Composants liés au fluide
COMPRESSEUR
Le compresseur est fixé sur le bloc moteur et entraîné par une courroie. Il aspire en basse pression le fluide venant de l’évaporateur, puis le refoule à haute pression afin d’élever sa température et sa pression à l’entrée du condenseur.
Il existe deux types de compresseur :
Le compresseur à cylindrée fixe montée sur les véhicules jusqu'à l’année 93
Le compresseur à cylindrée variable montée sur tous les véhicules actuellement.
Nous développerons le principe de fonctionnement d’un compresseur à cylindrée variable.
Le compresseur à cylindrée variable :
Il comprime un volume de gaz optimisé à chaque rotation, ce qui permet pratiquement de supprimer le cyclage (alternance de fonctionnement du
compresseur).
Ses principaux avantages :
éviter les à-coups moteurs
maintenir une température de soufflage d’air sensiblement constante dans l’évaporateur
maintenir la basse pression sensiblement constante dans l’évaporateur
augmenter la longévité des compresseurs
diminuer la puissance absorbée
Attention :
Lubrification : attention à respecter la qualité de l’huile préconisée par le fabriquant.
Compresseur en position cylindrée maxi :
1 | Piston | 7 | Poulie d'entrainement du compresseur et embrayage électromécanique |
|---|---|---|---|
2 | Clapet | ||
3 | Soupape de régulation | 8 | Axe de pivotement du plateau oscillant |
4 | Arbre d'entraînement | A | Chambre haute pression (HP) |
5 | Rail de guidage | B | Chambre basse pression (BP) |
6 | Plateau porte-pistons | C | Pression dans le carter |
Compresseur en position Cylindrée mini :
Remarque :
Pour des raisons de fonctionnement, ainsi que pour assurer une lubrification minimale du compresseur, la cylindrée minimale du compresseur n'est pas de 0 mais de 10,4 cm3.
Température de l’air circulant sur l’évaporateur élevée | Température de l’air circulant sur l’évaporateur basse |
\(\downarrow\) | \(\downarrow\) |
Détendeur davantage ouvert | Détendeur davantage fermé |
\(\downarrow\) | \(\downarrow\) |
Compresseur augmente sa cylindrée | Compresseur diminue sa cylindrée |
\(\downarrow\) | \(\downarrow\) |
Basse pression stable | Basse pression stable |
La variation de la cylindrée est obtenue en agissant sur la course des pistons.
Quand la cylindrée varie, l'angle du plateau oscillant évolue principalement en fonction de la basse pression.
1 | Valve de contrôle | A | BP |
|---|---|---|---|
2 | Passage calibré | B | HP |
3 | Passages de retour | C | PC (pression dans le carter) |
Détail de la valve de contrôle :
1 | Soufflet |
|---|---|
2 | Clapet sphérique |
3 | Ressort |
C | PC (pression carter) |
S | Section de passage |
Le rôle de la valve est de réguler la pression dans le corps du compresseur (PC) et de contrôler ainsi le couple provoquant le déplacement du plateau oscillant et donc de l'évolution de la cylindrée.
Cylindrée variable électriquement :
Il existe des compresseurs à pilotage électrique de cette valve, le calculateur détermine un RCO pour régler la pression de carter afin de faire varier la cylindrée, en fonction de la température mesurée à l’évaporateur : La régulation est électropneumatique, la cylindrée du compresseur dépend dubesoin de froid de l'habitacle.
Au repos, la vanne électropneumatique impose la cylindrée mini. Tant que la température évaporateur est suffisante pour réguler la température habitacle, le BSI maintient la demande de cylindrée mini.
Lorsque le compresseur ne fourni plus suffisamment de froid, le BSI commande la vanne PWM avec un RCO entre 0 et 100% de façon à fournir la quantité de froid nécessaire pour réguler la température habitacle.
Ce système permet de réguler la température évaporateur entre 3°C et 12°C. Dans ce cas, la basse pression peut dépasser les 3 bars.
L’embrayage du compresseur :
C'est une des pièces qui pose fréquemment un problème en maintenance, soit par une coupure de l’enroulement de la bobine, soit par une dégradation du roulement à billes inclus dans l’embrayage, soit une usure du mécanisme.
Un entrefer trop important ou une mauvaise alimentation entraîne un glissement de l’embrayage et son échauffement. On peut aussi avoir un blocage hydraulique interne au compresseur qui peut endommager l’embrayage aussi.
Remarque : Certains compresseurs n’ont pas d’embrayage, voir TP cim.
