Les moteurs à combustion interne, comme vous le savez bien, ont besoin de carburant et d’air pour fonctionner. Le carburant est stocké dans le réservoir de carburant et doit être renouvelé régulièrement. L’air est abondamment fourni par l’atmosphère qui nous entoure et nous parvient à une pression au niveau de la mer de 14,7 lb/pi2.

Cela fonctionne très bien, mais c’est toute la pression que vous obtiendrez pour pousser l’air dans votre moteur. Vous obtiendrez encore moins (accompagné d’une puissance également moindre) lorsque vous gravirez le Continental Divide sur un col de haute montagne dans l’un des nombreux États de l’Ouest.

Si seulement nous pouvions augmenter cette pression. Si seulement nous pouvions écraser plus d’air dans le moteur de notre véhicule avec plus de carburant. Ahhh. . . le compresseur. Ces appareils remarquables peuvent comprimer plus d’air dans le système d’admission du moteur de votre voiture et, avec la bonne quantité de carburant, augmenteront ainsi la puissance du moteur de 50 à 75 %.

Qu’est-ce qu’un compresseur ? Comment le compresseur (parfois appelé soufflante ou compresseur) a-t-il vu le jour ? Combien de types de superchargeurs existe-t-il ? Répondons à ces questions.

Qu’est-ce qu’un Supercharger ?

Un compresseur est un dispositif alimenté par un moteur (ou un moteur électrique) qui augmente le débit d’air vers le moteur, augmentant ainsi la puissance de ce moteur. Depuis les premiers stades du développement des moteurs à combustion interne pour propulser les automobiles, les camions et, oui, les avions, les compresseurs font partie de l’histoire.

La raison en est assez évidente. La suralimentation est un moyen relativement simple d’augmenter considérablement la puissance de presque toutes les conceptions de moteurs à combustion interne, qu’ils soient à deux temps ou à quatre temps, à essence ou diesel . Quel ingénieur pratique ou propriétaire de voiture enthousiaste pourrait résister à une telle tentation ?

Jetons un coup d’œil aux types de compresseurs, comment ils ont vu le jour et comment ils fonctionnent pour augmenter considérablement le débit d’air vers un moteur.

Types de superchargeurs

#1 – Souffleur de racines

Remontons dans l’histoire à une époque où les moyens de transport de la plupart des gens nécessitaient de gros quadrupèdes pour la puissance. En 1860, les frères Roots ont conçu et breveté un appareil de ventilation mécanique destiné aux hauts fourneaux et à plusieurs autres applications. Ce fut l’une des premières tentatives de construction d’un ventilateur volumétrique relativement efficace.

Il utilisait deux roues à trois lobes à engrènement montées sur un arbre parallèle. Il s’est avéré très efficace pour déplacer de grands volumes d’air.

Le ventilateur Roots a progressé rapidement et est apparu pour la première fois dans une conception de moteur brevetée par Gottlieb Daimler vers 1885. Son utilisation dans les automobiles de production s’est produite pour la première fois vers 1921 avec des voitures de luxe allemandes fabriquées par Mercedes.

Ces premiers compresseurs se sont avérés capables d’ajouter jusqu’à 30 à 40% d’augmentation de la puissance du moteur avec peu d’autres changements aux moteurs de cette époque.

Les designs Daimler sont rapidement devenus populaires pour les véhicules de rue et de course. Mercedes, Alfa Romeo et Bugatti viennent à l’esprit pour les succès en course utilisant cette technologie.

La conception du ventilateur Roots a été améliorée par General Motors (Detroit Diesel) principalement pour les moteurs de camion diesel à deux temps à la fin des années 1930. Ces soufflantes ont ensuite été souvent appliquées aux moteurs de course automobile.

De telles applications sont encore répandues aujourd’hui. Au niveau de la piste d’accélération, par exemple, il est courant de voir des dragsters utilisant des compresseurs de type Roots perchés sur d’énormes moteurs.

#2 – Compresseur à vis

Suivant la voie tracée par les frères Roots, en 1878, le designer allemand Heinrich Krigar fait breveter le compresseur à vis. Semblable au ventilateur Roots, il utilisait deux arbres parallèles mais était capable de produire une augmentation de pression beaucoup plus élevée grâce à la forme de vis de ses rotors.

