Les compresseurs de climatisation Confort
Table des matières 1 Introduction... 3 2 Les compresseurs... 3 2.1 Le compresseur plateau oscillant... 3 2.1.1 A cylindrée variable... 3 2.2 Le compresseur Scroll (à spirales)... 4 2.2.1 A débit variable... 4 2.2.2 Fonctionnement... 4 2.3 Le compresseur à palette... 5 3 La lubrification... 5 4 A débit variable... 6 Confort 2 Les compresseurs de climatisation
1 Introduction Ce dossier reprend la base des compresseurs de climatisation survolée dans le dossier «La base de la climatisation». Nous les abordons ici plus en détails et développons particulièrement les compresseurs à débit variable, ainsi que leur système de commande. 2 Les compresseurs Ils sont en général entraînés par le moteur du véhicule. L entraînement se fait par l intermédiaire d une poulie. On trouve encore des liaisons permanentes par l intermédiaire d un caoutchouc. Ils ne peuvent pas être commandés. De nos jours, la plupart du temps, l entraînement se fait via un embrayage électromagnétique commandé. L électroaimant est alimenté. Le champ magnétique qui en découle attire la flasque sur la poulie et la rend solidaire. Dès que l alimentation est coupée, la liaison est interrompue. 2.1 Le compresseur plateau oscillant Le plateau est monté en biais sur un axe et imprime un mouvement axial des pistons double effets. Un compresseur peut posséder jusqu à 10 pistons. L aspiration et le refoulement du gaz sont contrôlés par des disques en tôles munis de clapets tarés placés de chaque côté du carter et qui sont entraînés par l axe d entraînement. Les conduites d entrée et de sortie sont reliées par des orifices étanches au gaz. 2.1.1 A cylindrée variable La variation du débit se fait par une inclinaison plus ou moins prononcée du plateau, ce qui varie la cylindrée (la course du piston). Ce mouvement est commandé par un clapet de réglage intérieur en fonction de la différence de pression entre la pression d aspiration (Pa) et la pression interne (Pi). La pression interne est constante ce qui facilite le réglage, augmente le silence et assure un fonctionnement régulier. Une basse pression d aspiration détermine une diminution de la cylindrée et une pression d aspiration une hausse de la cylindrée, voire la cylindrée max. Ce système permet d optimiser le travail du compresseur lors de changement des conditions extérieures de température et/ou de l humidité, de la charge demandée au système et des variations brutales de charge du moteur. Il permet également une protection optimale en empêchant la congélation de l évaporateur et de supprimer le manostat antigivre. 1. Piston 2. Clapet 3. Soupape de régulation 4. Arbre d'entraînement 5. Rail de guidage 6. Plateau porte-pistons 7. Poulie d'entraînement 8. Axe de pivotement du plateau porte-pistons A. Chambre haute pression (HP) B. Chambre basse pression (BP) C. Pression de carter (PC) Confort 3 Les compresseurs de climatisation
2.2 Le compresseur Scroll (à spirales) Deux spirales sont logées l une dans l autre dans un carter cylindrique. Une fixe, l autre entraînée par l axe d entraînement. Le mouvement rotatif de la spirale mobile permet d aspirer le gaz par l extérieur grâce à l agrandissement des chambres de compression et de le comprimer en le poussant à l intérieur par le rétrécissement des chambres de compression. Du fait de l obturation spontanée par la spirale mobile, ce compresseur ne nécessite pas de clapet d entrée. A la sortie, se trouve un clapet qui empêche le reflux du gaz lorsque le compresseur est arrêté. Ce compresseur possède un rendement élevé et est silencieux. Il a un faible couple au démarrage et une construction compacte. 2.2.1 A débit variable Ce compresseur est identique au précèdent, à l exception de la valve de contrôle additionnelle. Celle-ci permet de réduire le débit jusqu à 30%. Pour réduire le débit, la valve ramène du réfrigérant gazeux de la dérivation à la chambre d aspiration. Le compresseur peut ainsi tourner en permanence en fonctionnement normal tout en ne nécessitant qu une puissance motrice relativement faible. La réduction du débit et des cycles de fonctionnement diminue aussi la sollicitation du moteur. On ne ressent pratiquement plus d à-coup de cycle. 