le temps de se fermer correctement et le Turbo Primaire chargeant immédiatement, cela peut potentiellement le bloquer en ouverture, seule une coupure de la charge permet donc qu'il se referme.
Problème de Charge du Turbo Secondaire ( lag, aucune charge etc.. ) :
Il y a une tartine à écrire sur le sujet, je vais donc reprendre les schémas plus haut et les remettre ici, pour que ça soit plus clair, ça évitera de se perdre dans le fil et potentiellement d'être largué par la suite.
Les Pièces qui agissent sur le fonctionnement du Turbo Secondaire :
- La Wastegate Control ( gère la pression du Turbo Secondaire et les deux jusqu’à la Zone Rouge )
- La Charge Relief Valve ( fait souffler dans le vide le Turbo Secondaire avant 4500tr )
- La Charge Control ( reste fermé avant 4500tr pour que le Turbo Secondaire ne souffle pas avant le moment prévu, et le surplus de pression passe par la Charge Relief, empêche aussi le Turbo Primaire de souffler dans le Turbo Secondaire ce qui occasionnerait une baisse de pression de turbo )
- Le Turbo Control Actuator ( isole le Turbo Secondaire du Primaire au niveau du flux de gaz d'échappement avant 4500tr, ce qui évite qu'il ne charge trop tôt pour rien )
Mais aussi.. :
- La Pressure Chamber et la Vacuum Chamber ( ces deux pièces, faisant partie intégrante du Rats Nest, sont en relation directe avec le Turbo Control Actuator et son fonctionnement )
- Les Check Valves ( clapets anti-retour )
- Et bien-sûr, les Solénoïdes de commande des pièces citées au dessus, à savoir, les E, F, H, I.
Ici, un cliché de quasiment toutes les pièces liées à la Gestion Bi-Turbo, seul l'Actuator de Turbo Control n’apparaît pas. ( le Solénoïde de "Purge Control" n'est pas à inclure, il concerne le recyclage des vapeurs d'essence. )
Vous l'aurez compris, en fonction de la panne, il y aura plusieurs choses à contrôler, en commençant par l'état des différentes pièces commandées par dépression ( Charge Relief Valve, Charge Control etc.. ), pour remonter par la piste d'une fuite potentielle du circuit et finir par les Solénoïdes, si aucun problème n'a été décelé lors des précédents contrôles, en poussant la chose plus loin, il faut poursuivre en allant jusqu'au circuit de commande lui même, fil coupé, ECU défectueux etc..
Premier cas de Panne :
>> Aucune Charge ne provenant du Turbo Secondaire.
- Le cas de la Charge Relief Valve.
Pour rappel, c'est soupape est normalement ouverte pour mettre a l'air libre la pression du Turbo Secondaire avant 4500tr, elle est par la suite commandée a la fermeture.
Plusieurs cas de panne possibles :
°°La Soupape est bien commandée à la Fermeture, mais n'est plus étanche, la première étape du diagnostique consiste donc a contrôler sont bon état de fonctionnement a l'aide d'une pompe a dépression, la Membrane de dépression peu fuir et être donc inefficace, comme être en bon état mais le clapet interne ne plus fonctionner.
( pour l'anecdote, la mienne a décidé un jour de littéralement exploser et s'ouvrir en deux, je soupçonne le papillon de Charge Control d'être resté fermé après 4500tr, la pression étant trop haute et ne pouvant s'échapper, la Charge Relief Valve a fait office de fusible
)°°La Soupape n'est pas commandée a la fermeture, il s'agira donc de remonter tout le circuit de commande par dépression de cette Valve, détecter/réparer une potentielle fuite, sinon s'orienter vers le Solénoïde qui la commande et ainsi de suite...
- Le cas du Charge Control.
Pour rappel, ce papillon reste fermé ton au long de la charge du Turbo Primaire ( de 0 à 4500tr ).
°°La Soupape est commandée a l'ouverture, mais rien ne se passe, comme pour le cas de la Charge Relief au dessus, il s'agira donc en premier lieu de contrôler son bon état de fonctionnement, étanchéité de la membrane, papillon qui grippe etc..
°°La Soupape n'est pas commandée a l'ouverture, même procédure qu'au dessus, détection des fuites, défaillance d'un Solénoïde etc..
- Le cas de la Wategate Control.
Pour rappel, elle gère la pression de Turbo.
°°Pour faire court et simple, il suffit qu'elle reste grippée en ouverture ou fermeture pour que le Turbo Secondaire ne charge pas ou peu.
°°Il peu aussi s'agir une fois de plus du circuit de dépression qui la commande, fuite, solénoïde etc..
