Un turbocompresseur peut augmenter la puissance d'un moteur de voiture de 10 à 60 chevaux . Cependant, le gain de puissance dépend de plusieurs facteurs tels que le type et la taille du turbocompresseur, la pression de suralimentation, le débit d'échappement et son rendement.
Les autres paramètres du moteur , tels que le système d'alimentation, le collecteur d'admission et le taux de compression, doivent également être optimisés pour obtenir un gain de puissance maximal. Notre guide répond en détail à la question : « Combien de chevaux un turbocompresseur apporte-t-il ? »
Comprendre les turbocompresseurs et le gain de puissance
Chaque moteur automobile est conçu et développé pour fournir une puissance spécifique . La cylindrée, le régime moteur, le rapport air/carburant et le taux de compression doivent être optimisés afin d'obtenir le meilleur compromis entre puissance et consommation de carburant, selon Provide Cars.
Maintenant, si vous souhaitez avoir plus de puissance dans votre voiture que la puissance fournie par l'usine, l'un des moyens d'y parvenir est d'installer un turbocompresseur dans votre voiture.
Le turbocompresseur, dans sa forme la plus simple, est un système d'admission forcée qui comprime et fournit davantage d'air au moteur. Le système d'alimentation en carburant du véhicule peut ainsi fournir plus de carburant, ce qui augmente la puissance du moteur.
Cependant, installer un turbocompresseur ne signifie pas forcément obtenir une augmentation de 60 % de la puissance. Plusieurs fabricants de turbocompresseurs et de moteurs automobiles déterminent le gain de puissance apporté par un turbocompresseur , notamment à des niveaux de suralimentation élevés.
Facteurs affectant le gain de puissance
La puissance supplémentaire d'un turbo dépend de neuf facteurs différents liés au moteur turbocompressé, au turbocompresseur lui-même et au poids du véhicule. Un réglage moteur approprié et toutes les modifications nécessaires doivent être effectués pour prendre en charge un turbocompresseur spécifique.
Voici les facteurs qui déterminent la puissance supplémentaire qu'un turbocompresseur peut apporter.
- Taille et type de turbocompresseur
- Pression de suralimentation
- Capacité du système de carburant
- Efficacité du refroidissement intermédiaire
- Gestion et réglage du moteur
- Résistance interne du moteur
- Conception du système d'échappement
- Système d'admission d'air
- Taux de compression du moteur
Conception et puissance du turbocompresseur
Il existe plusieurs types de turbocompresseurs sur le marché. Les plus courants sont les turbocompresseurs simples , les turbocompresseurs biturbo et les turbocompresseurs à géométrie variable ( VGT ). Ils sont également classés en fonction de leur taille. Chaque type, conception et taille de turbocompresseur présente ses propres avantages et inconvénients.
Les turbos simples et compacts ont un temps de réponse plus court, mais offrent une suralimentation limitée. Les turbos doubles et compacts offrent un gain de puissance maximal, mais leur régime moteur est généralement plus lent. Le choix du turbocompresseur dépend également de la cylindrée et des capacités du moteur de votre voiture.
La pression de suralimentation et son impact
La suralimentation d'un turbocompresseur correspond à la pression de l'air entrant dans le moteur turbocompressé, supérieure à la pression atmosphérique. Le turbocompresseur force l'admission d'une plus grande quantité d'air que dans un moteur à aspiration naturelle, ce qui augmente la pression dans les collecteurs d'admission.
En termes plus simples, plus le turbo développe de pression, plus l'admission d'air est importante et plus la puissance est élevée. Plus précisément, il faut tenir compte de la cartographie du compresseur.
Il explique le comportement du turbo selon différents débits d'air. Il est conseillé de rechercher un îlot d'efficacité, un point sur la carte du compresseur où le turbo fonctionne à son efficacité maximale.
Il faut également tenir compte du rapport A/R (surface/rayon) du turbocompresseur. Plus ce rapport est élevé, plus la pression de suralimentation et la puissance seront importantes. Cependant, cela entraînera également un temps de réponse du turbo plus long. L'inverse est vrai pour un rapport A/R plus faible.
La pression de suralimentation maximale est limitée pour chaque moteur. Une pression de suralimentation excessive peut entraîner des cognements, une surchauffe, une perte de puissance, une baisse de rendement et, dans le pire des cas, une panne mécanique.
