Compresseur de climatisation automobile pour véhicules à énergies nouvelles : Le centre de confort optimisé par l’innovation
Aperçu du système de climatisation pour véhicules à énergies nouvelles
Le système de climatisation des véhicules à énergies nouvelles joue un rôle essentiel, car il influe directement sur le confort du conducteur et des passagers. Ce système se compose principalement d'un système de réfrigération, d'un système de chauffage, d'un système d'alimentation en air, d'un système de contrôle et d'un système de purification de l'air.
Le système de réfrigération se compose généralement d'un compresseur électrique, d'un condenseur, d'un capteur de pression, d'un détendeur électronique, d'un évaporateur, etc. Le compresseur électrique est l'élément central du système. Il aspire le fluide frigorigène gazeux à basse température et basse pression, le comprime en un gaz à haute température et haute pression, puis le refoule. Le condenseur refroidit ce gaz surchauffé, le condense en liquide et libère une grande quantité de chaleur. Le détendeur électronique et l'évaporateur régulent le débit et la pression du fluide frigorigène, permettant ainsi à ce dernier de se détendre et d'absorber la chaleur dans l'évaporateur, refroidissant ainsi l'air soufflé par le ventilateur.
Il existe plusieurs types de systèmes de chauffage. L'un d'eux est le chauffage par résistance PTC. Cette résistance est généralement installée sous le plancher, entre le conducteur et le plancher.'Le système de chauffage comprend un siège conducteur et un siège passager avant, ainsi que des éléments chauffants électriques PTC, des ventilateurs, un circuit de refroidissement, des cartes de contrôle et d'autres composants. Un autre type de système est la climatisation à pompe à chaleur, une version améliorée des systèmes à essence traditionnels. Le compresseur est entraîné directement par un moteur CC sans balais à aimant permanent. Un chauffage de stationnement est également présent. Le carburant est pompé vers la tôle métallique située devant la chambre de combustion par une pompe doseuse. Après chauffage de l'allumeur, les fines gouttelettes d'huile projetées se vaporisent. L'air se mélange à l'essence et s'enflamme. L'énergie thermique est transférée au liquide de refroidissement du moteur, puis ce dernier est mis en circulation par une pompe à eau électrique vers le radiateur situé dans le boîtier d'évaporation afin de chauffer l'air à l'intérieur du véhicule.
Le principe de fonctionnement du système de climatisation des véhicules à énergies nouvelles est similaire à celui des véhicules thermiques classiques, mais présente également des différences. Par exemple, pour la réfrigération, les deux systèmes utilisent un compresseur et un fluide frigorigène. En revanche, pour le chauffage, les véhicules thermiques classiques s'appuient principalement sur l'effet thermique du liquide de refroidissement du moteur, tandis que les véhicules à énergies nouvelles doivent produire de la chaleur grâce à des éléments chauffants électriques ou à une pompe à chaleur.
En résumé, la composition et le principe de fonctionnement du système de climatisation des véhicules à énergies nouvelles sont relativement complexes, mais ils revêtent une grande importance pour améliorer le confort des conducteurs et des passagers ainsi que les performances globales du véhicule.
Compresseur MinKa (042400-0233)
Types de compresseurs
(1) Classification par méthode de conduite
Compresseur traditionnel entraîné par le moteur thermique : ce type de compresseur est couramment utilisé dans les véhicules à moteur thermique, et certains véhicules hybrides électriques parmi les véhicules à énergies nouvelles peuvent également l'adopter. Il se caractérise par un compresseur entraîné par la courroie du moteur. Avantages : technologie éprouvée, processus de fabrication relativement simple, faible coût. Inconvénients : en cas de calage du moteur, le compresseur de climatisation s'arrête également, ce qui affecte le fonctionnement de la climatisation du véhicule. De plus, son efficacité est fortement influencée par le régime moteur.
Compresseurs hybrides à entraînement par moteur thermique et moteur électrique : Pour les constructeurs automobiles souhaitant améliorer le rendement des moteurs à combustion interne existants et parvenir à une miniaturisation, des compresseurs entraînés par courroie sont proposés. Pour les véhicules hybrides légers (Mild HEV) dont le moteur thermique est la source d'énergie principale et le moteur électrique la source d'énergie auxiliaire, des compresseurs hybrides compatibles avec un entraînement par courroie et par moteur électrique sont disponibles. Avantages : le mode d'entraînement le plus adapté aux différentes conditions de fonctionnement permet d'optimiser l'efficacité énergétique. Inconvénients : structure relativement complexe, coût élevé.
Moteur électrique à fréquence variable : pour les véhicules à propulsion électrique (HEV puissants, EV), des compresseurs électriques sont fournis. Ce système se caractérise par un entraînement direct du compresseur par le moteur électrique, offrant un rendement élevé et une grande réactivité. Le compresseur ajuste automatiquement sa vitesse de rotation en fonction de la température intérieure du véhicule pour un contrôle précis. De plus, l’absence de pièces de transmission par moteur thermique réduit les pertes d’énergie, ce qui le rend plus économe en énergie et plus respectueux de l’environnement.
