Monté sur les moteurs VM des Range Rover TD pour la première fois en 1986, puis sur les moteurs Rover 2.5 litres des Land Rover TD, le turbocompresseur est devenu indispensable sur tous les moteurs Diesel produits par la firme anglaise. Cet organe mécanique est une véritable pièce d'orfèvrerie. Son fonctionnement repose sur un principe simple : accroître, de manière significative, la puissance d'un moteur en "gavant" les cylindres d'air frais.

En effet, la combustion nécessaire au bon fonctionnement d'un moteur s'effectue grâce à un mélange d'air et de carburant optimisé. Si l'on désire améliorer la puissance d'un moteur sans toucher à la cylindrée, on doit augmenter la quantité de mélange admis dans les cylindres. Pour le gazole, il suffit d'agir sur la pompe à injection en augmentant le débit. Mais pour l'air, chaque cylindre ayant un volume fixe, la quantité admise ne peut pas dépasser un certain seuil. En théorie, les moteurs Diesel ont besoin de 26 gr d'air pour brûler un gramme de carburant. Ce ration représente le dosage idéal. S'il y a trop de gazole, le mélange n'est pas complètement brûlés et des rejets polluants, notamment de monoxyde de carbone, se produisent. A l'inverse, s'il y a trop d'air, l'explosion s'effectue difficilement. Pour contourner cette difficulté, des ingénieurs ont pensé à envoyer dans les cylindres de l'air sous pression. Ils avaient découvert le principe de la suralimentation : le turbocompresseur était né.

Cet organe se compose, comme son nom l'indique, d'une turbine à gaz et d'un compresseur d'air, reliés par un arbre commun. Le carter de la turbine, renfermant une roue à ailettes appelée quelquefois roue chaude, s'intercale entre le collecteur d'échappement et la ligne d'échappement. Les gazs produits par l'explosion et chassés des cylindres pénètrent dans la turbine par un orifice en forme de spirale afin d'accélérer leur vitesse d'écoulement et ressortent par un orifice cylindrique au centre de la roue à ailettes. Grâce à la vitesse d'écoulement des gazet à la forme de la turbine, la roue à ailettes tourne à des vitesses très importantes, comprises entre 70'000 et 150'000 tr/min. Ce mouvement rotatif, dit centripète, de la turbine est alors transmis à un compresseur par l'intermédiaire de l'axe commun enfermé dans le carter central.

Les concepteurs ont dû faire face à deux problèmes : un afflus de chaleur provenant de la turbine et une très grande vitesse de rotation de l'arbre. Les gaz brûlés atteignant facilement une température avoisinant les 850° C, une grande attention doit être accordée au choix des matériaux. Le corps du carter est fabriqué dans une fonte spéciale, un alliage de nickel et de chrome, afin de lui conférer une forte résistance à la chaleur. La roue à ailettes, conçue dans le même alliage, est soudée sur l'axe central. Malgré l'emploi de matériaux de haute qualité, il n'est pas rare de voir rougir la turbine sous l'effet de la chaleur. Un système de bagues limite l'usure des paliers. Ces bagues sont dites "flottantes" car elles tournent à la fois autour du carter et autour de l'arbre. Leur mouvement est facilité par la circulation de l'huile sous pression. Elles sont en bronze, recouvert d'étain et percée de minuscule trous afin de faciliter la lubrification. Ces bagues tournet à une vitesse environ deux fois moins élevée que celle de l'arbre. Le carter central est fermé, de chaque côté, par des segments métalliques d'étanchéité afin d'éviter toute fuite. De l'autre côté du carter central, l'étage compresseur est branché entre le filtre à air et le collecteur d'admission et renferme également une roue à ailettes appelée parfois roue froide. Il aspire l'air et le met sous pression grâce au mouvement centrifuge de la roue. L'air pénètre par dépression au centre de la roue et il est centrifugé. La circulation des fluides est inversée par rapport à celle de la turbine. Le compresseur fonctionne entre 60°C et 120°C et son carter, comme la roue à ailettes très fine, sont en alliage d'aluminium.

