Le compresseur Denso
Sommaire
- Généralités
- Fonctionnement
- Aspect extérieur
- Lubrification
- Caractéristiques
- Dissection
- Comprimer de l'air avec le Denso
Généralités
Il s'agit d'un compresseur de climatisation de type axial. Il est très compact et très léger. En usage climatisation, il est réputé pour avoir un mauvais rendement. Comme on le verra plus loin, le système d'entraînement de ses pistons gaspille de l'énergie par friction entre des poussoirs et le plateau, et sa cylindrée est très importante.
Il est destiné au R134a, qui, offrant de moins bonnes performances frigorigènes que le R12, nécessite un compresseur plus "puissant". On ne le trouvera en récupération que difficilement, et sur des véhicules récents.
Il est peu adapté à la production d'air comprimé à bord d'un véhicule car il ne possède pas de véritable réserve d'huile. Il doit être lubrifié par un apport de lubrifiant dans l'air. On peut donc l'utiliser avec succès pour actionner de l'outillage pneumatique (perceuse, clé à chocs, cliquet pneumatique, fraiseuse à main...) en plaçant un huileur entre filtre à air et succion (entrée), mais, pour tout autre usage (soufflette, gonfleur...), un filtre séparateur efficace est indispensable. Ce n'est pas rédhibitoire, mais cela constitue tout de même un sérieux handicap, en particulier vis à vis du York.
Il est en pratique impossible à modifier pour limiter les rejets d'huile.
A titre d'information, l'objet disséqué ici a été acheté 30 €. L'explication de ce tarif très bas (deux Sanden, un vieux et un récent, ont également été payés 30 et 40 €) est la suivante : le Denso étant encore peu courant, et les compresseurs de climatisation supportant mal le stockage à l'air libre (joints), il est difficile de s'en débarrasser. Ils sont donc bradés, et ce d'autant plus que le véhicule donneur est rare (faible demande). C'est l'explication donnée par le récupérateur qui n'a que faire de pièces invendables (une bonne cinquantaine de compresseurs plus ou moins jeunes en stock).
Fonctionnement
Une modélisation animée est visible sur le site de l'Académie de Lille ; cliquer sur l'image ci-dessous :
http://www2c.ac-lille.fr/eiffel/cpge/animation82.html
C'est un compresseur de climatisation rotatif à plateau incliné (swash plate) qui se différencie du Sanden (wobble plate) par ses 5 pistons sans bielles, actionnés directement par le disque incliné sur son axe. Il est assez léger (5 Kg contre 7 Kg pour le Sanden).
Écorché du Denso
Les 5 pistons sont à double effet, et il possède deux culasses opposées communiquant entre elles.
Schéma fonctionnel
Aspect extérieur
Il est très facilement reconnaissable. Celui-ci provient d'une Kia, et est fabriqué par Doowan (Corée) sous licence Denso (le géant Japonais). Il est par exemple présent sur les TD5.
Vue de face : la poulie
Vue de profil
Vue de dessus. Les raccords peuvent différer selon les versions
Lubrification
Ce compresseur ne possède pas de réserve d'huile. La lubrification est intégralement assurée par l'huile circulant avec le fluide frigorigène. La succion (admission) se fait à travers le carter du swash plate.
Caractéristiques
Denso ne donnant pas d'information sur la cylindrée, elle a été mesurée. Chaque cylindre a un alésage de 29.4 mm et une course de 23 mm. La cylindrée unitaire est donc de 21.24 cm3, ce qui porte la cylindrée totale à 212 cm3 environ (5 pistons double effet, soit un total de dix).
Ceci en fait donc le compresseur le plus "puissant" (et de loin) comparé au Sanden et au York, et le plus compact (de loin également). Et il serait grotesque de lui comparer un compresseur électrique.
Denso ne fournit sur son site aucun détail contrairement aux autres équipementiers. Cependant, en ce qui concerne la puissance mécanique absorbée, on peut l'estimer par extrapolation à environ 6 CV moteur tournant à 2000 trs/mn. On comprend aisément pourquoi un compresseur électrique alimenté en 12 V ne pourra pas avoir de telles performances : il serait bien trop lourd et encombrant.
Dissection
Le plateau de l'embrayage électromagnétique et son capot en plastique sont retenus par un simple boulon M6, facile à retirer.
