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Qu'est-ce qu'un palier turbo ? Types de paliers turbocompressés

Roulement turboLe roulement se trouve dans le turbocompresseur ; pour comprendre le turbocompresseur, il faut d'abord connaître le turbocompresseur et ses pièces mobiles.

 

Quel turbocompresseur ?

Un turbocompresseur, que l'on trouve couramment dans les voitures, est en réalité un compresseur d'air qui comprime l'air pour augmenter la quantité d'air admise. Il utilise l'inertie des gaz d'échappement du moteur pour actionner la turbine dans sa chambre de combustion. Cette turbine entraîne une roue à aubes coaxiale qui comprime l'air provenant du filtre à air et l'injecte dans le cylindre. Lorsque le régime moteur augmente, la vitesse d'éjection des gaz d'échappement et la vitesse de la turbine augmentent simultanément. La roue à aubes comprime davantage d'air dans le cylindre, ce qui augmente la pression et la densité de l'air et permet une combustion plus efficace. En augmentant la quantité de carburant et en ajustant le régime moteur, on peut accroître la puissance du moteur.

 

Quelles sont les pièces mobiles d'un turbocompresseur ?

Les pièces mobiles du turbocompresseur sont également les composants essentiels : la roue de turbine, la roue du compresseur et l’arbre du rotor, ainsi que le carter du compresseur, subissent un mouvement relatif à grande vitesse, insupportable pour des roulements ordinaires ; c’est pourquoi le roulement du compresseur est un roulement flottant spécial.

 

Il s'agit en réalité d'un anneau en cuivre qui recouvre l'arbre et le carter, avec des jeux entre l'anneau et l'arbre, ainsi qu'entre l'anneau et le carter. Lorsque le moteur fonctionne, sous l'effet de la pression d'huile, un double film d'huile se forme à ces endroits, et le rotor flotte littéralement sur ce film et tourne à grande vitesse.

 

En raison des vitesses de rotation et des températures extrêmement élevées, cette zone impose également des exigences extrêmement élevées en matière de lubrification et de refroidissement.

 

Si le compresseur n'est pas correctement lubrifié et refroidi, cela provoquera une usure anormale du roulement, raccourcira considérablement sa durée de vie, augmentera l'espace entre le rotor et le carter, et une partie de l'huile pénétrera dans le tuyau d'admission ou d'échappement à partir de cette zone, entraînant une grave panne due à la consommation d'huile.

 

Types depaliers turbocompressés

Élément mobile essentiel du turbocompresseur, la structure du palier influe directement sur la fiabilité et la durabilité de la turbine. Il existe deux principaux types de paliers de turbocompresseur : les paliers flottants et les paliers à billes.

 

Actuellement, la plupart des grands constructeurs automobiles utilisent des paliers flottants, réputés durables et économiques. Un palier flottant est constitué d'un anneau monté sur l'arbre. Un double film d'huile est ménagé entre l'anneau et l'arbre, ainsi qu'entre l'anneau et le logement du palier. L'anneau flotte entre l'arbre et le logement. Généralement, le jeu entre les deux couches est d'environ 0,05 mm, et celui entre les deux couches d'environ 0,1 mm. L'épaisseur de paroi du palier est de 3,0 à 4,5 mm environ. Il est fabriqué en alliage de bronze étain-plomb et sa surface est revêtue d'une couche d'alliage plomb-étain ou d'indium métallique d'une épaisseur de 0,005 à 0,008 mm environ. Lorsque le compresseur fonctionne, le palier tourne entre l'arbre et le logement. Les paliers flottants présentent donc des inconvénients : une résistance au roulement élevée des arbres de turbine, des exigences élevées en matière de pression et de qualité d'huile, et une instabilité du contrôle dynamique des arbres de turbine.

 

Les roulements à billes sont plus fréquents dans les voitures de sport. Comme leur nom l'indique, ils utilisent des billes montées sur l'arbre de la turbine, remplaçant ainsi l'huile des paliers flottants. L'avantage des roulements à billes est précisément l'inverse de celui des paliers flottants : moins de frottement, une hystérésis de la turbine réduite et une meilleure adaptation aux limites dynamiques. La dynamique de l'arbre de la turbine est ainsi mieux maîtrisée. La pression et la qualité de l'huile peuvent être légèrement réduites, ce qui augmente indirectement la durée de vie de la turbine. Leurs inconvénients sont également évidents : leur durée de vie est inférieure à celle des paliers flottants, généralement comprise entre 70 000 et 80 000 kilomètres, et leur maintenance est coûteuse et complexe. Cependant, grâce à leurs performances exceptionnelles, les roulements à billes restent un équipement courant sur les voitures de sport.