Le compresseur de climatisation automobile est au cœur du système de réfrigération et assure la compression et le transport des vapeurs de réfrigérant. Il existe deux types de compresseurs : à cylindrée fixe et à cylindrée variable. Selon leur principe de fonctionnement, les compresseurs de climatisation peuvent être classés en compresseurs à cylindrée fixe et compresseurs à cylindrée variable.
Selon leur mode de fonctionnement, les compresseurs sont généralement classés en deux catégories : alternatifs et rotatifs. Les compresseurs alternatifs courants sont à vilebrequin et à pistons axiaux, tandis que les compresseurs rotatifs courants sont à palettes et à spirales.
Le compresseur de climatisation automobile est le cœur du système de réfrigération de climatisation automobile et joue le rôle de compression et de transport de la vapeur de réfrigérant.
Classification
Les compresseurs sont divisés en deux types : à cylindrée non variable et à cylindrée variable.
Les compresseurs de climatisation sont généralement divisés en types alternatifs et rotatifs en fonction de leurs méthodes de fonctionnement internes.
Principe de fonctionnement de la classification et de l'édition de diffusion
Selon différents principes de fonctionnement, les compresseurs de climatisation peuvent être divisés en compresseurs à cylindrée fixe et compresseurs à cylindrée variable.
Compresseur à cylindrée fixe
La cylindrée du compresseur à cylindrée fixe augmente proportionnellement à l'augmentation du régime moteur. Il ne peut pas adapter automatiquement la puissance de sortie en fonction de la demande de refroidissement et a un impact relativement important sur la consommation de carburant du moteur. Sa commande collecte généralement le signal de température de la sortie d'air de l'évaporateur. Lorsque la température atteint la température de consigne, l'embrayage électromagnétique du compresseur est relâché et celui-ci s'arrête. Lorsque la température augmente, l'embrayage électromagnétique s'engage et le compresseur se met en marche. Le compresseur à cylindrée fixe est également régulé par la pression du système de climatisation. Une pression trop élevée dans les conduites arrête le compresseur.
Compresseur de climatiseur à cylindrée variable
Le compresseur à cylindrée variable ajuste automatiquement sa puissance en fonction de la température de consigne. Le système de contrôle de la climatisation ne collecte pas le signal de température à la sortie de l'évaporateur, mais régule le taux de compression du compresseur en fonction des variations de pression dans la conduite de climatisation afin d'ajuster automatiquement la température de sortie. Tout au long du processus de réfrigération, le compresseur fonctionne en permanence et le réglage de l'intensité de réfrigération est entièrement contrôlé par la vanne de régulation de pression intégrée. Lorsque la pression à l'extrémité haute pression de la conduite de climatisation est trop élevée, la vanne de régulation de pression raccourcit la course du piston du compresseur afin de réduire le taux de compression, ce qui diminue l'intensité de réfrigération. Lorsque la pression à l'extrémité haute pression chute et que la pression à l'extrémité basse pression atteint un certain niveau, la vanne de régulation de pression augmente la course du piston pour améliorer l'intensité de réfrigération.
Classification du style de travail
Selon leur mode de fonctionnement, les compresseurs sont généralement classés en deux catégories : alternatifs et rotatifs. Les compresseurs alternatifs courants sont à vilebrequin et à pistons axiaux, tandis que les compresseurs rotatifs courants sont à palettes et à spirales.
Bielle de vilebrequin de compresseur
Le fonctionnement de ce compresseur peut être divisé en quatre phases : compression, échappement, détente et aspiration. Lorsque le vilebrequin tourne, la bielle entraîne le piston en mouvement alternatif. Le volume utile, composé de la paroi interne du cylindre, de la culasse et de la surface supérieure du piston, varie périodiquement, comprimant et transportant ainsi le fluide frigorigène dans le système de réfrigération. Le compresseur à vilebrequin et bielle est de première génération. Largement utilisé, il bénéficie d'une technologie de fabrication éprouvée, d'une structure simple, de faibles exigences en termes de matériaux et de technologies de traitement, et d'un coût relativement faible. Il présente une grande adaptabilité, s'adapte à une large plage de pression et aux exigences de puissance frigorifique, et offre une excellente maintenabilité.
Cependant, le compresseur à bielle à vilebrequin présente également des inconvénients évidents, notamment son incapacité à atteindre une vitesse élevée, son encombrement et son poids, ainsi que la difficulté d'obtenir un poids léger. L'échappement est discontinu, le débit d'air est sujet à des fluctuations et les vibrations sont importantes pendant le fonctionnement.
En raison des caractéristiques susmentionnées des compresseurs à vilebrequin et bielle, peu de compresseurs de petite cylindrée ont adopté cette structure. Actuellement, ils sont principalement utilisés dans les systèmes de climatisation de grande cylindrée des voitures particulières et des camions.
