Explications sur la panne de Toysahara ( Palier de turbo )

[PHIL7B]

Bonjour,

J'ai posté ce sujet sur un autre forum, mais comme il me semble intéressant vous allez trouver, à suivre une tentative d'autopsie d'une panne. Les remarques et les avis divers sont bien évidemment les bienvenus

Lors d'un raid récent, Pierre Alias Toysahara a subi, au Maroc, une panne sur son HDJ80 qui sans être courante est intéressante à plus d'un titre car elle met en évidence, l'effet domino, mais aussi car elle me pose certaines interrogations où j'aimerais bien avoir d'autres avis...
@Pierre : Comme pour certaines constatations, je n'étais pas présent, merci de corriger si je dis une bétise

1° Les symptômes et le vécu :

Notre ami roulait tranquillement sur une route à double sens au Maroc, donc à une vitesse modérée, d'un seul coup le véhicule s'est mis à énormément fumer.
Pierre à coupé le contact, mais le moteur s'est emballé.
Pierre a passé une vitesse et calé le moteur car c'était la seule solution pour calmer ce moteur qui sans ça aurait explosé


2° L'explication de la Panne

Les Paliers du turbo ont lachés laissant passer de l'huile qui s'est donc retrouvée injectée dans l'admission.
Comme l'huile est un hydro-carbure ( juste un peu plus lourd que le GO ), elle brule parfaitement dans la chambre de combustion, et crée ainsi un emballement du moteur.
Plus le moteur tourne vite plus il passe de l'huile dans l'admission, et plus il passe de l'huile dans l'admission plus le moteur tourne vite

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Si on ne le freine pas très vite c'est la destruction assurée pour le moteur.



3° Principe du fonctionnement d'un turbo

Le turbocompresseur comprime l'air extérieur et l'injecte à haute pression dans le moteur. Comme on peut le voir sur le schéma les deux turbines tournent en parallèle sur un même axe. Celle du haut tel une éolienne est propulsée par les gaz d'échappements, elle imprime à son homologue un mouvement similaire pouvant atteindre les 150.000 tours/min

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Un turbo est composé de 2 turbines dites froide côté admission et chaude côté échappement, l'axe qui les lie tourne sur des paliers qui ont un léger jeu.

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Ce petit interstice est comblé par de l'huile provenant sous pression du bloc moteur, ce procédé a 2 intérêts : La lubrification du palier, et la tenue de l'axe parfaitement au centre, limitant ainsi les frottements.

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C'est pour ça qu'il ne faut jamais couper un moteur en charge, car la pression d'huile baisse alors que le turbo est en pleine vitesse ce qui induit une usure très prématurée des paliers.

[PHIL7B]

4° Causes possible de la panne

Pourquoi les paliers d'un turbo lachent ?

Le plus courant c'est surement l'usure, qui fait que le jeu est trop important et le palier finit par se detruire, c'est en général progressif, de plus le turbo de notre ami arrivait juste d'une réfection complète donc ce n'est pas l'explication

Le défaut d'équilibrage peut provoquer ce type de panne, mais il n'aurait pas fait tous ces kilomètres avant la casse donc ça ne semble pas être l'explication la plus logique

Le sur-régime du turbo peut aussi être une cause, mais le démontage a montré que la wastegate était en état

La seule explication qui reste est une surchauffe ayant fait fondre les joints et les paliers

Théoriquement l'huile sert aussi à refroidir les paliers, en plus de lubrifier et de servir de coussin, mais au delà d'une température qui dépend de la qualité de l'huile, elle perd toutes ces qualités
Le turbo est essentiellement refroidit par le liquide de refroidissement du moteur mais ce n'est pas toujours suffisant.

Le 80 de pierre est doté d'une came LDA modifiée, donc d'un débit de carburant augmenté, de plus son turbo était doté d'une wastegate réglable ( ce n'est pas un montage d'origine ), enfin il a un échappement latéral en diamètre 76...