1 | Couvercle du compresseur |
|---|---|
2 | Bobinage de commande de l'embrayage (3 à 4 Ohms) |
3 | Poulie d'entraînement |
4 | Flasque de liaison |
5 | Roulements de la poulie |
6 | Anneaux d'arrêt |
7 | Rondelle de réglage de l'embrayage |
8 | Écrou d'axe du compresseur |
9 | Vis de fixation du bobinage sur le couvercle |
10 | Clavette |
Le compresseur étant souvent positionné en bas, il reçoit les projections d’eau de pluie et fait vieillir prématurément le roulement de l’embrayage.
On trouve en après vente les pièces et un coffret de démontage comme ci-dessous :
LE CONDENSEUR
Rien de particulier en maintenance, soit il est étanche et il n’y a rien à faire, soit il est percé : accident/choc avant, projectile, corrosion par l’air salin du bord de mer par exemple : il n’y a qu’une solution : le changer.
Un nettoyage régulier ne peut qu’améliorer l’échange thermique. Sans oublier le radiateur de refroidissement moteur. (Air comprimé, eau sous pression)
L’accès est moins difficile que l’évaporateur
L'ÉVAPORATEUR
Il arrive d’avoir un trou par vieillissement, mais assez rare. L’accès est souvent difficile et la dépose du tableau de bord est souvent nécessaire.
En entretien, il est bon de nettoyer fréquemment les moisissures crées par l’humidité due à la condensation condensation de l’eau au passage de l’air extérieur, voir même des algues accumulées. L’évacuation des condensas peut être bouchée par une accumulation des algues et l’eau coule à l’intérieur du véhicule.
Il existe des traitements par bombe aérosol pour désinfecter et nettoyer l’évaporateur.
LE DÉSHYDRATEUR/FILTRE
1 | Raccord d'entrée du fluide |
|---|---|
2 | Ecran supérieur |
3 | Filtre |
4 | Déshydratateur |
5 | Écran inférieur |
6 | Tuyau de sortie |
7 | Raccord de sortie du fluide |
Comme filtre, il peut se boucher un jour, mais la légende veut qu’on le change régulièrement. En fin de compte, une mesure des températures entrée – sortie peut confirmer le diagnostic de perte de charge.
La déshydratation est du même registre : si le circuit a été mis sous vide, il n’y a plus d’air et donc plus d’humidité dans l’installation. On peut trouver une courbe qui donne la part d’humidité restant en fonction de la pression et la température extérieure. Donc la maintenance est réduite.
LE DÉTENDEUR THERMOSTATIQUE
1 | Bille |
|---|---|
2 | Capsule thermostatique |
2a | Membrane |
3 | Tige |
4 | Ressort |
A | Du réservoir déshydrateur |
B | Vers l'évaporateur |
C | De l'évaporateur |
D | Vers le compresseur |
La régulation thermostatique du débit au détendeur
La régulation thermostatique du débit de gaz est réalisée par la sonde 2, placée sur le détenteur. Cette régulation est assurée en fonction de :
la pression en sortie de l'évaporateur
la température en sortie de l'évaporateur.
Régulation en fonction de la pression :
La pression du réfrigérant s'exerce sur la membrane 2a.
Plus la pression augmente, plus la membrane 2a se lève, entraînant la tige de poussée 3 vers la haut. Sous l'action du ressort 4, la bille 1 remonte 3, diminuant ainsi la section de passage du réfrigérant. La ∆S (variation de section) détermine la ∆Qévap (variation de débit dans l'évaporateur).
Régulation en fonction de la température :
La partie supérieure de la capsule 2 est remplie d'un gaz qui remplit aussi une partie de la tige 3a. Lorsque le réfrigérant est chaud en sortie de l'évaporateur, le gaz se dilate et la pression augmente. La membrane 2a descend en entraînant la tige qui appuie sur la bille augmentant la section de passage du fluide. Le débit de fluide augmente dans l'évaporateur abaissant ainsi la température.
Un grippage est possible, la capsule percée arrive aussi, un échange est la seule réparation possible, avec les joints aussi.
Lors de l’échange du compresseur (usé), il est important de changer aussi le filtre et le détendeur pour garantir un bon fonctionnement du système.
LES TUYAUX, LES JOINTS, L'HUILE, LES RACCORDS
En maintenance, il faudra veiller à bien huiler les joints remplacés (à chaque démontage, on en met un neuf) avec de l’huile de compresseur (il faut trouver la référence en fonction du véhicule). Le couple de serrage est aussi à respecter. On change les joints à chaque démontage d’éléments.
Les tuyaux :
gros diamètres : entre évaporateur et compresseur
moyens : compresseur condenseur ;
petits : HP.