Refroidissement intermédiaire et performances du moteur
Le refroidissement intermédiaire est essentiel pour optimiser les performances d'un moteur turbocompressé. Voici quelques points importants à prendre en compte pour améliorer les performances du moteur.
- L'air se réchauffe lorsqu'il est comprimé par le turbocompresseur. Cet air chaud réduit les performances du moteur, d'où la nécessité d'un échangeur thermique.
- Il refroidit le mélange air-carburant avant son entrée dans le moteur. Cela augmente la densité du mélange et sa teneur en oxygène, ce qui augmente la puissance.
- Un refroidissement excessif de l'air affectera également les performances du moteur, l'échangeur intermédiaire doit donc être compatible avec le turbocompresseur et le moteur.
Capacité du système de carburant
Le gain de puissance apporté par un turbo dépend également de la capacité du système d'injection et du débit de carburant de votre voiture . En effet, la suralimentation par turbocompresseur n'ajoute que de l'air au moteur. Cet air supplémentaire ne peut augmenter la puissance que si du carburant supplémentaire est ajouté pour maintenir un rapport air/carburant optimal.
Le système d'injection de carburant d'une voiture comprend une pompe à carburant, des conduites de carburant et des injecteurs . Le diamètre des conduites et la capacité de la pompe et des injecteurs doivent être suffisants pour alimenter le moteur en carburant supplémentaire, nécessaire en raison du turbocompresseur installé.
Presque tous les turbocompresseurs sont livrés avec des exigences d'alimentation en carburant prédéfinies pour faciliter la tâche des mécaniciens qui les installent.
Réglage approprié pour des gains de puissance maximum
Lorsque vous installez un turbocompresseur spécifique sur le moteur de votre voiture, vous devez effectuer un réglage moteur approprié, également appelé réglage de l'ECU.
Un réglage approprié de l'ECU est nécessaire pour gérer l'augmentation des paramètres suivants en raison de l'introduction du turbocompresseur.
- Débit d'air
- Pression de l'air
- Conditions de combustion
Le réglage nous aidera à contrôler toutes les fonctions principales du moteur, notamment :
- Allumage
- Rapport air/carburant
- Contrôle de suralimentation
Calage de l'allumage
Il est nécessaire d'ajuster et d'optimiser le calage de l'allumage du moteur car, en cas de suralimentation, le mélange air-carburant brûle plus rapidement sous l'effet de la haute pression. Ceci peut provoquer du cliquetis et endommager irrémédiablement les pièces internes du moteur. Pour éviter cela, l'étincelle est calée de manière à se produire plus tard que la position normale du vilebrequin.
Rapport air / carburant
Un mélange air-carburant normal ne permet pas d'obtenir plus de puissance, même avec un turbocompresseur. Il est nécessaire d'avoir un mélange air-carburant riche pour augmenter la puissance du moteur. Le rapport air/carburant idéal en cas de suralimentation est généralement de 11.5 à 12.0:1 , soit plus riche que le rapport stœchiométrique standard de 14.7:1.
Boost Control
Selon la position du papillon des gaz, le moteur peut nécessiter ou non une suralimentation. Pour gérer ce problème, le calculateur moteur est équipé d'un solénoïde de régulation de suralimentation qui régule la pression de suralimentation générée par le turbocompresseur.
Résistance interne du moteur
Lorsqu'un turbocompresseur augmente la pression de l'air, cette pression, combinée à une combustion plus intense dans la chambre de combustion du moteur, accroît les contraintes sur toutes les pièces du moteur. Piston, bielle, culasse , soupapes d'admission et d'échappement, segments de piston : tous ces éléments sont soumis à une pression élevée. Pour éviter toute défaillance mécanique, ces pièces doivent pouvoir résister à ces fortes contraintes.
Débit d'échappement et efficacité du turbocompresseur
Le turbocompresseur utilise le flux d'échappement pour fonctionner et comprimer l'air. Un mécanisme de flux d'échappement efficace améliorera donc considérablement son rendement. Tout problème, comme une fuite ou une restriction dans le système, peut entraîner une perte de puissance.
Un système d'échappement et un collecteur de turbo à flux libre réduisent la contre-pression et optimisent le fonctionnement du turbocompresseur. Par conséquent, pour tirer le meilleur parti des gaz d'échappement, le diamètre de l'échappement, le catalyseur et la conception du silencieux doivent être optimisés en fonction des exigences du turbocompresseur.
