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Fonctionnement du compresseur
(source Peugeot, 6.1995)
(1) poulie d'entraînement du compresseur, ensemble embrayage
électromagnétique.
(2) carter du compresseur. (3) culasse. (4) clapet. (5) piston. (6) plateau.
(7) arbre d'entraînement. (8) butée à aiguille.
(A) chambre haute pression. (B) chambre basse pression.
Lorsque
l'embrayage est en position "embrayé", le mouvement de rotation du
moteur est transmis à l'arbre d'entraînement.
L'inclinaison du porte-pistons par rapport à l'arbre d'entraînement entraîne,
lors de la rotation de ce dernier, un déplacement latéral des pistons.
Lors de sa course descendante (sur le dessin, vers la gauche) le piston
aspire le réfrigérant à l'état de gaz, au travers un clapet d'aspiration.
Lors de la remontée du piston, le gaz est comprimé puis refoulé vers le
condenseur en passant par un clapet de refoulement.
Ce type de compresseur débite toujours sensiblement la même quantité de
réfrigérant. Cette quantité est fonction du régime de rotation et de la
valeur de la basse pression.
Lorsque l'embrayage est en position "débrayé", la poulie du
compresseur tourne mais n'entraîne pas le plateau porte-pistons. Dans cette
position, le compresseur n'a aucun débit de réfrigérant.
La régulation de ce type de circuit est assurée par:
le
pressostat,
la sonde de température d'évaporateur.
Embrayage électromagnétique
(1) poulie. (2) plateau. (3) bobine. (4) ressort. (5) arbre
d'entraînement. (6) roulement.
(A) position "débrayée". (B) position "embrayée".
Lorsque la bobine n'est pas alimentée, la poulie entraînée par le moteur
tourne sur le roulement sans entraîner le plateau porte-pistons.
Lorsque la bobine est alimentée, celle-ci attire le plateau qui vient se
coller contre la poulie et devient solidaire de celle-ci.
Le plateau étant solidaire de l'arbre d'entraînement du plateau
porte-pistons, celui-ci entraîne le mouvement des pistons et permet la compression
du réfrigérant.
Lors de la coupure de l'alimentation électrique de la bobine, le ressort
ramène le plateau en position "débrayé", le compresseur n'est plus
entraîné.
5.3 Compresseur à
cylindrée variable
Le principe de fonctionnement des compresseurs à cylindrée variable ne
diffère pas des compresseurs à cylindrée fixe.
Ce type de compresseur adapte sa cylindrée en fonction des besoins du
système.
Ces compresseurs sont entraînés de la même manière que les compresseurs à
cylindrée fixe et disposent du même type d'embrayage.
(1) piston. (2) clapet. (3) soupape de régulation. (4) arbre
d'entraînement. (5) rail de guidage.
(6) plateau porte-pistons. (7) poulie d'entraînement du compresseur (ensemble
embrayage électromagnétique).
(8) axe de pivotement du plateau porte-pistons.
(A) chambre haute pression (HP). (B) chambre basse pression (BP). (C)
pression de carter (PC).
La
modification de cylindrée s'effectue en faisant varier l'angle d'inclinaison
du plateau porte-pistons par rapport à la verticale.
Pour des raisons pratiques de fonctionnement, ainsi que pour assurer une
lubrification minimale du compresseur. la cylindrée minimale du compresseur
n'est pas de O mais de 10,4 cm3 (le plateau porte-pistons ne se
trouve jamais à la verticale). C'est pour cette raison que même lorsque le
véhicule est équipé d'un tel compresseur, il peut se produire un phénomène de
cyclage (arrêt puis enclenchement successif de l'embrayage) dû à la sonde de
température évaporateur.
Le fonctionnement des compresseurs à cylindrée variable entraîne la création
de pressions distinctes :
A
: haute pression
B : basse pression
C : pression de carter du compresseur
La
pression de carter PC n'a aucune influence sur la fonction Réfrigération du
circuit, mais est nécessaire au fonctionnement interne du compresseur.
Rappel :
pression
= force / surface
chaque force a un point d'application
la somme de chaque force de même sens appliquée sur un même élément peut être
exprimée par une résultante
FBP : effort généré par la basse pression sur la tête du piston.
RFBP : résultante de l'ensemble des FBP appliquées sur les 7 pistons (axe X'X
du plateau porte-pistons).
FPC : effort généré par la pression du carter sur le dessous du piston.
RFPC : résultante de l'ensemble des FPC appliquées sur les 7 pistons (axe du
plateau porte-pistons).
O : axe de pivotement du plateau porte-pistons.
a : angle d'inclinaison du plateau porte-pistons par
rapport à la verticale.
Charge frigorifique charge frigorifique et capacité de l'évaporateur à
refroidir un volume d'air plus ou moins important, plus ou moins froid, plus
ou moins humide.
