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Sommaire :
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Généralités
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Ce compresseur de climatisation très répandu - c'est sans doute le plus utilisé dans le monde - est de plus en plus utilisé comme compresseur d'air. Assez léger et compact, il existe souvent un emplacement destiné à le l'accueillir s'il n'est déjà présent, entraînant une climatisation à bout de souffle. Dans ce deuxième cas, le compressseur est souvent "récupéré" en gonfleur,
Des sociétés comme Kilby Enterprises (voir ici), Endless Air (voir ici), ou encore Extremeoutback (voir ici) commercialisent des solutions élaborées autour du Sanden.
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Variantes |
Il existe plusieurs modèles et variantes qui se distinguent :
- par le nombre de cylindres
- par le type de denture de la roue centrale du pivot (droite ou hélicoïdale)
- par la cylindrée
- par le gaz pour lequel ils sont conçus, le vieux R12 ou le R134a
- par le type de fixation
- par la position des raccords, dans l'axe ou perpendiculaires
- par le type de raccord
- par le type de l'ensemble poulie + embrayage
- par la nature du joint de culasse, fibre sur les anciens modèles, métalloplastique sur les nouveaux
Mais à quelques petits détails près, ils sont identiques dans leur conception.
De même que pour le York, Sanden International Inc. fournit sous la forme d'un manuel de révision tous les renseignements utiles.
Deux compresseurs, correspondant aux deux principales variantes, seront disséqués ici.
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Fonctionnement
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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/animation67.html
Éclaté du Sanden
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Aspect extérieur
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Un SD-709 avec fixations à oreilles
Il est très facilement reconnaissable. Celui-ci est un SD-709 provenant d'un Range Rover Classic. Il est muni de fixations à "oreille", mais il en existe une autre version, voir plus loin dans cet article.. Ce type de fixation est essentiellement utilisé sur les véhicules équipés d'une courroie trapézoïdale dédiée à la climatisation : la tension en est alors généralement assurée par une rotation du compresseur autour d'une de ses fixations, comme c'est le cas pour un alternateur. Mais ce n'est pas une règle absolue : si c'est bien le cas pour un Range Rover Classic V8, le montage, sur une Range à moteur VM, est fixe sur un berceau, lui même ajustable en rotation.
Vue de face : la poulie et le plateau d'embrayage
Vue de profil
Vue de la culasse. La position et le type des raccords et vannes
de service peuvent différer selon les véhicules et les versions
Un SD7H15 avec fixations à travers le corps
Le compresseur ci-dessous est assez récent et provient d'une Laguna. C'est l'équivalent R134a du SD-709.
Vue de profil
 Les fixations ressemblent à celles du Denso, mais leurs cotes sont différentes.
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Lubrification
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On peut parfois lire, en particulier sur des forums, que sa lubrification est assurée par l'huile circulant avec le fluide frigorigène. C'est inexact. Une certaine quantité d'huile circule effectivement - et a d'ailleurs tendance à s'accumuler dans l'évaporateur - diminuant le rendement du climatiseur. Mais il s'agit là d'un effet parasite dû à l'obligation de relier le carter au circuit de fluide frigorigène.
En réalité, de l'huile est présente dans le circuit parce que le carter du compresseur doit bien être relié quelque part au circuit : il ne peut pas être relié à l'atmosphère, les pertes par la segmentation étant bien trop importantes. Il est donc relié en interne à la partie du circuit soumise à la pression la moins élevée : la succion.
Attention ! Ce compresseur est muni d'un bouchon servant au remplissage du carter d'huile et au contrôle de son niveau. Il ne faut en aucun cas chercher à vérifier soi-même ce niveau. Ceci doit impérativement être effectué par un professionnel. En effet, le contrôle se fait en suivant une procédure particulière destinée à ramener vers le corps de compresseur l'huile déposée au fond de l'évaporateur et de la "bouteille". Ensuite, le compresseur est isolé du reste du circuit grâce aux vannes de service, puis dépressurisé. Enfin, le bouchon peut être ouvert afin d'y introduire la jauge, et de faire un éventuel complément de lubrifiant. A la fin de l'opération, le circuit doit subir une recharge afin de compenser la perte occasionnée. Ouvrir le bouchon sans précaution particulière, c'est risquer de le transformer en un projectile propulsé par la forte pression régnant dans le circuit, et s'exposer à des gelures dues au froid intense généré par la détente du gaz. Ceci est particulièrement dangereux pour les yeux.
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Caractéristiques
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On trouvera sur le site de Sanden International Inc. tous les renseignements souhaités, y compris les manuels de révision et les courbes de performances de leurs compresseurs.
