Wastegate ou soupape de décharge : qu'est-ce que c'est et pourquoi ont-elles suscité autant de polémiques en F1 ?

Dans le monde passionnant de l’automobile, et plus particulièrement du sport automobile, chaque composant joue un rôle crucial dans les performances et l’efficacité d’un véhicule. L’une de ces composantes, souvent sous-estimée mais d’une importance vitale, est la vanne de décharge, également connue sous le nom de wastegate.

Joue un rôle crucial dans moteurs turbocompressés, et en Formule 1 Elle a suscité de nombreuses polémiques par le passé, notamment dans les moteurs Ferrari, à cause de la fumée qui s'échappait de cette pièce ou encore de l'huile qui était jetée... Nous vous dévoilerons ici tous les secrets.

Qu'est-ce que la wastegate ou la vanne de décharge ?

La soupape de décharge, ou wastegate, C'est un composant essentiel du système de suralimentation d'un moteur. Sa fonction principale est de contrôler et de limiter la pression de suralimentation, en détournant une partie des gaz d'échappement directement vers le pot d'échappement et en les empêchant de traverser la turbine. De cette manière, la pression ne peut pas dépasser la limite maximale établie, protégeant ainsi le turbocompresseur et le moteur d'éventuels dommages. En bref, la wastegate agit comme un gardien, garantissant que la pression de suralimentation est toujours maintenue dans des paramètres sûrs et optimaux pour le fonctionnement du moteur.

De plus, il est important de mentionner qu’il existe deux principaux types de vannes de décharge : interne et externe. Les wastegates internes sont intégrées dans le boîtier du turbocompresseur, tandis que les wastegates externes sont des unités indépendantes installées entre le collecteur d'échappement et la turbine. Chaque type a ses propres avantages et inconvénients, et le choix entre l’un ou l’autre dépendra des besoins spécifiques de chaque moteur et de son application.

Enfin, il est crucial de réaliser une maintenance adéquate de la wastegate pour garantir son bon fonctionnement. Une défaillance de cette soupape peut entraîner une pression de suralimentation excessive ou insuffisante, ce qui peut entraîner de mauvaises performances du moteur, voire de graves dommages. Il est donc essentiel de vérifier régulièrement la wastegate et de la remplacer si nécessaire pour maintenir des performances optimales du moteur.

Comment fonctionne la wastegate ?

La soupape de décharge, ou wastegate, est un mécanisme composé de trois éléments clés: le diaphragme, le ressort et la valve elle-même. Ce dispositif est stratégiquement situé juste avant la roue de turbine.

Ce composant, malgré son apparente simplicité, Il a une fonction vitale et complexe basée sur la gestion de la pression. Le tube relié à la chambre est directement lié à la pression générée par la roue de turbo compression. Lorsque la pression d'admission reçue par le diaphragme dépasse celle du ressort, la wastegate s'ouvre. Cela permet aux gaz d'échappement de sortir sans passer par la roue de turbine, ce qui réduit les tours par minute et par conséquent diminue la pression à l'intérieur du turbocompresseur.

En termes plus simples, cette soupape de décharge redirige les gaz pour les empêcher de traverser la turbine, ce qui aide à maintenir une suralimentation adéquate. Ce bypass régule la vitesse de la turbine en synchronisation avec la vitesse développée par le compresseur.

Il y a des moments pendant la conduite où le véhicule n'a pas besoin de toute la puissance générée par le turbocompresseur. Dans ces cas, le conducteur lève le pied de l'accélérateur, arrêtant ainsi le flux d'air nécessaire à la combustion. La soupape de décharge entre alors en action, libérant une pression d'air excessive et protégeant ainsi le système.

Types de vannes

Ils peuvent être classés en fonction de la manière dont ils gèrent l’excès d’air. Il en existe deux types principaux :

• Soupapes de décharge: Également connues sous le nom de vannes de décharge atmosphérique, elles libèrent les gaz en excès directement vers le milieu extérieur. Ce processus génère un son caractéristique de souffle ou de sifflement qui peut être entendu lorsque le conducteur relâche le pied de l'accélérateur.
• Soupapes de décharge de dérivation : ou les vannes de recirculation, ont une fonction différente. Au lieu de libérer l’excès d’air dans l’atmosphère, ils le redirigent vers le système d’admission, juste avant l’entrée du turbo. Cet air sera ensuite pressurisé et injecté dans le moteur. Ce processus est effectué au point où le débitmètre mesure la quantité exacte d'air qui pénètre réellement dans le système, garantissant ainsi un mélange optimal de carburant et d'air.

Il est important de noter que le choix entre une soupape de décharge de soufflage et une soupape de décharge de dérivation dépendra du besoins spécifiques de chaque moteur et son application. Chaque type a ses propres avantages et inconvénients, et le bon choix peut avoir un impact significatif sur les performances et l’efficacité du moteur.

Wastegate en F1

Avec l'introduction des moteurs V6 hybrides en Formule 1, la Fédération Internationale de l'Automobile (FIA) a mis en œuvre en 2016 une règle exigeant le placement de moteurs VXNUMX hybrides en Formule XNUMX. un ou deux tuyaux d'échappement à la sortie de la vanne de décharge, ou wastegate, pour améliorer le bruit des voitures. Même si tel était leur objectif initial, ils furent bientôt utilisés à d’autres fins.

Ce règlement a ouvert la porte aux équipes pour explorer avantages possibles en termes de performances. Renault et Ferrari ont été les plus proactifs à cet égard, réalisant plusieurs expérimentations. Renault a ajusté l'orientation des échappements pour bénéficier du flux d'air vers l'aile arrière, tandis que Ferrari a testé un système avec deux tuyaux d'échappement qui s'ouvraient à des moments différents pour améliorer l'efficacité aérodynamique dans les virages lents. De plus, la fumée a également suscité la polémique, et les opposants l’ont regardée de très près…

Cependant, la FIA est intervenue pour préciser que les deux évasions Ils devraient travailler ensemble et non indépendamment, mettant fin à ces expérimentations pour 2019. Malgré cela, le wastegate reste un élément crucial en F1, et il est probable que les équipes continueront à chercher des moyens de l'exploiter dans le cadre des règles ou en contournant d'une manière ou d'une autre les réglementations pour combler certaines lacunes techniques. essayez d'obtenir un avantage dans chaque domaine, car tout est important dans une compétition où les différences se mesurent en centièmes...