Circonstance aggravante, il n'est pas doté d'un intercooler

Quand on a ennoncé toutes ces circonstances on peut en déduire ce qu'il s'est passé, et surtout ce qu'il ne faut pas faire.

Pierre voulait nous rejoindre et a roulé non stop, mais son 80 aurait du tenir sans soucis

Le turbo CT26 ne tolère pas une pression supérieure à 900grs, tout du moins pas en permanence, de plus le mélange très riche et l'absence de contre pression a contribué à générer des gazs d'échappement très chauds surement proche de 1000°c
Cette température doublée de la vitesse de rotation importante du turbo a provoqué la rupture des paliers
Dans son malheur, notre ami a tout de même eu beaucoup de chance, car l'axe des turbines s'est décalé et la turbine côté admission s'est encastrée gentiment dans le carter aluminium , sans se briser en morceaux

Si des morceaux importants de la turbine étaient rentrés dans l'admission les dégâts auraient été nettement plus importants, et il aurait été difficile de remettre son véhicule en route
Ce type de panne met en évidence en plus du refroidissement, l'efficacité d'un intercooler qui empêche les morceaux du turbo de détruire le moteur

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Cette panne a provoquée d'autres dégâts ...

[PHIL7B]

En effet l'explication la plus logique c'est une température d'huile trop élevée, pour savoir si c'est d'abord le palier ou les joints qui ont lachés, mis à part une boule de cristal c'est pô simple à déterminer

Une chose est certaine c'est que c'est l'étanchéité du palier côté froid qui a perdu le plus d'huile, l'emballement du moteur le confirme, ainsi que le T-shirt et le visage d'un des participants .

5° Pourquoi cette panne ? et ce qui aurait du être fait :

Comme certains d'entre vous l'ont précisé, faire une préparation moteur est quelque chose de compliqué et qui se doit d'être menée en totalité.

Dans le cas présent on a beaucoup de débit, une grosse pression et rien pour refoidir tout ça donc ça chauffe et ça casse.

Jojo le Nantais, a récemment eu a subir une panne dont la cause est similaire, mais dont le résultat était totalement différent.
En effet dans son cas la surchauffe de la chambre de combustion a même provoqué la rupture d'une jupe de piston.

Dans le coup il a même été bon pour le remplacement du moteur


Je suis à chaque fois effaré par ces gens qui se disent préparateur, alors qu'ils règlent à l'arrache en livrant un moteur qui est préparé en dépit du bon sens.

On ne le dira jamais assez, au delà de 900grs les turbo CT26 des HDJ80 chauffent énormément dans le coup l'air étant tellement chaud, en plus de risquer la casse ils perdent de leur efficacité

Donc si on veut dépasser cette valeur il faut soit monter un turbo hybride, soit un véritable garett T4, le mieux étant d'en mettre un sur segments spéciaux ( comme celui d'Alex11 ), ou sur roulements comme le mien.

Comme l'a très justement dit Totonono la présence d'un IC permet de baisser la température de l'air injecté, et ainsi d'augmenter la quantité de mollécules O2 et donc le rendement du moteur tout en baissant sa température de gazs.

Donc la mise en place d'un IC est important pour ne pas dire indispensable, la règle concernant son volume est de mettre le double de la cylindrée soit 8l4 pour un 80
En fait c'est plus la surface d'échange ainsi que le rendement de l'interco qui sont importants

Ensuite le réglage de la pompe d'injection doit être fait par quelqu'un qui sait ce qu'il fait, et de façon progressive, mettre du débit sans aucune mesures ou essais, c'est assurément provoquer de gros dégâts.

Enfin et c'est surement le plus important une préparation moteur doit mettre à la disposition du metteur au point, mais aussi du pilote, des moyens de savoir ce qu'il se passe.
La pression de turbo ainsi que la température des gaz d'échappement ( EGT Exhaust Gas Température) sont indispensable car ces manos permettent de vérifier que l'on ne dépasse pas les valeurs que l'on a établie comme étant un maximum.
Un mano de température d'huile peut aussi être une mesure intéressante.