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Dissection
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Poulie
La première chose à faire est d'extraire la poulie. Commencer par déposer l'écrou central M8 Nylstop. Le plateau de l'embrayage peut être enlevé en réalisant un extracteur : trois taraudages de 6 mm au pas fin sont présents pour permettre son utilisation (voir manuel de révision du Sanden). Ici, il a été extrait avec un extracteur à griffes : ceci n'est pas à recommander. Cependant, en agissant avec doigté, il n'y a pas de risque d'endommagement : le plateau vient très facilement.
ce qu'il ne faudrait pas faire...
Il vaut mieux utiliser un extracteur spécial, très facile à réaliser : voir Extracteur de plateau d'embrayage pour compresseur Sanden.
Utilisation d'un extrateur spécial
Une fois le plateau retiré, récupérer la clavette et les rondelles d'espacement. Ce sont elles qui empêchent le plateau de venir toucher la poulie tant que le solénoïde n'est pas alimenté.
le plateau de l'embrayage est déposé
C'est au niveau de ces trois taraudages que viennent se placer les tiges de l'extracteur dédié. Le cas échéant, un tel extracteur est très facile à réaliser à condition de pouvoir se procurer de la visserie M6 au pas de 125 ou 150 (?).
Taraudages destinés à l'extracteur
Enfin, déposer le circlip qui retient la poulie, puis la poulie elle même.
Culasse et clapets
La couvre culasse est fixé au carter par sept vis M8. Desserrer quart de tour par quart de tour, en étoile. Une fois déposé, on accède à la culasse elle même.
SD-709 : le couvre culasse
On repère immédiatement le système de clapets :
- en bleu : les clapets d'admission (succion) : sept orifices derrière lesquels se trouvent les lamelles correspondantes
- en rouge : les clapets de sortie sont derrière cette pièce en étoile qui limite leur débattement
- en vert : le centrage de la culasse et du couvercle est assuré par deux goupilles Mecanindus
- en jaune : canalisation à destination du carter
- en violet : taraudages des boulons d'assemblage
SD-709 : la culasse vue de dessus, avec ses clapets de sortie
et leurs limiteurs de débattement
On peut maintenant retirer la culasse. Il suffit de l'aider en tapotant avec une massette. L'autre face montre le joint de culasse, les clapets d'admission en périphérie, et les orifices de refoulement plus au centre.
Les trous correspondent aux entrées commandées par les clapets visibles sur la photo ci-dessus. Les languettes disposées en étoile sont les clapets d'admission.
SD-709 : la culasse vue à l'envers, côté cylindres
Le couvre culasse, comme sur le York et le Denso, joue le rôle de collecteur. La partie périphérique correspond à l'aspiration, et la zone centrale au refoulement.
SD-709 : le couvre culasse - vue intérieure
Modification : mise à l'air libre du carter
Une possibilité est de fermer la communication entre culasse et carter. Comme pour le York, il faudra de plus réaliser une mise à l'air libre digne de ce nom. De cette façon, le compresseur crache beaucoup moins d'huile avec l'air comprimé.
Il ne faut surtout pas obturer le passage dans le cas où l'on prévoit une lubrification par l'aspiration, ou un recyclage vers le carter.
SD-709 : passage reliant aspiration et carter
Une variante, le SD-508 : ce modèle à 5 pistons, au lieu de 7, et de cylindrée un peu plus faible, comporte deux canalisations internes reliant aspiration et carter :
- reliée à un tube
- comporte un petit tube calibre
Deux canalisations sur ce SD-508
SD-508 : tube additionnel
Rotor
Côté poulie, retirer les 8 vis M6 qui retiennent le bloc cylindres. On a alors accès au rotor. L'axe de la poulie - ou plutôt du plateau de l'embrayage - est solidaire d'un plateau incliné rotatif, le rotor. C'est cette pièce qui actionne le mécanisme des bielles
Le couvercle sort assez promptement en raison de la présence d'un ressort..
Le rotor
Plateau oscillant
L'embiellage et le plateau oscillant (wobble plate) sont restés au fond du carter. Contrairement au rotor, ces pièces ne tournent pas, elle ne font qu'osciller autour d'une rotule centrale. Le rotor tourne contre le plateau auquel il applique une inclinaison variant au cours chaque tour du rotor. Le contact n'est pas direct, mais se fait par l'intermédiaire d'une large butée à aiguilles.
aperçu de "l'embiellage" et de la butée à aiguilles
On peut maintenant sortir le plateau oscillant, les bielles et les pistons. Naturellement, on aura pris soin de tracer des repères au feutre sur un piston et un cylindre afin de remonter correctement l'ensemble ultérieurement. On s'aperçoit que le mécanisme est sophistiqué. Tout d'abord, têtes et pieds de bielles sont montés sur des rotules. La zone centrale du plateau possède une cuvette, et vient s'appuyer sur une bille. Rotules et bille centrale assurent un fonctionnement avec un minimum de frottements par rapport à un swash plate comme le Denso.
