Suralimentation - Fonction

W09.00-1017-79

Généralités

La suralimentation du moteur est assurée par deux turbocompresseurs de tailles différentes enclenchés l'un après l'autre (1, 2) et qui fonctionnent avec des étages de pression différents. Le plus petit turbocompresseur de l'étage haute pression (2) fonctionne déjà avec des régimes moteur faibles. Le plus grand turbocompresseur de l'étage basse pression (1) intervient de façon progressive avec des régimes moteur élevés. Le fait de combiner deux turbocompresseurs de tailles différentes (1, 2) permet d'exploiter au mieux le débit massique des gaz d'échappement (E) sur l'intégralité de la plage de régime, et donc d'obtenir une pression de suralimentation optimale.

L'actuateur de pression de suralimentation (Y636) sert à réguler la pression de suralimentation par voie électronique. La régulation de la pression de suralimentation électronique :

 permet le réglage de la pression de suralimentation optimale sur toute la plage de charge

 tient compte de l'influence des autres systèmes qui interviennent dans le flux de l'air de suralimentation et des gaz d'échappement, p. ex. le recyclage des gaz d'échappement, le débitmètre d'air, le frein moteur, le réglage de l'arbre à cames

 prend en compte de nombreux paramètres, p. ex. la température et la pression de l'air d'admission, les données d'injection de carburant, la qualité du carburant, les temps de distribution des soupapes, etc.

 améliore le comportement transitoire lors de la suralimentation

 améliore la courbe de couple du moteur sur toute la plage de régime, en particulier à bas régime moteur

 réduit la consommation de carburant

 diminue l'émission de substances nocives

 augmente la puissance du moteur

Le variateur de pression de suralimentation (Y636) est raccordé au calculateur gestion moteur (MCM) (A4) via son propre bus CAN. Le calculateur gestion moteur (MCM) (A4) analyse toutes les données importantes pour la régulation à l'aide des courbes caractéristiques et envoie des messages correspondants au variateur de pression de suralimentation (Y636) qui actionne le volet de régulation de pression de suralimentation (15) via une tringlerie. Selon la position du volet de régulation de pression de suralimentation (15), soit la totalité des gaz d'échappement (E) est dirigée vers la turbine du turbocompresseur de l'étage haute pression (2), soit une partie est dérivée vers la turbine du turbocompresseur de l'étage basse pression (1). La turbine du turbocompresseur de l'étage haute pression (2) est entraînée exclusivement par les gaz d'échappement (E) amenés directement. La turbine du turbocompresseur de l'étage basse pression (1) est entraînée par la part des gaz d'échappement (E) déviée par le volet de régulation de pression de suralimentation (15) ainsi que par la part restante, qui sort du turbocompresseur de l'étage haute pression (2).

À bas régime moteur, le débit massique des gaz d'échappement (E) est faible. Dans ce cas, seul le plus petit turbocompresseur de l'étage haute pression (2) est entraîné directement par le courant de masse des gaz d'échappement (E). Ainsi, dès les plus faibles régimes moteur, une pression de suralimentation optimale est établie. Plus le régime moteur monte, plus le débit massique des gaz d'échappement (E) augmente. La part des gaz d'échappement (E) acheminée directement vers le turbocompresseur de l'étage basse pression (1), qui est plus gros, augmente d'autant. Déjà avec des régimes moteur moyens, sa turbine assure dans une large mesure le fonctionnement complet de la turbine.

Fonction

Les deux turbocompresseurs (1, 2) sont composés chacun d'une turbine et d'un compresseur, qui sont montés à chaque fois sur un arbre commun (9, 13). Les gaz d'échappement (E) affluent d'abord sur la roue de turbine (8) et décalent celle-ci dans un mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation est transmis à la roue de compresseur (10) par l'arbre (9). Ensuite, les gaz d'échappement (E) coulent sur la roue de turbine (12) qui entraîne la roue de compresseur (14) via l'arbre (13). La roue de compresseur (14) de l'étage basse pression comprime l'air d'admission nettoyé (B) provenant du filtre à air. L'air d'admission suralimenté est conduit, via un tube (11), dans le compresseur de l'étage haute pression où il continue d'être comprimé par la roue de compresseur (10). À la sortie du compresseur de l'étage haute pression, il y a maintenant de l'air de suralimentation comprimé et chauffé (C). L'air de suralimentation chauffé (C) arrive au refroidisseur d'air de suralimentation (4) via un tube d'air de suralimentation. L'air comprimé est refroidi dans le refroidisseur d'air de suralimentation (4) grâce à quoi la densité de l'air de la charge de gaz frais augmente et par conséquent la puissance du moteur aussi. L'air de suralimentation refroidi (D) arrive ensuite dans chaque cylindre via le répartiteur d'air de suralimentation (5).

Régulation de la pression de suralimentation (via wastegate)

Grâce au capteur de pression et de température air de suralimentation (B616), le calculateur gestion moteur (MCM) (A4) détermine la pression de suralimentation momentanée. Si la pression de suralimentation est trop élevée, il envoie un message correspondant à l'actuateur de pression de suralimentation (Y636) qui ouvre le volet de régulation de pression de suralimentation (15) via une tringlerie. Selon l'importance de l'ouverture du volet de régulation de pression de suralimentation (15), maintenant plus ou moins de gaz d'échappement (E) sont dirigés vers la turbine du turbocompresseur de l'étage basse pression (1) via un by-pass sur la roue de turbine (8). Comme il n'y a plus qu'une partie des gaz d'échappement (E) qui agit encore sur la roue de turbine (8), elle n'accélère plus aussi fortement et la pression de suralimentation diminue.

Fonction de protection du turbocompresseur

Le calculateur gestion moteur (MCM) (A4) enregistre la température de l'air de suralimentation chauffé (C) à la sortie du compresseur de l'étage haute pression via le capteur de température d'air de suralimentation dans le carter de compresseur (B614). En liaison avec l'état de charge momentané du moteur, le calculateur de gestion moteur (MCM) (A4) détecte s'il est nécessaire de commander l'actuateur de pression de suralimentation (Y636) et d'adapter l'injection pour protéger le turbocompresseur de l'étage haute pression (2) de charges thermiques excessives.