Le système de suralimentation par turbocompresseur et de refroidissement de l'air de suralimentation, grâce à l'utilisation d'une partie de l'énergie des gaz d'échappement, assure l'alimentation des cylindres du moteur en air préalablement comprimé et refroidi.
La suralimentation permet d'augmenter la densité de la charge d'air entrant dans les cylindres et, dans le même volume de travail, de brûler une plus grande quantité de carburant et d'augmenter la puissance volumétrique du moteur.
L'utilisation de moteurs suralimentés élargit les possibilités d'exploitation lors de la marche sur de longues montées, en terrain accidenté et en conditions de montagne.
Le système de suralimentation par turbocompresseur du moteur (figure 1) se compose de deux turbocompresseurs interchangeables (TKR), de collecteurs et de tubulures d'échappement et d'admission, d'un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) de type « air-air », de tuyauteries d'amenée et d'évacuation.
L'air entre dans le compresseur centrifuge du turbocompresseur depuis le filtre à air, est comprimé et refoulé sous pression dans le RAS, puis l'air refroidi entre dans le moteur.
Les turbocompresseurs sont installés sur les tubulures d'échappement, un par rangée de cylindres.
Les collecteurs et tubulures d'échappement sont fabriqués en fonte à haute résistance.
L'étanchéité des joints de gaz entre les brides de montage de la turbine des turbocompresseurs, des tubulures d'échappement et des collecteurs est assurée par des joints en acier résistant à la chaleur.
Les joints sont des pièces à usage unique et doivent être remplacés lors des démontages du système.
Le joint de gaz entre le collecteur d'échappement et la culasse est étanchéifié par un joint en feuille d'amiante-acier, bordé d'un ruban métallique plaqué.
Les collecteurs d'échappement sont réalisés monoblocs et fixés aux culasses par boulons et contre-écrous à rondelles frein.
Pour compenser les déplacements angulaires qui se produisent lors de l'échauffement, des rondelles sphériques spéciales sont installées sous les têtes des boulons de fixation du collecteur d'échappement.
Le système de suralimentation et de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur doit être étanche. Le défaut d'étanchéité du système entraîne une augmentation de la contrainte thermique des pièces, une diminution de la puissance et de la durée de vie du moteur.
En outre, le défaut d'étanchéité de la voie d'admission entraîne une usure « par poussière » du groupe cylindre-piston et une défaillance prématurée du moteur.
La lubrification des paliers des turbocompresseurs est assurée depuis le système de lubrification du moteur par des tubes en fluoroplastique avec tresse métallique.
L'évacuation de l'huile des turbocompresseurs se fait par des tubes en acier vers le carter du moteur.
Sur le moteur sont installés deux turbocompresseurs TKR 7S-6. Au lieu des turbocompresseurs TKR7S-6, peuvent être installés des turbocompresseurs S2B/7624TAE/0,76D9 de la société « Schwitzer ».
Les caractéristiques techniques des turbocompresseurs sont données dans le tableau.
Le turbocompresseur TKR 7S-6 se compose d'une turbine centripète et d'un compresseur centrifuge, reliés entre eux par un palier.
La turbine à corps à double entrée 7 (figure 3) en fonte à haute résistance transforme l'énergie des gaz d'échappement en énergie cinétique de rotation du rotor du turbocompresseur, laquelle est ensuite transformée, dans l'étage du compresseur, en travail de compression de l'air.
Le rotor du turbocompresseur se compose de la roue de turbine 9 avec l'arbre 10, de la roue de compresseur 20, du déflecteur d'huile 16 et de la douille 15, fixés sur l'arbre par l'écrou 19.
La roue de turbine est coulée en alliage réfractaire par modèles perdus et soudée à l'arbre par friction.
La roue de compresseur à aubes recourbées vers l'arrière dans le sens de rotation est réalisée en alliage d'aluminium et, après usinage, est équilibrée dynamiquement à une valeur de 0,4 g·mm.
Les tourillons de palier de l'arbre du rotor sont trempés HFC sur une profondeur de 1–1,5 mm. Après usinage, le rotor est équilibré dynamiquement à une valeur de 0,5 g·mm.
La douille, le déflecteur d'huile et la roue de compresseur sont installés sur l'arbre du rotor et serrés par l'écrou à un couple de 7,8–9,8 N·m (0,8–1,0 kgf·m).
Après assemblage, le rotor n'est pas équilibré à nouveau ; on vérifie seulement le battement radial des tourillons de l'arbre.
Lorsque la valeur du battement radial ne dépasse pas 0,03 mm, des marques sont appliquées sur les pièces du rotor dans un même plan et le rotor est admis à l'assemblage du turbocompresseur.
Lors de l'installation du rotor dans le corps de paliers, il est nécessaire de faire coïncider les marques sur les pièces du rotor.
Le rotor tourne dans des paliers 5, qui sont des douilles flottantes tournantes.