Les turbocompresseurs sont équilibrés au milligramme près pour fonctionner à de très hautes vitesses de rotation sans casse. Le principe même du turbocompresseur présente différents inconvénients. Mais les ingénieurs ont développés des systèmes annexes afin de les réduire au maximum. La compression élève la température de l'air aux alentours de 120°C, ce qui favorise l'inflammation du gazole, c'est-à-dire la détonation. Pour tout faire rentrer dans l'ordre, les ingénieurs ont imaginé un système de refroidissement appelé échangeur ou refroidisseur d'air ou encore "intercooler". Cet appareil rressemble à un petit radiateur. Sur les Land, c'est un échangeur air/air, c'est-à-dire que l'air comprimé très chaud qui traverse l'intercooler, placé juste derrière la calandre, est refroidi par l'air ambiant. La température de l'air est ainsi ramenée rapidement à 60°C, ce qui améliore le remplissage des cylindres par l'augmentation de la densité. On gagne ainsi de 7 à 10% de puissance. Par ailleurs, plus le moteur monte en régime, plus le turbo accroît sa vitesse de rotation. Le compresseur fournit ainsi de plus en plus d'air au moteur qui délivre de plus en plus de puissance. On entre alors dans un cycle infernal qu'il faut limiter au plus tôt. Une soupape de décharge, plus connue sous le nom de "waste gate", régule la pression. Une membrane située dans le carter de compression repousse une bielle fermant un papillon sur l'admission de la turbine, régulant ainsi le flux de gaz d'échappement arrivant à la turbine. Cette soupape s'enclenche assez tôt, aux environs de 1'800 tr/min.

En condition normale, le turbocompresseur, à bas régime, n'apporte pas de bénéfices conséquent. Il ne devient efficace qu'à partir d'un certain régime de rotation, environ 40'000 tr/min, nécessitant un certain débit de gaz d'échappement. Ce régime de fonctionnement, appelé régime d'accrochage, correspond à environ 2'500 tr/min du moteur. L'apport d'un turbocompresseur est nettement visible en motagne, lorsqu'on mote en altitude et que l'air se rarifie. En résumé, le turbocopresseur apporte un gain de puissance, en recyclant les gaz d'échappement, tout en étant peu encombrant.

Fonctionnement d'un turbocompresseur

Sur de nombreux turbocompresseurs, un intercooler permet de refroidir l'air comprimé par le compresseur avant son arrivée dans les cylindres. Comment ça marche en quelques points :

1. les gazs d'échappements, portés à haute température et sous pression, entraînent la turbine;
2. la turbine transmet son mouvement à la roue du compresseur par un axe commun;
3. le compresseur aspire l'air qui, centrifugé et accéléré, sort par le diffuseur;
4. l'air sous pression est canalisé vers les cylindres via le collecteur d'admission;
5. une quantité de carburant plus importante peut donc être mélangé à cette masse d'air plus élevée;
6. la puissance est améliorée.

De l'huile, de l'air et un bon moteur

Un turbocompresseur ne demande pas d'entretien particulier. Cependant il y a trois éléments importants influant sur son fonctionnement : la qualité de l'huile motuer, l'état du filtre à air et celui du moteur.

L'huile assure la lubrification et le refroidissement du turbocompresseur. Elle est portée à de très fortes températueres et doit donc être de très bonne qualité, afin d'assurer pleinement son rôle. Le filtre à aire doit être propre afin que l'air pénètre facilement dans le circuit d'admission. L'état interne du moteur est également très important. Il ne faut en aucun cas que ce dernier soit détérioré et que de la limaille métallique circule dans le collecteur d'échappement, sous peine d'endommager les fines ailettes de la turbine.

Le premier turbocompresseur sur un moteur Land

En 1983, le Land Rover 110 sortait des usines de Solihull. La motorisation de ce modèle était confiée à un 2.5 litres Diesel atmosphérique. Très vite, ce bloc fut critiqué et jugé trop peu puissant. Les 67 chevaux affichés propulsaient péniblement les lourds Land Rover au-dessus de 100 km/h. Les ingénieurs anglais étudièrent alors les différents procédés possibles afin d'augmenter la puissance de ce moteur. Soit on augmentait la cylindrée du bloc, avec les inconvénients de poids et d'encombrement liés à cet opération, soit on adaptait une suralimentation. Cette dernière option fut vite retenue. Le moteur Rover 2.5 l TD a ainsi été crée en octobre 1986 en installant un turbocompresseur de marque Garrett. Ce fabricant américain a été choisi comme fournisseur car il disposait d'une usine de production à Manchester, en Angleterre, et la marque disposait d'une solide position dominante dans cette technologie.