Le plateau d'embrayage
Ce plateau déposé, on accède à la poulie. Elle est retenue par un circlip crénelé, facile à enlever grâce à un simple tournevis. Il y a une petite rondelle d'espacement en bout d'axe qu'il faut faire attention de ne pas égarer.
La poulie folle et son circlip
La poulie est retirée. Un circlip apparaît au fond : il retient le solénoïde. Ce circlip est assez spécial : il n'est pas plat et présente en large chanfrein intérieur. Prendre garde de le remonter de la même façon !
Le circlip de fixation du solénoïde
Après avoir retiré le circlip, le solénoïde se dépose sans difficulté. Il est calé en rotation par une goupille Mecanindus qui vient se loger dans la fente visible en bas de l'image, à côté d'une des vis.
En retirant les cinq longues vis M6 qui traversent de part en part le corps du compresseur, toutes les pièces internes deviennent accessibles.
Le solénoïde est déposé
Les cinq longues vis. Elles sont montées avec des rondelles joints en cuivre.
Les cinq vis qui ferment le compresseur
Les images suivantes montrent la culasse arrière. Les photos sont plus lisibles, car l'axe ne dépasse pas.
Le couvre culasse arrière. On voit deux zones : une zone centrale (elle correspond à la succion), et une zone périphérique (décharge).
Le couvre culasse arrière
Les clapets de sortie, présentés posés sur le couvre culasse.
La pièce gris foncé, posée sur le couvercle, est à la fois un joint et un limiteur de débattement. La pièce qui est montrée décalée est l'ensemble des cinq clapets de sortie. En fait ce sont les languettes qui sont véritablement les clapets.
Clapets de décharge et limiteurs
La culasse. En dessous d'elle se trouvent les clapets de succion et les cylindres.
- entrée depuis le corps de compresseur
- orifice de succion, et dessous, le clapet correspondant
- orifice de sortie de cylindre. Les languettes du joint photographié plus haut agissent à ce niveau
- orifice de sortie regroupant les sorties de cinq cylindres
- passage de vis
- joint torique
La culasse
Après avoir déposé la culasse, on accède aux clapets de succion. En dessous, on aperçoit les pistons.
Les clapets de succion
Les cylindres et les pistons. Il y en a en fait cinq à l'avant, et cinq à l'arrière.
L'axe tourne à chaque extrémité sur des cages à aiguilles, et l'immobilisation dans le sens axial se fait par des butées à aiguilles.
Les cinq alésages que l'on voit autour du passage d'axe sont des entrées, et sont reliées au carter central par lequel se fait l'aspiration.
Les cylindres
A ce stade, on comprend qu'il n'est pas possible au compresseur de faire autre chose que recracher l'huile que l'on y met... En supposant que l'on obture ces passages, et que le passage d'axe soit rendu étanche, il serait nécessaire de faire entrer l'air par le couvre culasse. A l'arrière, ceci ne pose pas de problème. Par contre à l'avant, c'est impossible en raison de l'axe qui traverse le couvercle et de la présence du solénoïde.
Le couvercle avant, par où passe l'axe jusqu'à la poulie. On voit au centre le joint spi, retenu par un circlip.
Le couvre culasse avant
Culasse et clapets à l'avant. Comme à l'arrière, deux pin's servent au centrage des différentes pièces.
Culasse et clapets avant
Le corps central est retiré. On accède aux cinq double pistons, et au swash-plate qui les actionne. Le mouvement est transmis aux pistons par des galets, par friction, ce qui explique sans doute la réputation de mauvais rendement énergétique de ce compresseur en climatisation.
Les pistons ne possèdent pas de segmentation. Il y a un traitement de surface noir (graphite ? nitrure de kryptonite mercerisé ? ), et l'extrémité possède une petite gorge. C'est probablement l'huile qui s'y accumule qui assure l'étanchéité.
Les pistons
Une autre vue des pistons
Cinq des dix cylindres, et une des deux butées à aiguilles
Le couvercle supérieur, sur lequel sont branchées les canalisations, est retiré. On voit, dans le coin en haut à droite, l'orifice de succion, qui amène le gaz directement dans le carter du plateau oscillant à partir duquel il passe vers le couvercles de culasses.
La plus large zone correspond au refoulement. Les flèches montrent les orifices par lesquels le gaz comprimé ressort.