Les déplacements axiaux du rotor sont limités par le palier de butée 4, coincé entre le corps de paliers 3 et le couvercle 2. Les paliers sont réalisés en bronze.
Le corps de paliers du turbocompresseur, afin de réduire la transmission de chaleur de la turbine au compresseur, est réalisé en deux parties : un corps en fonte et un couvercle en alliage d'aluminium.
Pour réduire la transmission de chaleur entre le corps de turbine et le corps de paliers, un écran 11 en acier résistant à la chaleur est installé.
Dans le corps de paliers est installé un écran pare-huile 14, qui, avec les bagues élastiques fendues 8, empêche la fuite d'huile de la cavité du corps.
Pour éliminer les fuites d'air dans le raccordement « corps du compresseur — corps de paliers », une bague d'étanchéité en caoutchouc 21 est installée.
Les corps de turbine et de compresseur sont fixés au corps de paliers au moyen des boulons 13, 18 et des platines 12, 17. Cette construction permet d'installer les corps sous n'importe quel angle l'un par rapport à l'autre, ce qui facilite l'installation du TKR sur le moteur.
L'entretien du système de suralimentation par turbocompresseur et de refroidissement de l'air de suralimentation au cours de l'exploitation du moteur consiste, par examen extérieur, à vérifier l'étanchéité de la voie de gaz d'échappement et de l'amenée d'air au moteur.
On vérifie périodiquement la fiabilité de la fixation des pièces et des ensembles desdits systèmes, et si nécessaire on effectue le resserrage des boulons, des écrous de fixation et des colliers.
Le fonctionnement du turbocompresseur exerce une influence essentielle sur les paramètres et la capacité de travail du moteur. Une défaillance du turbocompresseur peut entraîner la panne du moteur.
Bien que les turbocompresseurs ne nécessitent pas de réglages en exploitation, il est nécessaire d'appliquer systématiquement les règles d'entretien du moteur établies par le fabricant et de contrôler périodiquement à l'oreille le fonctionnement des turbocompresseurs.
Lors du TO-2, il est nécessaire de vérifier la facilité de rotation des rotors des turbocompresseurs. Pour ce faire, il faut démonter le tuyau de réception du système d'échappement.
Ensuite, vérifier à la main comment tourne le rotor dans ses positions axiales et radiales extrêmes.
Le rotor doit tourner facilement, sans grippage ni contact avec les pièces fixes du turbocompresseur.
Les paliers du turbocompresseur sont très sensibles à la quantité et à la propreté de l'huile ; c'est pourquoi les conditions nécessaires au fonctionnement normal du palier sont le remplacement en temps voulu de l'huile et des éléments filtrants du filtre à huile du moteur, ainsi que l'utilisation des marques d'huiles recommandées par le fabricant.
Lors de l'entretien saisonnier, il est recommandé de démonter les turbocompresseurs du moteur une fois tous les deux ans pour nettoyer le compresseur centrifuge. Il est judicieux de démonter l'ensemble avec le collecteur d'échappement.
Le nettoyage du compresseur centrifuge doit être effectué dans l'ordre suivant :
- apposer des repères de concordance sur les surfaces d'extrémité du corps du compresseur et du couvercle ;
- dévisser les boulons de fixation du corps du compresseur ;
- par de légers coups de marteau sur les bossages, déposer le corps du compresseur ;
- examiner la bague d'étanchéité en caoutchouc dans la rainure du couvercle. En cas de défauts (entailles, perte d'élasticité), remplacer la bague d'étanchéité ;
- examiner les aubes de la roue de compresseur. En cas de traces de contact avec le corps du compresseur, de déformation des aubes ou de leur destruction, le turbocompresseur doit être réparé dans une entreprise spécialisée ou remplacé ;
- laver la cavité intérieure du corps du compresseur, la surface du couvercle avec un chiffon imbibé de gazole. Lors du nettoyage de la roue de compresseur, il est recommandé de nettoyer les surfaces entre les aubes avec une brosse à poils en utilisant du gazole ;
- vérifier la facilité de rotation du rotor ; un grippage du rotor n'est pas admis ;
- avant l'assemblage, il est nécessaire de lubrifier la bague d'étanchéité avec de l'huile moteur, de faire coïncider les repères, d'installer le corps du compresseur sur le disque du couvercle, de serrer les boulons à la clé dynamométrique.
Vérifier encore une fois la facilité de rotation du rotor. Dans les positions axiales et radiales extrêmes, les roues du rotor ne doivent pas entrer en contact avec les pièces de corps.
Étant donné que le rotor du turbocompresseur est équilibré avec une grande précision, le démontage complet, la réparation et l'entretien des ensembles de suralimentation doivent être effectués dans des entreprises spécialisées disposant de l'équipement, des outils, des accessoires, des appareils et du personnel qualifié nécessaires.
Lors de l'entretien saisonnier, il est nécessaire de vidanger le condensat accumulé dans le RAS.