(2) Classification selon le principe de fonctionnement : Les compresseurs à cylindrée fixe voient leur débit de refoulement augmenter proportionnellement au régime moteur. Leur principe de fonctionnement repose sur la régulation du démarrage et de l’arrêt du compresseur par la température à la sortie de l’évaporateur ou par la pression du système de climatisation. Lorsque la température atteint la valeur de consigne ou que la pression dans la canalisation est trop élevée, le compresseur s’arrête ; lorsqu’il remonte ou que la pression chute, il redémarre. Ses avantages résident dans sa structure simple, sa technologie de fabrication éprouvée et son prix relativement bas. Cependant, il ne module pas automatiquement sa puissance en fonction des besoins de refroidissement, a un impact significatif sur la consommation de carburant du moteur et ses arrêts et redémarrages fréquents peuvent nuire au confort et à sa durée de vie.
Compresseurs à cylindrée variable : Ces compresseurs ajustent automatiquement leur puissance en fonction de la température de consigne. Le système de climatisation ne reçoit pas de signal de température à la sortie de l’évaporateur, mais contrôle le taux de compression du compresseur en fonction de la variation de pression dans le circuit de climatisation afin d’ajuster automatiquement la température de sortie. Le compresseur fonctionne en continu pendant toute la durée du refroidissement. Ses avantages résident dans l’ajustement automatique de l’intensité de refroidissement aux besoins réels, l’amélioration de l’efficacité énergétique et la réduction de la consommation d’énergie. Cependant, sa structure est complexe, son coût élevé et les exigences relatives au système de contrôle sont également importantes.
(3) Classification selon le mode de fonctionnement : Compresseurs alternatifs : Le processus de fonctionnement se divise en quatre étapes : compression, échappement, détente et admission. La rotation du vilebrequin entraîne le mouvement de va-et-vient du piston via la bielle, ce qui provoque des variations périodiques du volume de travail formé par la paroi interne du cylindre, la culasse et la tête du piston. Ce mouvement permet la compression et le transport du fluide frigorigène dans le système de réfrigération. Les avantages sont une technologie de fabrication éprouvée, une structure simple, des exigences faibles en matière de matériaux et de techniques de fabrication, un coût réduit, une grande adaptabilité et une bonne réparabilité. Les inconvénients sont une vitesse de rotation limitée, un poids et une taille importants, une difficulté d’allègement, un échappement discontinu, un débit d’air sujet aux fluctuations et des vibrations importantes en fonctionnement. Actuellement, ce type de compresseur est principalement utilisé dans les systèmes de climatisation de grande cylindrée des bus et des camions. Compresseurs à pistons axiaux : Les compresseurs à plateaux oscillants ou à plateaux inclinés sont les plus courants et constituent la norme pour les compresseurs de climatisation automobile. Les cylindres sont disposés autour de l'axe central du compresseur, et le mouvement du piston est parallèle à l'arbre principal. La plaque inclinée est fixée à cet arbre, et son bord pousse le piston, imprimant ainsi un mouvement de va-et-vient axial. Ce système présente plusieurs avantages : miniaturisation et allègement aisés, vitesse de rotation élevée, structure compacte, rendement élevé et grande fiabilité. Grâce à la maîtrise de la cylindrée variable, il est largement utilisé dans la climatisation automobile.
Compresseur rotatif :Compresseur à palettes rotatives : Le cylindre présente des formes circulaires et elliptiques. L’arbre principal du rotor est légèrement excentré ou coïncident avec le cylindre. Les palettes divisent le cylindre en plusieurs compartiments. Lorsque l’arbre principal entraîne la rotation du rotor, le volume de ces compartiments varie continuellement, assurant ainsi l’aspiration, la compression et le refoulement du fluide frigorigène. Avantages : dimensions réduites et poids léger, installation aisée dans un compartiment moteur exigu, faible niveau sonore et vibrations, rendement volumétrique élevé. Inconvénients : exigences élevées en matière de précision d’usinage, coût de fabrication élevé.
Type de défilement :Compresseur de quatrième génération, il se caractérise par une paire de spirales fixes et mobiles enroulées en spirale, un moteur sans balais, etc. Son principe de fonctionnement se divise en trois phases : aspiration, compression et refoulement. Lors de l'aspiration, le fluide frigorigène gazeux est aspiré par l'entrée d'air dans la chambre de compression, où il se détend sous l'effet de la rotation de la spirale mobile. Lors de la compression, le volume de la chambre diminue progressivement, comprimant le fluide frigorigène gazeux qui est ensuite refoulé vers le centre de la spirale fixe. Lors du refoulement, lorsque le fluide frigorigène gazeux atteint une pression élevée, il est refoulé par l'orifice de refoulement central de la spirale fixe grâce à la soupape de refoulement. Avantages : rendement élevé, faible niveau sonore, fiabilité, économies d'énergie, etc. Inconvénients : technologie relativement complexe, coût élevé.
