Ce que vous devez savoir sur les turbocompresseurs. Maintenance et sensibilisation pour optimiser la durée de vie et la disponibilité et éviter les pannes coûteuses.
– Jean-Marc (JM) Labelle, technicien de maintenance
Les turbocompresseurs existent depuis de nombreuses années et sont devenus une référence dans le secteur puisque présents sur la plupart des engins forestiers. La quantité d’échappement sur le côté « chaud » du moteur contrôle la vitesse de la turbine à gaz d’échappement turbo. Lorsque la vitesse augmente, une plus grande quantité d’air est introduite dans le moteur et plus de puissance est produite. Un arbre en acier relie mécaniquement la turbine à la roue du compresseur et contrôle efficacement le volume d’air entrant dans le côté « froid » du moteur. Les vitesses du turbocompresseur peuvent largement dépasser les 100 000 tr/min. Ces vitesses de rotation plus rapides laissent peu de place à l’erreur. Les pratiques d’entretien et d’exploitation appropriées peuvent prévenir les dommages ou l’usure prématurée.
Tout comme il est difficile de respirer en portant un masque antipoussière bouché, un turbocompresseur dépend également de la propreté du système d’admission d’air pour fonctionner efficacement. La filtration de l’air est la première ligne de défense du turbo contre l’air atmosphérique pollué, car elle empêche les contaminants d’entrer en contact direct avec l’entrée du compresseur. L’air extérieur pénètre dans le préfiltre puis circule à travers l’élément filtrant primaire (externe). Ensuite il passe à travers le filtre de sécurité (intérieur) et enfin vers l’entrée du turbo. Pour que ce système fonctionne efficacement, toute accumulation de débris autour du préfiltre, comme les branches, la neige, la saleté, la boue ou les feuilles, doit être enlevée au moins toutes les huit heures et plus souvent si le travail est réalisé dans des conditions difficiles. Cela aidera à maintenir la pression du vide turbo dans les limites et à réduire la contrainte longitudinale sur l’arbre à des vitesses élevées, tout en préservant la durée de vie des joints et des pièces internes du turbo. Un filtre bouché entraînera une augmentation de la vitesse du turbo à cause de l’absence de charge sur le compresseur, ce qui peut provoquer la défaillance du turbo.
Il est DÉCONSEILLÉ de NETTOYER le filtre.
La qualité de nettoyage, quel que soit son type, est équivalente aux méthodes, outils et inspections utilisés dans le processus, et aux personnes qui les mettent en œuvre.
L’élément du filtre à air ne doit être remplacé que lorsque cela est signalé par l’indicateur de colmatage du filtre, par opposition à un remplacement proactif. Un entretien excessif peut rendre le système moins efficace, car il repose sur une certaine accumulation de poussière dans le filtre pour maximiser les capacités de filtration. Il est déconseillé de nettoyer le filtre. Cela implique un risque de transfert des contaminants vers le côté propre du filtre et de dommages entraînés par l’air comprimé à haute pression. La qualité de nettoyage, quel que soit son type, est équivalente aux méthodes, outils et inspections utilisés dans le processus, et aux personnes qui les mettent en œuvre. L’élément secondaire (de sécurité) ne doit jamais être nettoyé, seulement remplacé.
Si vous décidez de nettoyer le filtre, effectuez d’abord une inspection visuelle. Si vous constatez des dommages sur le corps de filtre, les joints ou les plaques d’extrémité, le filtre doit être jeté. Il faut toujours nettoyer le filtre dans un environnement propre et le reconstituer immédiatement après le processus de nettoyage. Limitez le nettoyage à un maximum de trois intervalles et référez-vous toujours aux pratiques de nettoyage recommandées par le fabricant du filtre pour exécuter la tâche en toute sécurité. Points essentiels à retenir :
La procédure de remplacement du filtre doit être brève afin d’éviter que des contaminants ne pénètrent dans le système d’admission. Un chiffon propre peut être utilisé de manière provisoire pour bloquer l’orifice d’admission, mais il faut absolument qu’il soit retiré avant le remontage. Les particules de poussière, de sable et de saleté les plus fines peuvent avoir un impact important sur le turbo, provoquant des piqûres, des entailles ou même une rupture totale des ailettes des roues du compresseur, ce qui pourrait entraîner une panne catastrophique. L’équilibre des turbos est délicat. La moindre fissure au niveau de l’assemblage peut déséquilibrer le système et accélérer l’apparition de pannes.
Il est important de bien s’échauffer avant de faire de l’exercice et il est normal de rechercher un coin à l’ombre avec un bon verre d’eau froide après avoir couru par temps chaud. C’est tout aussi vrai pour votre machine. L’huile doit être chauffée avant d’utiliser la machine et le turbo doit pouvoir refroidir avant de s’éteindre. Une lubrification appropriée est essentielle pour refroidir le turbo. N’oubliez pas qu’il peut dépasser les 100 000 tr/min. Si vous arrêtez le moteur juste après avoir forcé la machine, le débit d’huile de lubrification de la pompe sera interrompu alors que le turbo tournera encore à grande vitesse pendant plusieurs minutes. Il n’y a aucun moyen d’éliminer rapidement la chaleur sans huile. Cela peut provoquer une usure prématurée de l’arbre, des roulements et des joints et raccourcir la durée de vie du turbo. La même chose peut arriver en ne laissant pas assez de temps pour que l’huile chauffe au démarrage. L’huile froide se déplace plus lentement, entraînant une lubrification inadéquate du roulement.
