wastegate

Une wastegate est une soupape de dérivation intégrée ou montée sur un turbocompresseur qui détourne une partie des gaz d'échappement chauds de la roue de la turbine. En évacuant les gaz d'échappement directement dans l'atmosphère ou en les renvoyant au système d'échappement en aval du turbo, elle empêche une vitesse de rotation excessive et maintient la pression du collecteur d'admission dans des limites sûres. Sans elle, un moteur turbocompressé à plein régime accumulerait une pression de suralimentation incontrôlée, provoquant la détonation du mélange air-carburant et détruisant les pistons et les paliers.

La soupape s'ouvre généralement lorsque la tension du ressort est vaincue par le signal de pression du collecteur d'admission. La plupart des wastegates utilisent une conception à clapet ou à papillon avec un actionneur à ressort. La précharge du ressort détermine la pression seuil, généralement réglée entre 0,5 et 1,5 bar au-dessus de la pression atmosphérique sur les moteurs de série. À mesure que la suralimentation augmente, la pression agissant sur un diaphragme décolle le clapet, ouvrant un passage dans la volute du turbo. Plus la soupape s'ouvre, moins l'énergie des gaz d'échappement entraîne la turbine, et la suralimentation se stabilise.

Problèmes courants et réglage

Les wastegates internes, moulées dans le carter du turbo, offrent un encombrement compact mais une ajustabilité limitée. Les wastegates externes, montées séparément et raccordées à la sortie de la turbine, permettent le remplacement des ressorts ou un contrôle électronique pour une gestion plus fine de la suralimentation. Des wastegates bloquées ou fuyantes provoquent un « boost creep », où la pression dépasse le point de consigne, ou une perte de suralimentation, où la pression reste trop basse. Les dépôts de carbone, l'usure des paliers permettant la déflexion de l'arbre et le relâchement des ressorts sont des modes de défaillance typiques après un fonctionnement prolongé à haute suralimentation.

Sur les moteurs modifiés, les préparateurs améliorent souvent les ressorts de wastegate ou installent des électrovannes programmables pour modifier les courbes de suralimentation dans différentes conditions de conduite. Un taux de ressort plus faible abaisse le seuil d'ouverture, utile pour éviter la détonation avec un carburant de qualité inférieure ou dans les climats chauds. Inversement, des ressorts plus rigides permettent une suralimentation maximale plus élevée sur les moteurs dotés d'éléments internes robustes et d'un carburant de qualité. Les applications de course emploient parfois des wastegates doubles pour une réponse plus rapide ou des soupapes plus grandes pour laisser passer un plus grand volume d'échappement sans restreindre la turbine à charge partielle.

Le terme reflète sa fonction : c'est littéralement une vanne qui gaspille l'énergie des gaz d'échappement plutôt que de la diriger entièrement à travers la turbine. Sur les moteurs sans contrôle de suralimentation, l'autorité de la wastegate est l'une des rares limites empêchant une accélération incontrôlée et une défaillance mécanique. Un dimensionnement et un réglage appropriés équilibrent la puissance de sortie avec la durabilité et la maniabilité.