Les mesures que j'ai pu faire jusqu'à maintenant me laissent à penser qu'il ne faut pas dépasser 1,7 bars dans l'admission et 800°C de t° EGT ( mesure faite sur la downpipe donc après le turbo ) pour les moteurs de 80 en 12s .

La mise en place de moyens de refroidissement de l'huile sont surement une excellente chose. Plus que le radiateur d'huile, je pense que le carter qui rajoute 3 l d'huile, et qui est muni d'ailettes de refroidissement est une solution intéressante et qui ne peut pas nuire à la fiabilité

Pour ceux qui pensent que la pression de turbo est importante à 1,7 Bars, en fait toutes les mesures que j'ai faites jusqu'à maintenant montrent que la t° EGT est plus basse à 1,7B que à 1,4B à débit de pompe équivalent. Par contre on ne sent pas de changements au niveau de la puissance

Revenons à notre ami Pierre, grace à la compétence de Monsieur Chateau, nous avons shunté l'alimentation en huile du turbo, et mis l'admission en direct en démontant la pipe. Le 80 de Pierre s'est donc retrouvé en atmo, avec peu de puissance, mais suffisament pour pouvoir rejoindre Errachidia

Sur tout le trajet son 80 perdait beaucoup d'huile au niveau de la poulie Damper ce qui nous faisait nous interroger sur la cause de cette fuite ....
C'est là où intervient l'effet domino

[PHIL7B]

6° Pourquoi la fuite de la poulie Damper est une suite de la première Panne ? :

Tout d'abord il est intéressant de se poser la question de ce qu'est une poulie Damper

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Le schéma ci-dessus n'est là que pour le principe, ce n'est pas un moteur de 80

Comme on le voit la poulie damper s'emmanche sur le vilebrequin, est tenue en rotation par une clavette et est plaquée par un boulon de grosses dimensions et à pas fin qui vient se visser dans le vilebrequin.

Sa fonction consiste à amortir les vibrations associées aux torsions du vilebrequin en filtrant les vibrations de basse fréquence induites notamment par les moteurs diesel.

Cette poulie est en fait en 3 partie. Une partie centrale, fixée au moteur et entraînée par ce dernier.
Autour on trouve une partie caoutchouc.
Autour de cette partie caoutchouc, on trouve la couronne, qui comporte les gorges nécessaire à l'entrainement des courroies.

Pour en revenir à notre ami Pierre, comme on l'a évoqué, son moteur a subit un sur-régime important je pense qu'il est monté à des valeurs nettement nettement supérieures au 4500 trs/min

Lors du démontage le mécano Marocain de Errachidia a constaté que la poulié était cassée, de plus il ne parvenaient pas à extraire le boulon qui la tient.

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Cette photo n'est pas celle de Pierre ! mais les dégâts étaient semblables

De plus on a pu constater que le logement de la clavette avait été maté et faisait pratiquement le double de sa valeur originale



7° Hypothèse sur les évènements :

Après avoir pas mal cogité, l'explication qui parait la plus logique est la suivante :

a) le moteur fait un sur-régime important

b) Le boulon qui plaque la poulie damper est insuffisamment serré ou pour le moins non monté au frein filet comme préconisé par Toyota

c) Le boulon se desserre légèrement entrainé par l'accélération terrible du moteur et les vibrations de la poulie

d) Plus le boulon se desserre plus la poulie vibre, plus la poulie vibre plus le boulon se desserre

e) La poulie pousse le boulon de droite et de gauche à tel point que le filet du boulon et du vilebrequin se matent mutuellement

f) La poulie bouge tellement que la jupe de l'axe se rompt

Encore une fois, chance dans la malchance, le morceau reste en place, et ne détruit pas totalement le joint à lèvre qui se trouve autour de la poulie

Je ne suis pas sûr à 100% de cette explication, mais si elle est juste, ça implique que le remontage de ce moteur n'a pas été fait dans les règles de l'art.