Cependant, la complexité de la fabrication a retardé sa large utilisation industrielle et automobile pendant plusieurs décennies.

Un ingénieur suédois, Alf Lysholm, au milieu des années 1930, a apporté des technologies de fabrication essentielles qui ont réduit le coût de la conception de la vis. Ce type de compresseur a rapidement trouvé une niche dans le monde de la climatisation et dans d’autres industries où des sorties haute pression très efficaces étaient requises.

Dans le monde automobile, les compresseurs à vis sont parfois appelés aujourd’hui compresseurs à double vis.

#3 – Superchargeur centrifuge

Le troisième type de compresseur est le centrifuge. Au début des années 1900, le designer français Louis Renault a breveté le premier compresseur centrifuge à usage automobile. En l’espace d’environ trois ans, le constructeur américain de voitures de course, Lee Chadwick, a repris le design de Renault, a empilé trois étages (trois rotors) et a commencé une carrière couronnée de succès en pilotant de puissantes voitures de course de côte.

Les surpresseurs centrifuges d’aujourd’hui n’utilisent qu’une seule turbine avec des aubes incurvées complexes montées à l’intérieur d’un boîtier en forme de volute. L’air pénètre dans la roue à proximité du centre du logement. La roue à aubes en rotation l’élingue au passage extérieur du boîtier en augmentant la vitesse de l’air.

L’air est ensuite acheminé à travers un diffuseur de diamètre croissant qui ralentit le débit et augmente la pression. Cet air à haute pression est ensuite forcé à travers le système d’induction vers le moteur.

Un avantage majeur de ce type de compresseur est sa relative simplicité. Il a essentiellement une pièce mobile, la roue. La roue tourne à l’intérieur d’un boîtier avec des jeux relativement importants, ce qui rend son coût de fabrication raisonnablement faible.

Tous ces types de compresseurs sont directement entraînés par le moteur. L’utilisation d’un système d’entraînement par engrenages ou d’un entraînement par courroie beaucoup plus simple permet à la vitesse du compresseur et donc à la suralimentation d’augmenter proportionnellement à l’augmentation de la vitesse du moteur.

La pression de sortie vers le moteur peut varier en fonction des besoins en énergie du conducteur grâce à l’utilisation d’une soupape de dérivation qui s’ouvre lorsque la surpression doit être évacuée. Les sorties de débit d’air de ces compresseurs sont modulées de concert avec le débit d’injection de carburant par le module de commande du groupe motopropulseur (PCM) du véhicule.

Les automobiles de production qui ont bénéficié de la technologie de suralimentation comprennent les Studebakers historiques du début des années 50 utilisant des soufflantes Paxton, les Ford Shelby Mustangs et les automobiles à moteur semi-moteur Dodge populaires.

En utilisant des compresseurs à vis compacts, certains des véhicules de rue Dodge produisent facilement plus de 800 BHP. Un pied droit prudent est de mise avec l’une de ces voitures étonnantes.

#4 – Superchargeur à entraînement électrique

Un quatrième type de compresseur qui fait son apparition est à entraînement électrique. Chacune des trois configurations de soufflante décrites ci-dessus peut être entraînée par un moteur à courant continu à aimant permanent très efficace. Cette disposition permet aux vitesses de suralimentation d’être continuellement ajustées aux besoins en air du moteur par le PCM du véhicule.

Un moteur électrique pour faire tourner les pièces internes du compresseur est un système d’entraînement beaucoup plus simple que les courroies ou engrenages complexes utilisés dans les entraînements mécaniques. Cela pourrait potentiellement être une réduction des coûts et une amélioration de la fiabilité par rapport aux anciens compresseurs à entraînement mécanique.

Comment la suralimentation a profité à l’industrie aéronautique

Bien que coûteuses en dollars et tragiques en termes d’horribles pertes humaines, les guerres ont été le terrain d’essai de nombreuses avancées technologiques. C’est également vrai avec la suralimentation.

