Compresseur de climatisation automobile.
Le compresseur de climatisation automobile est le cœur du système de réfrigération de la climatisation automobile ; il assure la compression et le transport de la vapeur réfrigérante.
Les compresseurs se divisent en deux types : à cylindrée fixe et à cylindrée variable.
Les compresseurs de climatisation, selon leur mode de fonctionnement interne, sont généralement classés en deux catégories : les compresseurs à piston et les compresseurs rotatifs.
Selon leur principe de fonctionnement, les compresseurs de climatisation peuvent être divisés en compresseurs à cylindrée constante et en compresseurs à cylindrée variable.
compresseur à cylindrée constante
Le déplacement du compresseur à cylindrée constante est proportionnel à l'augmentation du régime moteur. Il ne peut pas adapter automatiquement sa puissance aux besoins de réfrigération et son impact sur la consommation de carburant est relativement important. Sa commande s'effectue généralement par la mesure de la température à la sortie de l'évaporateur. Lorsque la température atteint la valeur de consigne, l'embrayage électromagnétique du compresseur se désengage et le compresseur s'arrête. Lorsque la température remonte, l'embrayage se réenclenche et le compresseur redémarre. Le compresseur à cylindrée constante est également régulé par la pression du circuit de climatisation. En cas de surpression, le compresseur s'arrête.
compresseur de climatisation à cylindrée variable
Les compresseurs à cylindrée variable ajustent automatiquement leur puissance en fonction de la température de consigne. Le système de climatisation ne mesure pas la température à la sortie de l'évaporateur, mais la réajuste automatiquement en modulant le taux de compression du compresseur selon les variations de pression dans le circuit de climatisation. Pendant toute la durée du cycle de réfrigération, le compresseur fonctionne en continu et l'intensité du refroidissement est entièrement régulée par le régulateur de pression interne. Lorsque la pression à l'extrémité haute pression du circuit de climatisation est trop élevée, le régulateur de pression réduit la course du piston du compresseur, diminuant ainsi le taux de compression et l'intensité du refroidissement. Inversement, lorsque la pression à l'extrémité haute pression chute et que la pression à l'extrémité basse pression augmente, le régulateur de pression augmente la course du piston pour améliorer le refroidissement.
Selon leurs différents modes de fonctionnement, les compresseurs peuvent généralement être divisés en compresseurs alternatifs et rotatifs. Les compresseurs alternatifs courants sont de type bielle à vilebrequin et de type piston axial, tandis que les compresseurs rotatifs courants sont de type à palettes rotatives et de type spirale.
Compresseur de vilebrequin et de bielle
Le fonctionnement de ce compresseur se divise en quatre phases : compression, échappement, détente et aspiration. La rotation du vilebrequin entraîne le mouvement alternatif du piston actionné par la bielle. Le volume de travail, constitué de la paroi interne du cylindre, de la culasse et de la surface supérieure du piston, se déplace périodiquement, assurant ainsi la compression et le transport du fluide frigorigène dans le système de réfrigération. Ce compresseur à vilebrequin et bielle est un compresseur de première génération, largement répandu. Sa technologie de fabrication est éprouvée, sa structure est simple, ses exigences en matière de matériaux et de procédés de fabrication sont faibles, et son coût est relativement bas. Il offre une grande adaptabilité, répondant à une large gamme de besoins en pression et en puissance frigorifique, et sa maintenance est aisée.
Cependant, le compresseur à vilebrequin et bielle présente aussi des inconvénients notables : une vitesse de rotation limitée, un poids et une taille importants, et la difficulté à obtenir un modèle allégé. L’échappement est discontinu, le débit d’air est sujet aux fluctuations et le fonctionnement génère d’importantes vibrations.
En raison des caractéristiques décrites ci-dessus du compresseur à biellette de vilebrequin, peu de compresseurs de petite cylindrée utilisent cette structure, et le compresseur à biellette de vilebrequin est principalement utilisé dans les systèmes de climatisation de grande cylindrée des bus et des camions.
Compresseur à piston axial
Les compresseurs à pistons axiaux, souvent appelés compresseurs à plateau oscillant ou incliné, sont considérés comme la deuxième génération de compresseurs et constituent le produit phare des compresseurs de climatisation automobile. Les principaux composants d'un compresseur à plateau incliné sont l'arbre principal et le plateau incliné. Chaque cylindre est disposé sur le cercle central de l'arbre du compresseur, et le mouvement du piston est parallèle à celui de l'arbre. La plupart des compresseurs à plateau incliné sont équipés de pistons à deux têtes. Par exemple, les compresseurs axiaux à 6 cylindres possèdent 3 cylindres à l'avant et 3 à l'arrière. Les pistons à deux têtes coulissent dans des cylindres opposés : l'un comprime la vapeur de réfrigérant dans le cylindre avant, tandis que l'autre l'aspire dans le cylindre arrière. Chaque cylindre est équipé d'une soupape haute et basse pression, et un tube haute pression relie les chambres haute pression avant et arrière. La plaque inclinée est fixée à l'arbre du compresseur. Son bord est inséré dans une rainure au centre du piston, et la rainure et le bord de la plaque sont supportés par des roulements à billes en acier. Lorsque l'arbre tourne, la plaque inclinée tourne également, et son bord pousse le piston en un mouvement axial alternatif. Un tour complet de la plaque inclinée permet aux deux pistons, l'un avant et l'autre après, d'effectuer un cycle complet de compression, d'échappement, de détente et d'aspiration, équivalent à celui de deux cylindres. Dans le cas d'un compresseur axial à 6 cylindres, composé de 3 cylindres et de 3 pistons à double tête répartis uniformément sur la section de cylindres, un tour complet de l'arbre équivaut au fonctionnement de 6 cylindres.