Compte tenu de ce qu'on a pu voir de la préparation de ce moteur, ça ne ferait que confirmer l'incompétence de l'intervenant

[HJ61alex]

c'est pas un post ca, c'est un techno dossier!
si je trouvais le smiley qui applaudit tu en aurais plusieurs...
la sonde EGT sera dans mes prochains achats je pense...
j'ai tout lu et presque tout compris ce qui montre ton talent de pédagogue
un post dédié au shuntage de turbo serait le bien venu non

[mathfra]

Ouffffff, j'ai tout lu, et moi aussi, j'ai tout compris (ou presque).
comme tu dis, alex, c'est un bon prof de mécanique, le père Phil.

Très intéressant, ces explications. c'est vrai qu'une bonne démo sur le shunt du turbo, ca peut servir. tout en souhaitant qu'on n'ai pas besoin de le faire.

Merci Phil pour cet exposé.

A +

[morocan]

bravo tres bel exposé Digne d'un prof de mécanique

[louri]

Bonjour, et bravo pour ces explications sophistiquées.
Question : peut-on assimiler tout simplement ce sur-régime, à une sur-alimentation QUALITATIVE, c'est à dire identique par exemple à l'addition d'éther dans l'essence dans les voitures de compétition, quitte à tuer le moteur en une seule course ?
L'huile moteur très chaude apporte peut-être qualitativement plus d' "hydrocarbures" que le diesel (chaîne carbonée plus longue = plus de carbone sous un même volume).
Argument : malgré une fumée très noire (donc plein de carbone imbrûlé), il y a quand même création de sur-puissance.
Merci d'avance au(x) pro(s)-de-la-chose pour leur avis.
Cordialement

[El Tochota]

A noter que l'egt n'est pas liée à la pression turbo mais surtout à la quantité de go. Une côte en sous-régime (pour les aficionados du couple à 1000tr ) pédale à fond le montre bien: beaucoup de go, peu de tours minute donc peu de travail du coté turbo et une egt qui monte au-delà de la "normale". Rentrer un rapport augmente les tours, accélère le turbo qui envoie plus d'air et l'egt redescend. (principe à utiliser également en cas de surchauffe dans de longues distances de sable très mou par exemple où il vaut mieux mouliner à 4000 en courtes qu'à 2000 en longues...)
Mais impossible de visualiser la chose si on n'a que la bip et le couteau comme outils de surveillance !

Je découvre l'univers du 80 et certaines "étrangetées" concernant les prépas, notamment le nb de bahuts apparemment boostés ( facile: plus ça fume, plus il y a du go ) sans intercooler et sans controle egt. Egalement des montages interco en façade avec de tels noeuds de spaghettis dans les durites que les pertes en charges doivent être à ce point phénoménales que l'interco ne doit plus servir à grand chose ( faut compenser ailleurs et hop, go et pression ++ ) . Quand, de plus, on voit les tarifs des accessoires liés à ces prépas, je me dis qu'un paquet de mécanos doivent passer plus de temps sur les logiciels de compta qu'à coté de leurs clients.

C'est aussi là que la qualité de l'huile intervient; pour la bonne lubrification turbo plus que pour les cylindres.

Ce ne sont que mes petites réflexions .Bien ce dossier !

[HJ61alex]

(principe à utiliser également en cas de surchauffe dans de longues distances de sable très mou par exemple où il vaut mieux mouliner à 4000 en courtes qu'à 2000 en longues...)

je n'ai jamais poussé à 4000trs depuis 5 ans que je l'ai, ca me fait déjà mal aux trippes à 3000, va etre encrassé mon pépère?
interessant ta réflexion sur l'EGT à bas régime