Cependant, l'implantation d'un turbocompresseur a obligé à entièrement retravailler le 2.5 litres atmosphérique afin de créer un bloc inédit. Les deux moteurs divergent en de nombreux points. Le système de lubrification est, entre autre, différent, tout comme le collecteur d'admission et celui d'échappement. Grâce à cette nouvelle motorisation, les Land ont affiché des performances nettement en hausse, gagnant 21% de puissance et 22% de couple. Tous les reporches sur les 67 chevaux du moteur atmosphérique ont disparu, face aux 85 chevaux du la version turbocompressée.

Il convient de signaler que, quelques mois avant le lancement du moteur Rover TD, le Range Rover TD est apparu avec un moteur VM Diesel de 2.4 litres turbocompressé sous le capot.

Faire durer le turbo

Il faut prendre quelques bonnes habitudes si l'on veut faire durer un turbocompresseur dans le temps. C'est un organe solide et fiable. Son seul point faibles concerne la lubrification. L'axe reliant l'étage turbine à celui du compresseur, qui tourne à très grande vitesse, nécessite une lubrification sans faille.

• quand on démarre, il faut faire tourner le moteur au ralenti environ 30 secondes, sans accélérer, afin que le turbo puisse aspirer assez d'huile pour tourner sans danger.
• il ne faut pas solliciter le turbo, en montant dans les tours, avant que le moteur ne soit à température de fonctionnement; l'huile étant la même que celle du moteur, à froid, elle n'est pas assez fluide pour être parfaitement efficace.
• il ne faut pas donner de coup d'accélérateur avant de coupe le contact, sinon l'arrivée d'huile dépendante du moteur s'arrêtera alors que le turbocompresseur continuera de tourner sans être correctement lubrifié.
• on doit faire attention à l'état de l'huile : une huile dégradée ou trop vieille ne possède plus d'assez de bonnes qualités lubrifiantes; il faut respecter les préconisations du constructeur concernant son remplacement et la périodicité de cette opération.
• il ne faut pas modifier les réglages d'un turbocompresseûr, notamment la pression d'admission, sous peine de détériorer le bon fonctionnement du moteur; ces organes sont pré-réglés en usine, lors de leurs conception, afin de fonctionner de façon optimale avec le moteur.
• il faut faire attention que de l'eau ne pénètre pas dans le circuit d'admission d'air; à cause de la vitesse de rotation et la faible épaisseur des ailettes, la roues du compresseur serait endommagée au contact de l'eau.

Reconditionner et réinstaller un turbocompresseur

Il est désormais rare que les turbocompresseurs "cassent". Le plus souvent, on remplace ou on reconditionne cet organe mécanique, suite à une usure des paliers centraux. Le fabricant Garrett et la société DTA, revendeur de la marque KKK, proposent des réfections complètes de ces produits. Il existe même des kits vendus en pièces détachées, mais, comme le turbocompresseur doit être équilibré pour fonctionner correctement, il est préférable de confier cette opération de remise en état à un spécialiste. Cela n'empêche pas de démonter et de remonter soi-même le turbocompresseur en suivant certaines précautions.

• ne pas remonter un turbocompresseur abîmé sans connaître la cause de sa détérioration; il faut d'abord régler le problème à l'origine de la casse ou de l'usure.
• vérifier que les Durit d'arrivée et de retour d'huile sont propres et dégagées; une cokéfaction entraîne une diminution du débit d'huile et donc d'un manque de lubrification.
• ne pas appliquer de pâte à joint qui se détériore avec la chaleur et la pression.
• vidanger le moteur et remplacer le filtre à huile; l'huile doit être de bonne qualité et pure de toute souillure
• utiliser toujours une huile correspondant aux spécificités du constructeur.
• vérifier le bon état de la Durit de retour d'huile; il suffit que la tubulure soit légèrement pliée pour que l'évacuation de l'huile ne soit pas suffisante et engorge le carter central du turbocompresseur.
• contrôler le reniflard du moteur et les Durit d'admission d'air; ils ne doivent pas être bouchés, ni présenter de signes de fuites.
• un turbocompresseur ne se rode pas après son installation, mais ce n'est pas une raison pour l'utliser à pleine charge sur de longs trajets.