Comme mentionné plus haut, des procédures de maintenance appropriées aideront à prolonger la durée de vie du turbo. Les tolérances au niveau des parties en mouvement du turbo sont très petites et dépendent de la bonne qualité de l’huile pour faire que toutes les pièces fonctionnent parfaitement. Rappelez-vous toujours de remplacer l’huile aux intervalles d’entretien recommandés ou même plus tôt s’il y a un risque de contamination. L’huile de moteur sale peut rapidement réduire la durée de vie car elle marque de manière permanente les roulements et l’arbre. Ces imperfections au niveau de la surface du matériau permettent alors à d’autres contaminants de se déposer, ce qui accélère l’usure des pièces. Une surface rugueuse limite également le débit d’huile et sa capacité à évacuer la chaleur.
Pendant le processus de combustion du moteur, des vapeurs de combustion (gaz de fuite ou « blow-by ») s’échappent par les segments de piston dans le carter du moteur et se mélangent aux vapeurs d’huile. Pour éviter une surpression dans le carter, ces vapeurs sont filtrées de l’huile et renvoyées au tuyau d’admission turbo, tout en renvoyant l’huile condensée dans le carter.
Sur les moteurs FPT de 6,7 et 4,5 litres, le filtre supérieur CCV est situé directement au-dessus du boîtier du volant moteur et est spécifiquement conçu pour s’adapter au moteur. C’est pourquoi seuls les filtres de marque TCI doivent être utilisés. Un filtre qui a la même apparence ne signifie pas forcément que c’est le même. Les filtres CCV ont un matériau de séparation d’huile spécifique pour contrôler les gaz de fuite et ont été conçus et fabriqués spécifiquement pour une application avec les matériaux exclusifs de la marque et pour fonctionner en harmonie avec le reste du système. Les filtres dont les spécifications ne sont pas adaptées aux applications peuvent avoir un impact négatif sur la performance générale. Celui-ci peut se traduire par le débit de gaz de fuite, des pressions dans le carter, la porosité du filtre et une durée de vie réduite.
Il est normal de voir de l’huile sur le turbo : les vapeurs de combustion dirigées vers l’admission peuvent être mélangées avec de l’huile résiduelle qui brûle habituellement pendant la combustion du moteur. Une partie de cette huile peut se déposer dans la conduite juste avant l’entrée du turbo et il est donc normal de voir de petites quantités d’huile. Ce dont il faut se rappeler c’est de remplacer le filtre CCV aux intervalles d’entretien recommandés par un filtre de marque TCI. Ce filtre souvent oublié joue un rôle très important. Un mauvais entretien de ce composant peut entraîner une saturation du filtre et permettre à l’huile de s’accumuler à l’entrée et à la sortie du turbocompresseur. Cela réduit les performances du moteur et augmente la pression de suralimentation en raison de la contrainte sur la roue du compresseur provoquée par la cokéfaction et peut avoir un effet négatif sur les composants en aval de l’échappement turbo. Laissé trop longtemps, il peut entraîner une panne du turbo ou même du moteur.
Tout comme la surveillance du carburant, celle du régime moteur et des jauges d’huile doit être un réflexe lors de la conduite de votre véhicule. Garder un œil sur la pression de suralimentation de la machine peut aider à détecter les problèmes à une étape précoce. Si la pression de suralimentation semble faible ou tombe soudainement, l’opérateur doit être proactif et l’ajuster/enquêter en conséquence. Le turbo, facilement accessible et fixé à l’aide de seulement quatre boulons, est souvent remplacé prématurément en cas de basse pression de suralimentation. Certains facteurs à examiner et à prendre en compte au préalable sont les raccords d’air de suralimentation desserrés ou usés, les filtres à air limités, les préfiltres bloqués, les filtres CCV saturés et les joints usés entre le turbo et le collecteur d’admission/échappement.
En cas de rupture de l’arbre ou de la roue du compresseur, la pression de suralimentation du turbo baisse considérablement. À ce moment, l’arrêt immédiat du moteur est crucial, car le maintien du fonctionnement peut permettre à une grande quantité d’huile d’atteindre l’admission du moteur et d’entrer dans les chambres du vérin. La quantité importante de puissance générée par le mélange d’huile, de carburant et d’air pendant le processus de combustion peut causer des dégâts importants et risque de tordre les bielles ce qui entraîne le remplacement du moteur. L’huile peut également contaminer les catalyseurs d’échappement, entraînant des réparations importantes.
L’éducation est la clé de la réussite. Assurez-vous que tous les membres de l’équipe connaissent le mode de fonctionnement du système et les raisons de celui-ci. Cela peut influencer de manière positive l’équipe et l’encourager à utiliser les meilleures pratiques d’exploitation, à effectuer les bonnes procédures de maintenance aux intervalles requis et à avoir conscience des problèmes potentiels. Cela contribuera grandement à garder le moteur et le système turbo fonctionnant parfaitement.