2.2.2 Fonctionnement : Lorsque la climatisation est moins sollicitée, la BP diminue et le soufflet peut s allonger et ouvrir le clapet à bille et laisse passer du réfrigérant de HP à BP. Cela crée une diminution de la pression sur le haut du piston (cylindre de valve). De ce fait, le piston se déplace, poussé par le ressort, et libère plus ou moins le gaz partiellement comprimé dans la chambre d aspiration. La BP détermine la position du piston et donc la quantité de gaz à ramener dans la chambre d aspiration. La HP détermine la pression dans le cylindre de valve. L ouverture de la dérivation dépend donc de la HP et de la BP. Si un débit particulièrement faible est requis, la dérivation reste ouverte jusqu à que le contacteur BP coupe le compresseur. Confort 4 Les compresseurs de climatisation
2.3 Le compresseur à palette Un cylindre munit de plusieurs palettes est placé dans le corps du compresseur. Comme nous pouvons le voir sur l image ci-contre, cet ensemble est excentré. Il est directement entraîné par l axe d entraînement du compresseur. Lorsqu il tourne, les palettes sont constamment projetées par la force centrifuge contre la paroi du compresseur. Le gaz est aspiré et amené vers le refoulement en subissant une diminution du volume de la chambre, d où une montée en pression du gaz jusqu à son expulsion. Sur la partie supérieure du corps est présent un thermo-contact relié en série à l embrayage électromagnétique. Lorsque la température dépasse les 160 C, le thermo-contact déclenche le compresseur. Il le réenclenche si la température descend en dessous de 140 C. 3 La lubrification L huile de graissage est contenue dans la chambre haute pression. Lorsque le compresseur est en service, la pression présente dans la chambre HP pousse l'huile à travers l orifice, calibré dans les organes internes en mouvement. L huile, mélangée au gaz, est éjectée à travers les clapets à lamelles dans la chambre haute pression. Un dispositif séparateur monté dans le raccord HP de refoulement se charge de séparer l'huile du gaz. L huile retombe par gravité au fond de la chambre, alors que le gaz sort du raccord HP vers le circuit. Ce dispositif permet de réduire au minimum la quantité d'huile introduite dans les tuyaux du circuit, ce qui augmente le rendement thermique. De plus, le compresseur est muni de deux clapets de sécurité qui ont pour rôle de décharger la surpression qui se produit, le cas échéant, dans la chambre décompression. Confort 5 Les compresseurs de climatisation
4 A débit variable Le compresseur travail à 100%. Le régulateur de pression (H) est réglé par la différence de pression entre la basse pression régnant dans la chambre d aspiration (F) et la haute pression contenue dans le canal (J). En présence d'une valeur élevée de la pression d'aspiration, le clapet (1) est fermé et la pression du gaz agit sur le piston (A) en l'amenant dans la position de la figure A. Les orifices de by-pass (D) sont fermés. Pas de décharge possible. Le compresseur travail en réduction de débit (maximum 17%). Lorsque la pression d'aspiration diminue en (F), le régulateur (H) fait ouvrir le clapet (1) permettant ainsi au gaz sous pression, présent dans le conduit (J) et dans le cylindre(c), de se décharger dans la chambre basse pression (F) via les orifices de by-pass (D). Le piston (A) est ainsi poussé par le ressort (B) permettant l'ouverture des trous de by-pass (D). Comme la vue B le démontre. A. Piston de commande de by-pass G. Clapet anti-retour de refoulement HP B. Ressort de commande de by-pass H. Régulateur de pression C. Cylindre de commande de by-pass I. Chambre de refoulement HP D. Orifice de by-pass J. Conduit de régulation HP E. Chambre de by-pass 1. Clapet F. Chambre d aspiration BP Confort 6 Les compresseurs de climatisation