|
Analyse fonctionnelle du système de climatisation
|
Principe de fonctionnement de la climatisation automobile
|
GHP --> Gaz Haute Pression
|
Les valeurs de pressions et de températures, relevées sur véhicule, sont indiquées à titre d’exemple pour la bonne compréhension de fonctionnement du système lors du changement d’état du fluide frigorigène.
Entretien périodique du système
Chaque année, un contrôle
de la charge du fluide s’impose, ainsi que l’échange du filtre de
l’habitacle.
Tous les deux ans, une visite générale sera effectuée (état des flexibles,
courroies, …) avec l’échange du filtre déshydrateur.
|
Schéma
symbolisé de la partie fluidique |
1 --> condenseur ; 2 --> déshydrateur ; 3 --> compresseur ; 4 --> détendeur ; 5 --> évaporateur ; 6 --> pressostat.
|
Le compresseur
Fonction globale
Assurer un débit de gaz frigorifique sous haute pression.
Symbole
Organisation structurelle
Les compresseurs
couramment utilisés sur les véhicules sont du type axial alternatif à 5 ou 7
pistons. Le moteur du véhicule assure l’entraînement par poulie et courroie.
Un embrayage électromagnétique permet de désaccoupler l’arbre du
compresseur.
Principe de fonctionnement
Après l’alimentation du
bobinage d’embrayage en énergie électrique, le plateau de commande (1) est
entraîné par le rotor à cames (2). Durant cette rotation, les bielles fixées
sur le plateau de commande au moyen de rotules serties, transmettent aux pistons
(4) la translation engendrée par l’inclinaison du rotor à cames. Un
mouvement axial alternatif de chaque piston est ainsi obtenu.
L’engrenage (5) assure le maintien en rotation du plateau de commande et
assure la fonction rotation.
Un ensemble de clapets à lames (10), situé dans la culasse (7), assure le déroulement
du cycle aspiration/refoulement du fluide frigorigène dans chacun des
cylindres.
Le mécanisme du compresseur est lubrifié par une huile spéciale, d’un
volume prescrit par le constructeur, introduit avant la mise en service du système.
|
|
1 --> corps de
compresseur ; |
Exemple de caractéristiques d’un compresseur Sanden SD 506
| Nombre de cylindres | 5 |
|
Course des pistons
|
35 mm |
| Alésage | 22,6 mm |
| Régime rotation | 6000 tr/mn |
| Volume d'huile | 207 ± 30 cm3 |
| Poid avec embrayage | 5,5 kg |
Le condenseur
Fonction globale
Changer l'état physique du fluide frigorigène en permettant la condensation de la vapeur surchauffée et de sous refroidir le fluide pour faciliter son passage à l'état liquide.
Symbole
Structure et implantation
Le condenseur en aluminium
(pour Gaz R 134a) est placé en avant du radiateur.
En arrière se trouve le GMV (Groupe Moto-Ventilateur) qui permet d'améliorer
l'écoulement de l'air nécessaire à l'échange thermique.
Principe de fonctionnement
Le fluide frigorigène, venant du compresseur, pénètre dans le condenseur à l'état de vapeur à haute température et haute pression.
En dirigeant l'air extérieur, soit par pénétration suite à la vitesse importante du véhicule, soit par circulation forcée du GMV sur les ailettes du condenseur, un échange thermique se produit qui a pour effet de refroidir le fluide et d'amorcer la phase de liquéfaction.
Déshydrateur
Fonction globale
Assurer la réserve tampon
du fluide.
Filtrer le fluide de ses impuretés.
Retenir l'humidité contenue dans le circuit.
Symbole
Structure et implantation
C'est une bouteille, placée
entre le condenseur et la soupape de détente qui contient des filtres et un élément
déshydrateur.
Un voyant, pouvant se trouver à sa partie supérieure, permet de constater la
bonne circulation du fluide.
|
|
1 --> entrée
du fluide ; |
Principe de fonctionnement
Le fluide frigorigène, (liquide) à haute pression, entre dans la bouteille et traverse le filtre dans lequel se déposent les particules diverses en suspension. En traversant les sels de silice, il se décharge de l'humidité qu'il contient.
Détendeur (monobloc avec thermostat incorporé)
Fonction globale
Réduire la pression et, en fonction de sa température, contrôler le débit du fluide frigorigène.
Symbole
Structure et implantation
Cet élément se trouve implanté à l'entrée de l'évaporateur, raccordé sur les tuyauteries haute et basse pression.
Nomenclature
|
|
1 - entrée du
fluide liquide haute pression venant du déshydrateur ; |
Principe de fonctionnement
Le fluide frigorigène entre à l'état liquide sous haute pression. A sa sortie, le fluide est détendu à basse pression et engendre un début de vaporisation avec production de froid.
La sonde thermostatique, par l'intermédiaire de son gaz interne, réagit par rapport à la température du fluide en sortie de l'évaporateur, qui est fonction des apports calorifiques extérieurs et du débit du fluide.
Le débit du fluide est fonction de la section de passage de l'orifice de détente, variable par le déplacement de l'ensemble diaphragme/tige* de poussée agissant sur la bille.
|
|
Forces appliquées au diaphragme
* Le diaphragme
est soumis à trois forces : |
Remarque :
en fonctionnement, pour des raisons de sécurité, le détendeur n'est jamais
fermé complètement.
Évaporateur
Fonction globale
Refroidir et déshumidifier l'air qui pénètre dans l'habitacle du véhicule.
Symbole
Structure et implantation
C'est un échangeur
thermique placé dans le boîtier de climatisation logé dans la partie interne
de la planche de bord.
Une sonde, fixée proche des ailettes, informe le boîtier électronique de
gestion de climatisation, de la température de l'air sortant de l'évaporateur.