Si l'air qui traverse l'évaporateur est chaud, humide et en grande quantité,
la charge frigorifique est importante.
Lorsque la charge frigorifique est importante, le détendeur est ouvert au
maximum pour laisser passer le plus de réfrigérant possible dans
l'évaporateur et obtenir une baisse de température de l'air la plus
importante possible.
En sortie d'évaporateur, il y aura donc une importante quantité de gaz
réfrigérant, donc la valeur de la basse pression BP sera importante.
Lorsque BP augmente, FBP augmente, donc RFBP augmente.
Le point d'application de RFBP se situant sous l'axe de pivotement O du
plateau porte-pistons, celui-ci va tourner dans le sens des aiguilles d'une
montre autour de O (si RFPC est constante).
L'angle a augmente.
Le compresseur se positionne en mode "Cylindrée Maximale" pour
débiter le plus de réfrigérant possible et répondre aux besoins du circuit.
Lorsque
la charge frigorifique du circuit est faible, le détendeur se referme pour
admettre moins de réfrigérant dans l'évaporateur, donc la basse pression
diminue.
Si la basse pression diminue, FBP diminue, donc RFBP diminue.
Si RFPC est constante, celle-ci devient supérieure à RFBP.
Son point d'application par rapport à l'axe de pivotement fait que le plateau
porte-pistons tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour
de l'axe O.
L'angle a diminue.
Le compresseur se positionne en "Cylindrée Minimale" pour réduire
son débit de réfrigérant.
Conclusion :
Si la basse pression augmente, la charge frigorifique augmente et le
compresseur se positionne en "Cylindrée Maximale".
Si la basse pression diminue, la charge frigorifique diminue et le
compresseur se positionne en "Cylindrée Minimale".
C'est la différence existant entre la basse pression (BP) et la pression de
carter (PC) qui commande l'inclinaison du plateau porte-pistons.
Rôle de la soupape de régulation.
(1) soupape de régulation. (2) orifice calibré.
(A) chambre basse pression. (B) chambre haute pression. (C) pression de
carter.
BP
: basse pression ou pression d'aspiration.
Elle
est fonction de la charge frigorifique de l'évaporateur et est régulée par le
détendeur pour garantir une surchauffe de la vapeur à l'entrée du compresseur
et éviter d'éventuelles aspirations de liquide qui pourraient endommager ce
dernier.
HP
: haute pression ou pression de refoulement.
Elle
est fonction des conditions de condensation (pression et température au
condenseur).
PC
: pression de carter.
Elle est générée par la
haute pression.
Un orifice calibré, interne au compresseur, met en communication la haute
pression et la pression de carter.
La pression de carter est une fraction de la haute pression.
Comme
expliqué dans le paragraphe Fonctionnement, c'est la différence (DP) entre basse pression et pression de carter qui fait varier la
cylindrée.
En fonctionnement en cylindrée constante, le compresseur est soumis à un
système de forces en équilibre mécanique et avec une différence entre basse
pression et pression de carter donnée.
La modification de (DP) fait varier la cylindrée et lorsque la nouvelle
position de fonctionnement est obtenue, il faut à nouveau rétablir le (
Schéma simplifié.
Lorsque
la basse pression augmente, à partir d'un seuil déterminé grâce au tarage du
ressort, la soupape s'ouvre et met en communication la basse pression et la
pression de carter.
Dans cette configuration, il n'y a plus de différence de pression entre les
deux valeurs : le compresseur augmente sa cylindrée car la pression de carter
a diminué et la basse pression a augmenté.
Lorsque la basse pression diminue, la soupape se referme donc il n'y a plus
de communication entre basse pression et pression de carter.
Comme la pression de carter est issue de la haute pression, la pression de
carter augmente, donc la cylindrée diminue.
Le rôle de la soupape de régulation est donc de réguler la pression de carter
et contrôler le couple RFBP, RFPC provoquant le déplacement du plateau
porte-pistons.
Loi de régulation :
Le déplacement du plateau porte-pistons en fonction des haute et basse
pressions est régi par une loi appelée "Loi de Régulation".
X : haute pression en bars (pression relative). Y : basse pression en bars
(pression relative).
(A) : dans cette zone, le compresseur est en "Cylindrée Minimale".
(B) : dans cette zone, le compresseur est en phase de régulation, la position
du plateau porte-pistons varie.
(C) : dans cette zone, le compresseur est en "Cylindrée Maximale".
Cette
loi de régulation est définie par le constructeur, réglée en usine et n'est
en aucun cas réglable en après-vente, quel que soit le type de compresseur.
La courbe est donnée à titre indicatif car les valeurs peuvent varier d'un
compresseur à l'autre.
C'est la soupape de régulation qui permet le respect de cette loi.
C'est pourquoi, en réalité, la soupape de régulation reçoit une information
sur la valeur de la haute pression.
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