Système d'admission d'air
Un turbocompresseur ajoute de l'air supplémentaire au système, mais il ne dispose pas d'un système d'admission d'air séparé pour l'introduire dans le moteur. Il force l'air à travers le même système d'admission d'air naturel pour l'amener au moteur.
Le système d'admission d'air du moteur doit donc être suffisamment grand et robuste pour traiter et résister à la pression élevée de l'air supplémentaire entrant dans le moteur à vitesse optimale.
Taux de compression du moteur
Le taux de compression du moteur joue un rôle crucial dans l'augmentation de la puissance d'un turbocompresseur . Un taux plus élevé comprime davantage le mélange air-carburant et permet ainsi de fournir plus de puissance avec le même moteur.
Cependant, étant donné que la pression de suralimentation du turbocompresseur est déjà prise en compte, le mélange air-carburant est comprimé. Toute surpression supplémentaire peut entraîner une perte de puissance, des cliquetis moteur , voire une panne mécanique.
Ainsi, réduire le rapport moteur en fonction de la pression de suralimentation du turbocompresseur augmentera les performances du moteur et la puissance du véhicule. Vous pouvez utiliser l'une ou plusieurs des trois méthodes suivantes pour réduire le rapport.
- Remplacement des pistons ordinaires par pistons à basse compression spécialement forgés
- En remplaçant votre joint de culasse moteur normal par un joint de culasse plus épais
- Agrandissement léger du volume de la chambre de combustion en utilisant chemises de cylindre d'épaisseur plus fine
Le taux de compression idéal pour les moteurs turbo se situe généralement entre 8.0:1 et 9.5:1 , en fonction de la qualité du carburant et du niveau de suralimentation.
Turbo Lag et adaptation de la bande de puissance
Le temps de réponse du turbo correspond au délai entre le moment où vous appuyez sur l'accélérateur et celui où le turbocompresseur fournit sa pleine puissance. Ce temps de réponse est inhérent à tout turbocompresseur, car son fonctionnement dépend des gaz d'échappement.
La plage de puissance correspond à la plage de régime moteur où votre moteur délivre le plus de puissance. Il est donc important d'adapter ce temps de réponse du turbo à la plage de puissance.
Exemples concrets de turbocompresseurs augmentant la puissance
Sur la base du décalage du turbo et de la correspondance de la bande de puissance, certains cas réels où la puissance du moteur a été augmentée à l'aide d'un turbocompresseur.
| Véhicule | Type de moteur | HP de série | HP turbocompressé | Gain de puissance | Remarques | Matériau |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mazda Miata (ND) | 2.0 L NA I4 | 155 HP | ~248 CV (kit turbo BBR) | 93 HP | Le kit turbo comprend le réglage de l'ECU, l'intercooler et les injecteurs | MoteurTendance |
| Subaru WRX STI (2019) | 2.5 L Turbo H4 | 310 HP | ~400–450 CV (avec boulons et réglages) | 90–140 CV | Gains obtenus avec un turbo, une admission, un refroidisseur intermédiaire et un réglage plus gros | Discussion sur Reddit |
| Toyota 86 / Subaru BRZ (Kit Turbo) | 2.0 L NA H4 | 200 HP | ~300–350 CV | 100–150 CV | Kits turbo de rechange de Greddy, HKS, etc., avec réglage | Chasseurs de vitesse |
| Nissan GT-R R35 | V3.8 biturbo de 6 L | ~565 CV (de série) | Bi-Turbo | 700+ CV | Options standard ou complémentaires en fonction de votre région | Nissan États-Unis |
Conclusion
Il n'existe pas de réponse unique et fixe à la question de la puissance supplémentaire apportée par un turbocompresseur. Cela dépend de neuf facteurs différents liés au moteur et au turbocompresseur lui-même.
Chaque turbocompresseur a son importance et son impact sur la puissance ajoutée. En agissant sur quelques-uns des neuf facteurs mentionnés ci-dessus, vous pouvez augmenter la puissance de votre moteur de 10 % à 25 % .
Cependant, si vous travaillez sur ces neuf facteurs, vous pouvez ajouter jusqu’à 60 % de puissance supplémentaire au moteur de votre voiture.
En choisissant le bon turbocompresseur et en optimisant les composants du moteur , les gains de puissance ne sont pas seulement théoriques, ils sont réalisables.
À propos de nous
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