La Seconde Guerre mondiale a vu le besoin croissant d’avions capables d’atteindre des altitudes élevées. Les aéronefs à moteur à pistons à aspiration normale ne pouvaient pas fonctionner efficacement dans les airs raréfiés bien au-dessus de 20 000 pieds.

Les superchargeurs sont devenus courants dans ces chasseurs et bombardiers en temps de guerre permettant des altitudes allant jusqu’à 50 000 pieds. Avec de telles altitudes, la vitesse et la portée des avions ont également été grandement améliorées.

Les moteurs sous les superchargeurs

La suralimentation peut augmenter les pressions de combustion et les sorties de puissance de nombreux types de moteurs différents. Ces augmentations de pression et de puissance seront toujours accompagnées de températures moteur et de charges structurelles internes nettement plus élevées.

Les concepteurs ont dû compenser cela par un refroidissement et une lubrification améliorés du moteur, une métallurgie améliorée pour les carters de moteur et les pièces internes ainsi que des carburants de qualité supérieure. Ces avancées technologiques ont été transmises aux voitures et aux camions que nous conduisons aujourd’hui.

Il n’y a rien d’aussi bienvenu que la brise fraîche de la climatisation d’un véhicule au milieu de la canicule de l’été. Après tout, sans ces commodités modernes, nos trajets quotidiens seraient beaucoup moins supportables, peu importe leur longueur. Cette notion, en soi, accorde une importance accrue à l’état du système de climatisation de notre véhicule dans son ensemble.

Comme la plupart des automobilistes le savent bien, le système de climatisation d’un véhicule doit être correctement chargé afin d’atteindre le plus haut degré d’efficacité opérationnelle. Pour cette raison, il est important de recharger périodiquement le système de climatisation d’un véhicule , surtout s’il existe une fuite de quelque gravité que ce soit dans le système. La charge peut être effectuée à l’aide de kits de bricolage ou peut être effectuée par un professionnel.

Cependant, beaucoup se demandent souvent si le système de climatisation de leur véhicule est surchargé , surtout s’ils ont fait le plein eux-mêmes. Il est également naturel de contempler les résultats d’une telle surcharge, ainsi que les symptômes qu’une condition de ce type pourrait présenter.

Lisez la suite pour en savoir plus sur les divers symptômes associés à un système de climatisation surchargé, ainsi que sur la façon de résoudre un tel problème, s’il devait survenir à l’avenir.

Que signifie un climatiseur « surchargé » ?

Chaque système de climatisation jamais assemblé présente un taux de charge maximal, ceux que l’on trouve dans les véhicules d’aujourd’hui ne sont pas différents. Cette « charge maximale » détaille la capacité totale de réfrigérant qu’un système particulier peut accepter.

Sur la base de ces connaissances, l’idée de surcharge du système est assez simple. Une condition de surcharge existe dans un système de climatisation chaque fois qu’une quantité excessive de réfrigérant a été introduite, ce qui équivaut généralement à une charge totale du système dépassant celle spécifiée par le fabricant du système.

Chaque fois qu’un système de climatisation est chargé au-delà de sa capacité, un certain nombre de symptômes troublants peuvent survenir, dont la plupart sont détaillés ci-dessous. Cependant, il suffit de dire qu’un système de climatisation surchargé est largement incapable de fonctionner à son efficacité maximale, au grand désespoir de tout automobiliste qui dépend de sa fonctionnalité pour son confort.

Comment ça se passe ?

La surcharge du système de climatisation se produit généralement chaque fois que le propriétaire d’un véhicule tente de charger lui-même le système concerné, en utilisant des kits de recharge de base qui peuvent être achetés dans n’importe quel magasin de pièces automobiles.

Lors de l’utilisation d’un kit de cette nature, beaucoup se retrouvent limités dans leur capacité à mesurer avec précision la quantité de réfrigérant introduite. De plus, certains kits sont livrés avec peu d’instructions viables.

De plus, la plupart des kits de charge DIY A/C ne sont livrés qu’avec un seul manomètre, destiné à afficher les lectures dans le circuit basse pression d’un système. Dans ce cas, aucune lecture de haute pression n’est obtenue, ce qui limite la capacité d’observer pleinement la réponse d’un système à la charge de ses efforts de charge.