Les compresseurs à plaques inclinées sont relativement faciles à miniaturiser et à alléger, et peuvent fonctionner à haute vitesse. Leur structure compacte, leur rendement élevé et leur fiabilité expliquent leur large utilisation dans la climatisation automobile après la mise au point d'une régulation de cylindrée variable.
compresseur à palettes rotatives
Le cylindre d'un compresseur à palettes rotatives peut être rond ou ovale. Dans un cylindre rond, l'axe principal du rotor est excentré par rapport au centre du cylindre, ce qui rapproche le rotor des orifices d'aspiration et d'échappement situés sur la surface intérieure du cylindre. Dans un cylindre ovale, l'axe principal du rotor coïncide avec le centre de l'ellipse. Les pales du rotor divisent le cylindre en plusieurs compartiments. Lorsque l'arbre entraîne la rotation du rotor, le volume de ces compartiments varie constamment, de même que le volume et la température de la vapeur de réfrigérant qu'ils contiennent. Les compresseurs à palettes rotatives ne possèdent pas de soupapes d'aspiration, car les pales assurent l'aspiration et la compression du réfrigérant. Avec deux pales, chaque rotation de l'arbre génère deux cycles d'échappement. Plus le nombre de pales est élevé, plus les fluctuations à l'échappement du compresseur sont faibles.
Compresseur de troisième génération, le compresseur à palettes rotatives, grâce à son volume et son poids réduits, s'intègre facilement dans l'espace restreint du compartiment moteur. De plus, son faible niveau sonore et ses vibrations réduites, ainsi que son rendement élevé, lui ont permis d'être utilisé dans les systèmes de climatisation automobile. Cependant, sa fabrication exige une grande précision d'usinage et représente un coût important.
Compresseur à spirale
Ce compresseur peut être qualifié de compresseur de 4e génération. La structure des compresseurs à spirale se divise principalement en deux types : à spirale dynamique et à double révolution. La turbine dynamique est la plus répandue et se compose principalement d'une turbine dynamique et d'une turbine statique. La structure de ces deux turbines est très similaire : elles sont toutes deux constituées de plaques d'extrémité et de dentures en développante qui en font saillie. La différence entre elles réside dans leur excentricité, décalée de 180°. La turbine statique est fixe, tandis que la turbine dynamique est entraînée par un vilebrequin excentré en rotation, sous la contrainte d'un mécanisme anti-rotation spécifique. Il n'y a donc pas de rotation à proprement parler, seulement une révolution. Les compresseurs à spirale présentent de nombreux avantages. Par exemple, ils sont compacts et légers, et l'arbre excentrique qui entraîne la turbine mobile peut tourner à grande vitesse. L'absence de soupapes d'aspiration et d'échappement leur confère une grande fiabilité et permet de réaliser facilement des variations de vitesse et de cylindrée. Lorsque plusieurs chambres de compression fonctionnent simultanément, la différence de pression de gaz entre les chambres adjacentes est faible, les fuites de gaz sont minimes et le rendement volumétrique est élevé. Le compresseur à spirale est de plus en plus utilisé dans le domaine de la réfrigération de petite taille grâce à ses avantages : structure compacte, rendement élevé, économies d'énergie, faibles vibrations et niveau sonore réduits, et grande fiabilité. Il est ainsi devenu un axe majeur du développement technologique des compresseurs.
Le compresseur de ma voiture ne refroidit pas : comment le réparer ?
Le problème de compresseur de voiture qui ne refroidit pas peut être résolu en suivant les étapes suivantes :
Vérifiez le système de réfrigération : Commencez par vérifier l’absence de fuites ou d’obstructions. En cas d’obstruction, ajoutez du réfrigérant pour détecter les fuites et nettoyez ou remplacez l’élément filtrant.
Vérifiez le compresseur : si le système de réfrigération est normal mais que l’efficacité du refroidissement reste insuffisante, il est nécessaire de vérifier le fonctionnement du compresseur. Si le compresseur s’avère défectueux, il devra être réparé ou remplacé.
Vérifiez le ventilateur : si le système de réfrigération et le compresseur fonctionnent correctement, mais que l’efficacité du refroidissement est insuffisante, vérifiez le bon fonctionnement du ventilateur. Si celui-ci est défectueux, réparez-le ou remplacez-le.
Entretien régulier : Afin de maintenir le bon fonctionnement de la climatisation de votre voiture, il est recommandé de nettoyer et d’entretenir régulièrement le système de climatisation, notamment en nettoyant l’évaporateur et en remplaçant le filtre.
Vérifiez la courroie du compresseur : si elle est trop lâche, il faut la retendre. Vérifiez également la présence de traces d’huile au niveau des raccords des tuyaux du système de climatisation. En cas de fuite, rendez-vous au service de maintenance pour une réparation rapide.
Nettoyer le condenseur : Un nettoyage régulier de la surface du condenseur peut grandement améliorer l’effet de refroidissement du système de réfrigération de la climatisation.
Vérifiez le niveau de réfrigérant : détectez le niveau de réfrigérant en ressentant la différence de température entre le tuyau d’entrée et le tuyau de sortie du sécheur ou en utilisant le manomètre du collecteur.
Vérifiez le module de commande du climatiseur : si celui-ci est défectueux, le climatiseur risque de ne pas refroidir. Contrôlez son état de fonctionnement pour déterminer s’il doit être réparé ou remplacé.
Si le compresseur est gravement endommagé, il faudra peut-être le remplacer. Lors de la maintenance, si l'embrayage électromagnétique du compresseur est endommagé, il peut être remplacé séparément, ou bien le compresseur peut être remplacé. Par ailleurs, un entretien et une inspection réguliers sont essentiels pour prévenir et résoudre les problèmes de climatisation automobile.
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