Entrée et sortie
Comprimer de l'air avec le Denso
Le problème de la lubrification
Le problème posé par le Denso tient à son mode de lubrification, l'huile étant véhiculée par le gaz transitant par le carter. La succion y est directement reliée. Il faut donc équiper ce compresseur d'un huileur sur le circuit d'aspiration, quelque part entre filtre à air et aspiration. Ce compresseur a une forte cylindrée (212 cc). Si l'on suppose - hypothèse de travail - que le rendement volumétrique est égal à 100%, lorsqu'il tourne à 2000 trs/mn - ce qui correspond à environ 1500 trs/mn pour le moteur - ce sont quelques 400 litres / mn, ou encore 24 mètres cube / heure qui sont aspirés ! Un tel débit impose une canalisation d'entrée de fort diamètre (au moins 12 mm) pour limiter les pertes de charge, et un huileur capable de suivre le rythme. Or un tel huileur, en 1/2 pouce donc, est très encombrant. Il en sera naturellement de même pour le filtre séparateur en sortie. De plus le débit d'huile devra être conséquent. Mais ceci est sans doute plus théorique que pratique si l'on s'en tient à une utilisation limitée à quelques minutes seulement. En effet, nombre d'utilisateurs se contentent avec succès de verser un peu d'huile dans l'entrée d'air, comme on le fait pour l'outillage pneumatique en l'absence d'huileur en ligne. Certains versent de temps en temps (une ou deux fois par an) quelques centimètres cubes d'un hyperlubrifiant tel que le Lubisyl.
L'expérience de Dan Houlton
Une seule expérimentation a été trouvée sur le net avec ce compresseur : voir Original Compressor, par Dan Houlton.
Un détail très intéressant et astucieux que nous apprend cet amateur est l'utilisation de raccords et tubulures destinés aux nettoyeurs à vapeur haute pression plutôt que de raccords pour air comprimé. En effet, l'air comprimé sort très très chaud... même d'un petit compresseur d'atelier : amusez vous à poser la main sur la canalisation en cuivre du votre ! (la canalisation qui amène l'air de la culasse à la cuve). Prévoyez l'achat de Biafine avant l'expérience !
Dan Houlton se contente de verser quelques onces d'huile de temps en temps dans la canalisation d'aspiration : "I've just been periodically squirting a few ounces of oil into the inlet for lubrication". Pour mémoire, une once liquide (floz) représente 30 cc (ceux parmi vous qui ont une seule fois préparé un biberon le savent). Mais, car il y a un mais, son installation comporte une cuve.
Éliminer l'huile en sortie de compresseur
Ce compresseur recrache toute l'huile qu'il consomme... Il y a un autre type de compresseur qui est lubrifié à "huile plus ou moins perdue", il s'agit du compresseur à vis, très utilisé dans l'industrie et les travaux publics (cependant, il en existe travaillant sans huile). Naturellement, l'huile est récupérée en sortie pour être recyclée vers l'entrée et les paliers. En fait, le plus gros du lubrifiant est récupéré par passage à travers une cuve, puis un filtre séparateur élimine ce qu'il reste en sortie de cuve. L'air arrivant dans la cuve se détend, et les gouttes d'huile se condensent pour tomber au fond. En conclusion, une cuve, même de petites dimensions, semble indispensable entre sortie de compresseur et filtre séparateur.
Un système de lubrification adapté au Denso
Bien que ce système ait été mis au point pour un Sanden, le montage présenté sur le site des Sahariens est tout à fait ce qu'il faut au Denso. Voir cette page et les suivantes.
Voir également le système réalisé sur base Sanden par Jean-Emmanuel Leroy. Il renvoie l'huile récupérée en sortie non pas vers l'entrée du Sanden, mais vers le carter (ce qui est la meilleure solution pour un Sanden). Dans le cadre du Denso, c'est bien sûr vers l'entrée d'air qu'il faut réinjecter. Le "système Leroy" est très proche d'un compresseur à vis dans son principe de lubrification avec recyclage. En fait, dans un compresseur à vis, l'huile est récupérée dans une cuve après séparation de l'eau de condensation, puis renvoyée sous pression dans les paliers. J.E. Leroy réinjecte l'huile récupérée en utilisant la pression de l'air comprimé régulée par un mini régulateur de pression.
