Qu’est-ce qu’un turbo hybride ?
Un turbo hybride est simplement un turbocompresseur non standard ou potentiellement amélioré. Il s’agit d’un turbo composé de pièces combinées provenant de différents gabarits et potentiellement de différents fabricants, tels que Garrett ou BorgWarner, afin de créer le turbo de performance ultime.
Il existe de nombreuses variantes du thème hybride, allant d’un turbo dont un seul composant a été changé ou modifié à un turbo dont tous les composants ont été changés ou modifiés d’une manière ou d’une autre. Il n’y a donc pas de règles strictes sur les conceptions de turbo hybrides ou sur les performances que vous pouvez atteindre. C’est un peu comme un moteur modifié, il a la même apparence de l’extérieur mais il est rempli de matériaux plus exotiques et de composants plus techniques à l’intérieur.
Donc l’idée de base est d’obtenir un débit plus important du turbocompresseur à une vitesse de rotation donnée.
Ceci peut être obtenu de différentes manières :
- roues de compresseur plus grandes ou plus efficaces
- couvercles de compresseur à débit plus élevé avec un A/R plus grand
- aubes de turbine réduites et boîtiers de turbine A/R plus grands,
- etc…
Le simple fait de « remonter la pression » n’est pas la solution. Oui, dans la plupart des cas, cela vous donnera plus de puissance, mais que faites-vous en réalité ?
Si vous prenez un turbocompresseur standard et augmentez sa pression de suralimentation, vous faites deux choses qui sont ou peuvent être préjudiciables au turbo et/ou au moteur.
Premièrement, vous faites travailler le turbo plus fort et le faites tourner plus vite pour produire cette pression supplémentaire. La turbine est conçue pour tourner à une vitesse maximale fiable. En la faisant tourner plus vite, vous risquez de sortir de cette zone et de provoquer une défaillance des aubes de la turbine. Faire tourner la roue du compresseur plus rapidement vous donnera certainement plus de débit et de pression, mais au prix d’un rendement plus faible et donc d’une température de charge plus élevée. Cela peut entraîner une plus grande probabilité de pré-détonation et limiter la puissance de sortie.
Un turbo hybride, s’il est conçu correctement, permettra d’obtenir le débit et la pression supplémentaires à une vitesse de turbine sûre et fiable et à des rendements de compresseur plus élevés.
Ainsi, plus de débit signifie plus d’air, avec un peu de chance à une température plus fraîche, auquel vous pouvez ajouter plus de carburant et ainsi plus de puissance ! Beaucoup de gens, y compris certains préparateurs, sont obsédés par le « boost » alors qu’en réalité, les préparateurs professionnels s’intéressent au débit dans le moteur.
Mais attention, tous les hybrides ne sont pas aussi bons, il y a généralement un prix à payer pour tout ce gain de performance : le retard !! (à l’exception des derniers turbos diesel à roulement à billes et à gicleur variable). Il est très difficile d’obtenir des performances/réponses améliorées sur toute la plage de régime avec un turbo standard à paliers lisses tout en obtenant une grande puissance à l’extrémité supérieure de la plage de régime. Cela ne veut pas dire que c’est impossible, c’est possible avec une conception soignée, mais dans l’ensemble il doit y avoir un compromis.
Pourquoi choisir un turbo hybride ?
Alors pourquoi opter pour un turbo hybride ? La réponse est simple : les meilleures performances avec une fiabilité maintenue.
L’intérêt d’un hybride est qu’il est conçu pour produire une plus grande masse d’air à la même vitesse (pression de suralimentation). Vous pouvez donc ajouter plus de carburant et obtenir plus de puissance sans augmenter la vitesse de la turbine. Une autre raison d’opter pour les hybrides est qu’ils sont conçus pour tourner plus vite et donc, pour les applications de grande puissance, vous pouvez obtenir un débit d’air encore plus important dans le moteur en augmentant la vitesse tout en maintenant la fiabilité. Les hybrides ont toujours un inconvénient en termes de retard et de puissance, mais une application bien conçue et construite sur mesure permettra de surmonter ces inconvénients.
Quelles pièces sont généralement changées ou modifiées dans un turbo hybride et pourquoi ?
Vous trouverez ci-dessous un guide rapide pour un niveau de base de l’hybride :
| Roue de compresseur | Il s’agit généralement de la première pièce à être changée sur un turbo hybride et elle est responsable de l’aspiration de l’air frais dans le turbo. Elle est normalement remplacée par une roue de plus grande taille afin d’augmenter le débit et, si la roue d’origine est moulée, elle est souvent remplacée par une roue à billettes pour une meilleure résistance. |
| Roue de turbine | La roue de turbine prend l’énergie des gaz d’échappement pour entraîner la roue du compresseur, qui est reliée à la turbine par un arbre. Elle est parfois remplacée par une roue de plus grande taille ou, pour une solution moins coûteuse, les pales sont « rognées » ou « coupées » pour augmenter la capacité du flux d’échappement, bien que cela puisse compromettre la réponse du turbo. |
| Roulements et arbre | Pour faire simple, les roulements et l’arbre supportent les roues de la turbine et du compresseur et les maintiennent dans une position stable. L’augmentation de la taille du compresseur et de la turbine s’accompagne d’une augmentation du volume du flux de gaz, ce qui accroît les forces exercées sur l’arbre et les roulements. La taille des roulements et de l’arbre est parfois augmentée ou modifiée pour faire face à ces charges accrues. Cela peut inclure l’application d’un palier de butée à 360° si le turbo d’origine n’en est pas équipé, ou un palier de capacité accrue. |
| Carter du compresseur et plaque arrière/plaque d’étanchéité | Ces composants s’adaptent parfaitement à la roue du compresseur et doivent donc être modifiés si une roue de compresseur plus grande a été montée. |
| Logement de la turbine | Ce composant s’adapte parfaitement à la roue de la turbine et devra également être modifié si une roue de turbine plus grande a été montée. |
| Actionneur | Ce composant contrôle la pression de suralimentation du turbocompresseur et est parfois ajusté ou modifié pour obtenir un niveau de suralimentation de base plus élevé. |
Découvrez ici le turbo hybride Renault Mégane 3RS :