Les raccords : selon le modèle, il faut respecter le bon montage :
Ces raccords de type encliquetable nécessitent l’utilisation d’un outillage spécifique pour effectuer leur pose et dépose.
Les flexibles :
Ils peuvent être reconditionnés par des entreprises spécialisées dans ce domaine, à un prix bien inférieur à la pièce d’origine. Attention à la flexibilité du tuyau de remplacement par rapport à l’origine qui peut compliquer le remontage : angle de rangement ou de courbure plus grand et difficulté à remonter.
Les valves :
Pièces d’usure, qui se changent très vite. Attention aux impuretés qui peuvent laisser passer du fluide. Beaucoup de fuites viennent des valves. Ne pas oublier de mettre les bouchons de protection après une maintenance.
Les huile :
L’huile est véhiculée avec le fluide dans le circuit. Les deux éléments qui nécessitent une lubrification sont :
Le compresseur (besoin important)
Le détendeur (besoin faible)
Pour l'huile frigorigène les principales qualités requises sont :
résister à des variations de pressions et de températures importantes,
être stable chimiquement,
avoir un taux de paraffine très bas (pour éviter la formation de cire à haute et basse température),
être peu hygroscopique,
avoir une bonne miscibilité (en fonction de cette miscibilité avec le fluide frigorigène le comportement de ce mélange varie énormément)
avoir un point de neutralisation bas : acidité de l’huile.
avoir un point d'aniline bas (comportement de l'huile sur les joints)
Le choix d'utilisation d'une huile s'effectue en fonction des recommandations du constructeur (celui-ci tient compte du fluide frigorigène utilisé, des pressions et des températures de fonctionnement, des contraintes mécaniques internes au compresseur).
Attention :
S’il y a eu inversion de la qualité des huiles, par exemple SP20 à la place de SP10, le clapet de régulation (sur un compresseur à cylindrée variable) se gomme en position fermée.
La qualité SP10 semble convenir aux trois types de compresseur fonctionnant sous R134a. La SP20 et 15 sont plus visqueuses.
L’huile est très hygroscopique. Elle absorbe l’eau contenue dans l’air rapidement. Une huile qui contient de l’eau devient marron et à une odeur de moisi. (N’utilisez pas d’huile viciée).
L’huile est très chère.
Répartition statique de l’huile dans les éléments :
Compresseur contient 60% d’huile
Condenseur contient 10% d’huile
Filtre contient 10% d’huile
Évaporateur contient 20% d’huile (basse pression)
Tuyauterie (négligeable)
Lors de la recharge du circuit :
Si on récupère une quantité d’huile, alors à la recharge on réinjecte la même quantité de même qualité.
Lors du changement d’un élément :
On mesure la quantité d’huile contenue dans l’élément (Q1). Lors de la recharge on mesure la quantité d’huile extraite (Q2). On réinjecte la même quantité (Q1+Q2) de même qualité.
Lors de l’échange d’un compresseur neuf il faut savoir que 100% de l’huile dont à besoin le circuit est contenue dans le compresseur neuf. S’il s’agit d’un échange standard le compresseur ne contient pas d’huile.
Élément remplacé | Quantité d'huile à rajouter (cm3) |
|---|---|
Condenseur | 20 |
Évaporateur | 20 |
Conduit basse pression | 5 |
Conduit haute pression | 5 |
Cartouche filtrante et déssicative | 15 |
DIAGNOSTIC DE LA PARTIE FLUIDE
Sous pression avec de l’azote et un détecteur type eau savonneuse (ou bombe moussante). Cette méthode évite un rejet vers l’extérieur du gaz. Elle permet en outre de laisser sous pression longtemps, sans crainte de consommer du gaz R134a, qui a un pouvoir global de réchauffement important.
Mi-charge avec traceur : on sait qu’il y a une fuite, et on met un traceur pour chercher la fuite.
Détection de la fuite par UV et lunettes spéciales. Le traceur n’est pas un produit innocent pour le circuit de la climatisation. La manipulation est délicate. A réserver pour les fuites non visible par l’azote.
Détecteur électronique de gaz : trop sensible et on n’est donc pas sûr du diagnostic.
Mesures des températures et pressions pour établir un diagramme de Mollier : permet de faire le bilan du compresseur d’un point de vue thermodynamique. Plus compliqué car il faut faire des conversions d’unité et interpréter des valeurs liées à la physique.
Voir exemple type et TD.
Si on aperçoit des traces d’huile sur un élément, c’est là qu’est la fuite, et une grande fuite.
Mesure de la température d’air soufflé en la comparant avec un abaque (méthode Peugeot).
Mesure des pressions et utilisation tableau d’aide au diagnostic (voir chapitre diagnostic).