- Le cas de l'Actuator Turbo Control qui reste fermé
°°Isolant le Turbo Primaire du Secondaire avant 4500tr au niveau des Gaz, s'il reste fermé, le Turbo Secondaire se sera pas entraîné correctement après 4500tr, ce cas est particulier, car il n’occasionnera pas une Charge Nulle du Secondaire, mais plutôt une Charge Faible, ce qui occasionnera quoi qu'il en soit une perte de puissance notable apres 4500tr.
La procédure de contrôle est la même qu'au dessus, c'est Actuator reste néanmoins particulier de par sa commande ( commandé par une durite de pression et une de dépression ), donc sauf casse de l'Actuator lui même, ou tout simplement, le cas le plus fréquent la goupille de maintient de l'axe de l'Actuator sur la tige de commande de la "Porte" ou "Door", n'est plus là et l'axe avec le temps finit par se déboîter.
Les détails concernant le fonctionnement cet Actuator vont être cités plus bas pour le cas du "Lag" a la transition.
Deuxième cas de Panne :
>>Du Lag à 4500tr, le Turbo Secondaire met du temps a Charger ( et un beau creux en prime a 4500tr ).
Le cas le plus fréquent est une défaillance de l'Actuator de Turbo Control, je vais donc commencer par détailler son principe de fonctionnement, certes bien pensé car toutes les pièces en relation avec lui ont un rôle important dans sa rapidité d'action, bien pensé car elles sont justement là pour supprimer le lag à la transition ( 4500tr ).
Petit Rappel, l'Actuator de Turbo Control isole avant 4500tr minute le Turbo Primaire du Secondaire, au niveau des Gaz d'échappement.
Quand on analyse le Rats Nest, on peut repérer de réservoirs installés dessus, un de dépression = Vacuum Chamber, et un de pression = Pressure Chamber, quand on remonte les canalisations, en passant par les divers Solénoïdes de commande, on s'aperçoit que ces deux réservoirs sont en relation directe avec l'Actuator de Turbo Control.
Concernant le Rats Nest, il est maintenu en dépression à l'aide des Check Valves, sur le principe, la dépression est produite dans la phase "Atmosphérique" du moteur, c'est a dire avant que le Turbo Primaire ne se mette a souffler, dès que le Turbo souffle, les Check Valves "verrouillent" l’accès au circuit et le rendent étanche, pour éviter que la pression produite par le Turbo n'entre dans le circuit et supprime toute dépression.
Vous l"aurez compris, il faut systématiquement les contrôler quel que soit le souci d'étanchéité.
L'Actuator Turbo Control
Comme vous pouvez le voir, il est pourvu de deux raccords de durite, un pour la pression, un pour la dépression.
La pression produite par le Turbo Primaire est stockée dans la Pressure Chamber et maintenue ( dans une certaine limite ) dedans grâce à la Check Valve d'un coté, et le Solnoïde E qui lui met a l'air le surplus de pression avant 4500tr.
La Vacuum Chamber, elle, comme son nom l'indique est une réserve de dépression pour tout le Rats Nest, une dépression seulement présente dans les canalisations ne serait pas suffisante pour faire fonctionner toute la panoplie d'Actuators et Soupapes présentes dans la gestion Bi-Turbo.
A 4500tr, le Solénoïde E ( pour la pression ) et le Solénoïde Valve ( cas particulier, celui ci est a part, fixé sur le corps inférieur d'admission, au niveau de l'air pump control, pour la dépression ) entrent conjointement en action et permettent donc un mouvement rapide de l'Actuator Turbo Control.
Le Lag:
Il provient justement du mauvais fonctionnement de l'Actuator de Turbo Control, et les sources de pannes peuvent être multiples, fuite à un endroit sur le Rats Nest, problème d'étanchéité au niveau d'une Check Valve, un Solénoïde qui ne fait pas sont boulot, l'Actuator lui même qui n'est plus étanche ou Grippe, le Volet que l'Actuator commande sur le Bloc Bi-Turbo qui Grippe.
Tout problème qui pourrait ralentir son bon fonctionnement, et logiquement produire du lag, le Volet mettant du temps a s'ouvrir et du coup faire s'essouffler le Turbo Secondaire qui ne tourne plus assez vite pour maintenir une pression stable a l'ouverture du Papillon de Charge Control.
Toutefois, il y a une chose à contrôler avant tout démontage, une "maladie" au niveau de la durite de dépression de l'Actuator. La Durite coudée, avec l'age a tendance a devenir poreuse, ce qui occasionne une fuite et ralenti le mouvement de la pièces.
Voila pour imager la chose, il s'agit d'un problème que Bartste et moi avons eu conjointement sur nos FD.
Une belle mise a jour, dès que la motivation me viendra, je traiterais le souci de la panne du Double Throttle ( il est marrant celui ci aussi ).
Sources : http://www.autosportracetech.com/index.htm / http://fd3s.net / http://www.rx7club.com / http://moteurpassion.voila.net / http://www.engineworld.fr / http://fr.wikipedia.org / http://davidgeesaman.com/