Les différents modèles sur les Land Rover

Trois turbocompresseurs Garrett sont montés sur les motuers Rover : le T2, le T25 et le GT20. Ces deux derniers modèles sont des évolutions du T2. On ne remarque que de petites différences. Le T25 dispose de roues de turbine et de compresseur d'un diamètre plus conséquent. Le GT 20 dispose, quant à lui, d'un seul palier central plus gros. Les Range Rover TD à moteur VM sont dotés d'un turbocompresseurs KKK et un turbocompresseur Mitsubishi est monté sur le Range Rover DT à moteur BMW de 2.5 litres.

Véhicules	Modèles
Land Rover TD	Garrett T2
Defender 200 tdi	Garrett T25
Defender 300 tdi	Garrett T25
Defender td5	Garrett GT20
Discovery 200 tdi	Garrett T25
Discovery 300 tdi	Garrett T25
Discovery td5	Garrett GT20
Range VM	KKK K16-2015A
Range 200 tdi	Garrett T25
Range 300 tdi	Garrett T25
Range DT	Mitsubishi TD04-11G4
Freelander td4	Garrett GT 1549

Les différentiels

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Les blocages de différentiel : un plus pour le terrain

Le différentiel est une pièce mécanique indispensable pour permettre aux autos dotées de ponts rigides comme les Land de tourner sans contrainte. Mais cet organe pénalise la conduite tout terrain. Alors, pour contourner cet effet négatif on a inventé les blocages de différentiel.<o:p></o:p>

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Les Land Rover dotés de ponts rigides doivent évoluer en toute sécurité, aussi bien sur route qu’en tout terrain. Pour cela, les concepteurs ont placé un différentiel à l’intérieur de chaque essieu, dans ce que ‘on appelle familièrement la “boule de pont”. L’ensemble différentiel relie l’arbre de transmission avant ou arrière aux arbres de roues. Cet organe mécanique, lubrifié par barbotage, renvoie ainsi le mouvement circulaire de l’arbre de transmission aux demi arbres de roues, selon un angle de 90°. Il permet aux roues, et c’est sa fonction la plus importante, de tourner à des vitesses différentes. Cette particularité qui rend le différentiel indispensable sur un essieu rigide permet au véhicule de tourner sans contrainte mécanique sur route. En effet, dans un virage, la roue extérieure doit parcourir plus de distance que celle située à l’intérieur de la courbe. Les roues du même essieu ne tournent plus à la même vitesse et le rôle du différentiel de pont consiste à absorber celle disparité afin de préserver les éléments mécaniques. Sans cette pièce, la transmission subirait de trop fortes contraintes et risquerait de casser au premier virage. A haute vitesse, on ne pourrait plus contrôler la direction du véhicule, qui continuerait sur sa lancée, en ligne droite.

Un différentiel se compose d’un empilage de pignons. La puissance du moteur est transmise à un pignon dit “d’attaque” par l’intermédiaire de l’arbre de transmission. Ce pignon est en prise constante avec une couronne dentée, appelé couronne hypoïde. L’ensemble de ces deux pièces, connu sous le nom de “couple conique”, renvoie le mouvement selon un angle de 90° vers les arbres de roues. A l’intérieur, un empilage de pignons coniques perpendiculaires les uns par rapport aux autres, appelé train épicycloïdal sphérique, assure l’effet différentiel. Deux pignons coniques appelés planétaires, sont solidaires des arbres de roue et deux ou quatre satellites (selon les modèles) tournent librement pour “absorber” les différences de vitesse.

Le principe de fonctionnement du différentiel est très simple. En ligne droite, la grande couronne fait tourner tous les éléments à la même vitesse et en courbe, la roue interne et son planétaire tournent moins vite alors que son homologue accélère. A ce moment, les satellites entrent en action et tournent sur leur axe, ce qui régule la variation de vitesse de rotation des planétaires. On dit que le différentiel “glisse”. Cependant, ce système montre ses limites en tout terrain. Lorsqu’une roue patine ou quitte le sol, le différentiel renvoie “bêtement” toute la puissance du moteur sur cette roue et l’essieu n’assure plus la progression du véhicule. Ainsi, pour éliminer cet effet négatif, on a inventé les blocages de différentiel qui permettent de neutraliser temporairement un différentiel de pont. Ces pièces d’adaptation ne sont pas montées d’origine sur les Land Rover.<o:p></o:p>

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