(seuil de température mini @ 2°C)
Principe de fonctionnement
Le fluide entre dans l'évaporateur à l'état de début de transformation liquide/vapeur à base pression.
L'air ambiant extérieur, qui pénètre dans l'habitacle en passant sur les ailettes de l'évaporateur perd une partie de ses calories, ce qui va permettre au fluide de se vaporiser. L'air est refroidi, le fluide sort de l'évaporateur à l'état gazeux sous faible pression.
L'air, en passant sur les ailettes refroidies, perd de son humidité qui va se transformer en givre par condensation. Cet air se trouve ainsi déshumidifié et en partie dépoussiéré (les poussières adhèrent au givre).
Remarque : il est donc normal de trouver de l'eau qui s'écoule en dessous du véhicule lorsque le système de climatisation est en fonctionnement.
Pressostat
Fonction globale
Piloter la commande de l'embrayage, du groupe moto-ventilateur (GMV) et assurer la sécurité du système.
Symbole
Structure et implantation
Placé sur le réservoir déshydrateur, il assure quatre fonctions de commutation électrique pour la sécurité du système de réfrigération, d'où l'appellation « pressostat à 4 niveaux ».
Principe de fonctionnement
Représentation graphique
Par l'intermédiaire du
calculateur de gestion moteur, le pressostat permet de :
- désactiver le compresseur si la pression du gaz réfrigérant est inférieure
à environ 2 bars --> niveau 0, ou supérieure à 28 bars --> niveau 3 ;
- enclencher la première vitesse du motoventilteur de refroidissement moteur si
la pression du gaz réfrigérant est supérieure à environ 15 bars -->
niveau 1 ;
- enclencher la deuxième vitesse du moto-ventilateur de refroidissement moteur
si la pression du gaz est supérieure à environ 20 bars --> niveau 2.
Nota : la dépose d'un pressostat peut s'effectuer sans vidanger le circuit de son gaz. Une valve de fermeture isole le circuit avec l'extérieur lors du démontage.
Tuyauteries et raccords
Fonction globale
Véhiculer le fluide frigorigène aux divers organes de l'installation tout en étant résistant à la pression et à la température de ce fluide, ainsi qu'aux agents chimiques externes (huile moteur, acide batterie, produits de salage hivernal de la chaussée, etc.).
|
|
Composition des
tuyaux souples pour circuit HFC 134a EPDM : Éthylène Propylène Diène Monomère |
Structure
Deux types de tuyauteries
sont utilisés :
- tuyauterie souple, de refoulement et d'aspiration, permettant leur passage aisé
dans les endroits restreints et de filtrer les vibrations et les déplacements
de l'ensemble moteur par rapport à la carrosserie ;
- tuyauterie rigide, en acier cadmié ou en aluminium pour le gaz R 134a,
permettant de minimiser l'encombrement par des rayons de courbure moins
importants que pour la tuyauterie souple.
Les tuyauteries peuvent également être mixtes (acier et matière souple).
Les raccordements des tuyauteries aux différents composants du circuit sont réalisés par l'intermédiaire d'un choix spécifique de raccords.
Les raccords de service pour vidange et remplissage de l'installation au 134a, se situent sur les tuyauteries.
Ils sont du type encliquetable ; un obus est percuté après ou pendant l'encliquetage suivant le principe du raccord rapide femelle de l'appareil utilisé.
Le raccord HP (Haute Pression) est de diamètre plus important que celui de BP (Basse Pression).
Les diamètres des raccords HP et BP sont différents
Nota :
les tuyaux ainsi que les joints conçus pour le fluide R 134a peuvent être montés
sur les installations au gaz Fréon R 12, mais l'inverse n'est pas autorisé. La
molécule du fluide R 134a, étant plus petite que celle du CFC 12, a tendance
à traverser la matière d'étanchéité.
Pour vaincre cet inconvénient une deuxième couche à base de nylon a été insérée.
Raccord à bride
|
|
1 - pipe ; |
Raccord à visser
|
|
1 - fourrure de
sertissage ; |
Raccord encliquetable
L’avantage de ce type de raccords est de faciliter les opérations de dépose et de repose des éléments.
Pourquoi et comment entretenir sa
"clim" ?
On pourrait penser le système étanche, à l'image d'un réfrigérateur. En
fait, il n'en est rien. Il y a "une perte" plus ou moins importante.
Mon "mécano", lui, fait tourner sa "clim" en permanence.
Si on n'y tient pas, il est recommandé de la faire tourner le
plus régulièrement possible ( toutes les semaines ou tous les 15 jours ).
Quelques minutes suffisent pour "graisser" les joints.
Le filtre d'habitacle ou filtre à pollen.
Comme son nom l'indique, il est destiné à
"filtrer" l'air entrant dans l'habitacle. Il faut le changer au moins
une fois par an, plus si on circule dans une atmosphère très polluée.
L'évaporateur.
Il est nécessaire de le nettoyer ( désinfecter ) au moins
une fois par an.
La recharge.
Quand la quantité de gaz devient insuffisante, la
climatisation perd de son efficacité ( moins de "froid" ). Il est
alors nécessaire de faire
procéder à une recharge par un professionnel ( forfait global : nettoyage, désinfection,
changement du filtre, recharge, vérification 150 € ).
La bouteille déshydratante.
Le changement de la bouteille déshydratante doit s'effectuer dans les cas suivants :
- A chaque ouverture du circuit (remplacement de pièce, circuit ouvert trop longtemps, crash…)
- Lorsque la bouteille est colmatée (différence de température à l'entrée et la sortie de la bouteille)
- A titre préventif tous
les 3 ans