Le plus souvent, un automobiliste ignore qu’il a surchargé le système de climatisation de son véhicule jusqu’à ce qu’un refroidissement indésirable soit remarqué. De plus, un certain nombre de symptômes supplémentaires peuvent également survenir, ce qui amène à se demander s’ils ont ou non surchargé le système dans son ensemble.

Symptômes de climatisation surchargés

La présence de trop de fréon dans le système de climatisation d’un véhicule s’accompagne souvent d’une foule de symptômes secondaires. Reconnaître ces symptômes peut s’avérer utile lorsque vous tentez de remédier rapidement à la situation actuelle.

Voici quelques-uns des symptômes les plus courants associés à la surcharge du système de climatisation.

#1 – Air soufflé chaud

Un système de climatisation surchargé se refroidit rarement comme il se doit, évacuant souvent de l’air tiède des bouches d’aération du système. Si vous avez récemment fait le plein de réfrigérant de votre véhicule, mais que vous n’obtenez aucun soulagement de la chaleur, une surcharge de réfrigérant pourrait être à blâmer.

#2 – Bruits étranges

Si vous venez de faire entretenir la climatisation de votre véhicule et que vous remarquez maintenant des bruits étranges provenant de sous le capot du véhicule, il peut être judicieux de faire vérifier à nouveau la charge de réfrigérant du système.

La surcharge du système peut entraîner la lutte d’ un compresseur de climatisation, provoquant souvent un gargouillement ou un gémissement audible.

#3 – Pressions irrégulières

La surcharge d’un système de climatisation fait souvent monter en flèche les pressions du système côté haut. Une surchauffe du système peut également en résulter, ajoutant une insulte supplémentaire aux blessures et empêchant tout niveau de refroidissement d’être atteint.

#4 – Congélation de la ligne d’aspiration

Le gel d’une conduite d’aspiration d’un système de climatisation peut facilement se produire en cas de légère surcharge. Cela se produit principalement lorsque la charge thermique dans l’évaporateur est plutôt minime et que les températures du système de congélation sont atteintes.

Que faire

Dans tous les cas, le problème de surcharge du système de climatisation d’un véhicule doit être résolu rapidement. L’absence de réaction du propriétaire d’un véhicule peut rapidement entraîner des dommages graves et irréversibles aux composants. Ceci, à son tour, peut nécessiter des dépenses supplémentaires de la part de l’automobiliste, afin de rétablir la fonctionnalité complète du système.

En bref, il faut purger le système de climatisation de son véhicule pour atteindre le taux de charge souhaité. Malheureusement, cela nécessitera presque certainement un voyage au centre de service local, car la plupart n’ont pas de machine de récupération de réfrigérant disponible à la maison.

L’évacuation de réfrigérant dans l’atmosphère est hautement illégale, car le fréon est reconnu par l’EPA comme un polluant environnemental.

Si vous ne savez pas si le système de climatisation de votre véhicule a été surchargé ou non, un voyage à votre centre de service automobile local est fortement conseillé. Il est bien préférable de régler le problème en temps opportun plutôt que de souffrir d’une défaillance du système en raison de la complaisance.

Une surcharge peut-elle endommager le compresseur A/C ?

Surcharger le système de climatisation d’un véhicule peut s’avérer préjudiciable, voire catastrophique pour le compresseur du système. Cela provient du fait qu’un compresseur est soumis à une charge sensiblement accrue dans de telles conditions, provoquant ainsi une fatigue importante.

De plus, une surcharge extrême peut entraîner un puisage du compresseur, qui décrit une condition dans laquelle le réfrigérant liquide pénètre dans le côté entrée d’un compresseur, souvent avec des conséquences dévastatrices.

Des dommages importants au compresseur de climatisation d’un véhicule nécessitent non seulement un remplacement, mais également une révision complète du système. Cela est dû à la forte probabilité de contamination du système lorsque les débris d’un compresseur défaillant sont forcés en aval. En tout état de cause, des dommages de ce type sont assez coûteux à réparer.