Compresseur à pistons axiaux
Les compresseurs à pistons axiaux, appelés compresseurs de deuxième génération, sont les plus courants, à plateau oscillant ou à culbuteur, qui constituent la majorité des compresseurs de climatisation automobile. Les principaux composants d'un compresseur à plateau oscillant sont l'arbre principal et le plateau oscillant. Les cylindres sont disposés circonférentiellement, l'arbre principal étant le centre, et le mouvement du piston est parallèle à celui-ci. La plupart des compresseurs à plateau oscillant sont à double tête. Par exemple, les compresseurs axiaux à 6 cylindres ont trois cylindres à l'avant et trois à l'arrière. Les pistons à double tête coulissent en tandem dans les cylindres opposés. Lorsqu'une extrémité du piston comprime la vapeur de réfrigérant dans le cylindre avant, l'autre extrémité aspire la vapeur de réfrigérant dans le cylindre arrière. Chaque cylindre est équipé de soupapes d'air haute et basse pression, et une autre conduite haute pression relie les chambres haute pression avant et arrière. Le plateau incliné est fixé à l'arbre principal du compresseur. Son bord est inséré dans la rainure centrale du piston, laquelle est supportée par des roulements à billes en acier. Lorsque l'arbre principal tourne, le plateau oscillant tourne également, et son bord pousse le piston dans un mouvement alternatif axial. Une rotation du plateau oscillant entraîne les deux pistons avant et arrière à effectuer un cycle de compression, d'échappement, de détente et d'aspiration, ce qui équivaut au travail de deux cylindres. Dans un compresseur axial à 6 cylindres, 3 cylindres et 3 pistons à double tête sont répartis uniformément sur le bloc-cylindres. Une rotation de l'arbre principal équivaut à l'effet de 6 cylindres.
Le compresseur à plateau oscillant est relativement facile à miniaturiser et léger, permettant un fonctionnement à grande vitesse. Sa structure compacte, son rendement élevé et ses performances fiables en font un compresseur à cylindrée variable largement utilisé dans les climatiseurs automobiles.
Compresseur à palettes rotatives
Il existe deux types de cylindres pour les compresseurs à palettes : circulaire et ovale. Dans un cylindre circulaire, l'arbre principal du rotor est excentré par rapport au centre du cylindre, de sorte que le rotor est étroitement fixé entre les orifices d'aspiration et d'échappement situés sur la surface intérieure du cylindre. Dans un cylindre elliptique, l'axe principal du rotor et le centre de l'ellipse coïncident. Les pales du rotor divisent le cylindre en plusieurs espaces. Lorsque l'arbre principal entraîne le rotor en rotation, le volume de ces espaces varie continuellement, et la vapeur de réfrigérant y change également de volume et de température. Les compresseurs à palettes ne possèdent pas de soupape d'aspiration, car ce sont les pales qui aspirent et compriment le réfrigérant. S'il y a deux pales, il y a deux échappements lors d'une rotation de l'arbre principal. Plus il y a de pales, plus les fluctuations de refoulement du compresseur sont faibles.
En tant que compresseur de troisième génération, grâce à son volume et son poids réduits, il s'intègre facilement dans un compartiment moteur étroit. Associé à ses faibles niveaux de bruit et de vibrations, ainsi qu'à son rendement volumétrique élevé, il est également utilisé dans les systèmes de climatisation automobile. Il a trouvé quelques applications. Cependant, le compresseur à palettes présente des exigences élevées en matière de précision d'usinage et de coûts de fabrication.
compresseur à spirale
Ces compresseurs peuvent être qualifiés de compresseurs de 4e génération. La structure des compresseurs scroll se divise principalement en deux types : les compresseurs dynamiques et statiques et les compresseurs à double révolution. Actuellement, le type dynamique et statique est le plus courant. Ses pièces de travail sont principalement composées d'une turbine dynamique et d'une turbine statique. Les structures des turbines dynamique et statique sont très similaires : elles sont toutes deux composées d'une plaque d'extrémité et d'une dent en spirale à développante de cercle partant de la plaque d'extrémité. Les deux sont disposées de manière excentrique (différence de 180°). La turbine statique est fixe, tandis que la turbine mobile est entraînée en rotation excentrique et en translation par le vilebrequin sous la contrainte d'un mécanisme anti-rotation spécial, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de rotation, mais seulement une révolution. Les compresseurs scroll présentent de nombreux avantages. Par exemple, le compresseur est compact et léger, et l'arbre excentrique qui entraîne la turbine peut tourner à grande vitesse. Grâce à l'absence de soupapes d'aspiration et de refoulement, le compresseur Scroll est fiable et permet de réaliser facilement des mouvements à vitesse et à cylindrée variables. Plusieurs chambres de compression fonctionnent simultanément, ce qui réduit la différence de pression entre les chambres adjacentes, les fuites de gaz et le rendement volumétrique. Les compresseurs Scroll sont de plus en plus utilisés dans le secteur de la petite réfrigération grâce à leurs avantages : compacité, rendement élevé, économies d'énergie, faibles vibrations et bruit, et fiabilité de fonctionnement. Ils constituent ainsi l'un des principaux axes de développement technologique des compresseurs.
Dysfonctionnements courants
En tant que pièce tournant à grande vitesse, le compresseur de climatiseur présente un risque élevé de panne. Les défauts courants sont des bruits anormaux, des fuites et des dysfonctionnements.
(1) Bruit anormal. De nombreuses raisons peuvent expliquer le bruit anormal du compresseur. Par exemple, l'embrayage électromagnétique du compresseur est endommagé ou l'intérieur du compresseur est fortement usé, ce qui peut provoquer un bruit anormal.
1. L'embrayage électromagnétique du compresseur est un endroit fréquemment sujet à des bruits anormaux. Le compresseur fonctionne souvent de bas régime à haut régime sous forte charge. Les exigences relatives à l'embrayage électromagnétique sont donc très élevées. Son installation est généralement proche du sol et il est souvent exposé à l'eau de pluie et à la terre. Un roulement endommagé de l'embrayage électromagnétique produit des bruits anormaux.
② Outre le problème de l'embrayage électromagnétique lui-même, la tension de la courroie d'entraînement du compresseur affecte directement sa durée de vie. Une courroie de transmission trop lâche favorise le patinage de l'embrayage électromagnétique ; une courroie trop tendue augmente la charge sur l'embrayage électromagnétique. Un mauvais serrage de la courroie de transmission peut entraîner un dysfonctionnement du compresseur à faible charge et des dommages en cas de charge importante. En fonctionnement, si la poulie du compresseur et celle du générateur ne sont pas alignées, la durée de vie de la courroie ou du compresseur sera réduite.
3. L'aspiration et la fermeture répétées de l'embrayage électromagnétique peuvent également provoquer des bruits anormaux dans le compresseur. Par exemple, si la production d'énergie du générateur est insuffisante, si la pression du système de climatisation est trop élevée ou si la charge du moteur est trop importante, l'embrayage électromagnétique s'enclenche de manière répétée.
④Un espace doit être prévu entre l'embrayage électromagnétique et la surface de montage du compresseur. Un espace trop important aggravera l'impact. Un espace trop faible peut interférer avec la surface de montage du compresseur pendant le fonctionnement. Ceci est également une cause fréquente de bruit anormal.
5. Le compresseur a besoin d'une lubrification fiable pour fonctionner. Un manque d'huile de lubrification ou une utilisation incorrecte de celle-ci peuvent entraîner des bruits anormaux importants, voire l'usure et la mise au rebut du compresseur.
(2) Fuite : Les fuites de réfrigérant sont le problème le plus courant dans les systèmes de climatisation. La fuite se situe généralement à la jonction du compresseur et des conduites haute et basse pression, où il est souvent difficile de vérifier en raison de l'emplacement d'installation. La pression interne du système de climatisation est très élevée. Une fuite de réfrigérant entraîne une perte d'huile, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement du système ou une mauvaise lubrification du compresseur. Les compresseurs de climatisation sont équipés de soupapes de sécurité. Ces soupapes sont généralement à usage unique. Si la pression du système est trop élevée, il est nécessaire de les remplacer rapidement.
(3) Ne fonctionne pas. Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles le compresseur du climatiseur ne fonctionne pas, généralement en raison de problèmes de circuit. Vous pouvez vérifier au préalable si le compresseur est endommagé en alimentant directement l'embrayage électromagnétique du compresseur.
Précautions d'entretien de la climatisation
Problèmes de sécurité à prendre en compte lors de la manipulation de réfrigérants
(1) Ne pas manipuler le réfrigérant dans un espace clos ou à proximité d’une flamme nue ;
(2) Le port de lunettes de protection est obligatoire ;
(3) Évitez que le liquide réfrigérant ne pénètre dans les yeux ou n'éclabousse la peau ;
(4) Ne dirigez pas le fond du réservoir de réfrigérant vers des personnes, certains réservoirs de réfrigérant sont dotés de dispositifs de ventilation d'urgence en bas ;
(5) Ne placez pas le réservoir de réfrigérant directement dans de l’eau chaude à une température supérieure à 40°C ;
(6) Si le liquide réfrigérant entre en contact avec les yeux ou touche la peau, ne le frottez pas, rincez-le immédiatement à grande eau froide et rendez-vous immédiatement à l'hôpital pour trouver un médecin pour un traitement professionnel, et n'essayez pas de le traiter vous-même.