Au milieu se trouve une couronne dentée. En face d'elle s'en trouve une autre. C'est cet ensemble de deux couronnes qui immobilise le plateau en rotation, ne lui permettant qu'un mouvement d'oscillation autour d'un centre. Voir la simulation sur DAO et MECA ou directement l'animation.
Sur ce modèle, chaque piston est muni de deux segments Teflon, et les cylindres ne sont pas chemisés. Ils sont directement usinés dans l'alliage léger.
SD-709 : les cylindres, la rotule centrale, et la pressurisation du carter
(le cercle rouge montre où débouche la canalisation
interne qui met le carter en communication avec l'aspiration)
Rotule
La rotule centrale et la roue dentée sont poussées contre le plateau oscillant et le plateau oscillant contre le rotor grâce à un ressort. C'est ce qui explique la tendance du couvercle avant à sortir tout seul lors de la dépose de ses boulons de fixation..
Le pivot central avec sa bille et sa roue dentée
Plateau et pistons
SD-709 : plateau, bielles et pistons
La roue dentée de ce SD-709 est à taille hélicoïdale. Ce compresseur ne peut tourner que dans le sens des aiguilles d'une montre. Par contre, le SD-508 (SD5H14 en version R134a) peut tourner dans les deux sens. Cette paire de roues dentées est le seul élément asymétrique sur le SD-709. Or, elle est à taille droite sur le SD-508, qui est de ce fait absolument symétrique (symétrie de révolution). L'explication du sens de rotation réside dans ces roues dentées..
Une autre différence notable se situe au niveau des cylindres :
- sur le SD-709, les cylindres sont directement usinés dans la fonderie du corps de compresseur
- sur le SD-508, les cylindres sont chemisés
Le Sanden à 5 cylindres
Le remontage de la version à 5 pistons est nettement plus difficile que pour le modèle à 7 pistons : dans le cas du SD-508, la roue dentée, la bille, et l'axe doivent être enfilés en même temps que les pistons du fait d'un espace plus réduit entre les cylindres. Sur le SD-709, on place d'abord le ressort, l'axe avec sa clavette, puis la bille, et enfin le plateau avec les pistons. Avec le "petit" compresseur, il faut enfiler en même temps tous ces éléments... et les segments par dessus le marché ! L'opération est impossible à décrire. Il faut bien observer le montage, et enfiler le "bouquet" de bas en haut en aidant les pistons côté cylindres. Une fois les pistons engagés, les segments passent facilement grâce aux larges chanfreins des chemises..
remontage délicat des pistons et de la rotule
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Comprimer de l'air avec le Sanden
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Les compresseurs de climatisation Sanden sont très largement utilisés pour produire de l'air comprimé en raison de la facilité à s'en procurer, ou parce qu'ils sont déjà présents sous le capot. Plusieurs sociétés distribuent des kits complets prêts à être posés. Ils sont généralement utilisés tels quels, sans modification. Le principal problème est l'huile qu'ils rejettent avec l'air.
Les kits commerciaux
Seules trois sociétés ont été repérées sur le net :
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Kilby Enterprises ne dit rien d'une éventuelle modification des compresseurs qu'ils fournissent
- Endless Air n'évoque pas non plus de modification. Cependant on remarque, en examinant bien les photos, la présence d'un graisseur sur le bouchon du corps de compresseur. Le compresseur est basé sur le modèle SD-508
- Extremeoutback commercialise l'ExtremeFlow, également muni d'un graisseur et utilisant un lubrifiant synthétique haute température (dont les caractéristiques n'ont pas pu être déterminées). Le compresseur est également un SD-508.
Endless Air garantit inconditionnellement ses compresseurs quelle qu'en soit l'utilisation, amateur ou professionnelle, et évoque pistolets à peinture, cloueuses, etc., appareils imposant un fonctionnement intensif et de longue durée.
Le fait que ces deux sociétés commercialisent des compresseurs basés sur le SD-508 n'est certainement pas un hasard. Il présente en effet deux avantages :
- des cylindres chemisés, plus robustes
- il peut tourner indifféremment dans les deux sens, horaire et anti-horaire
La plus faible cylindrée du SD-508 (138 cc) par rapport au SD-709 ou SD7H15 (155 cc) n'est certainement pas un argument décisif en matière de débit. Ce ne sont que 10%, et ces 10% sont aisément compensés, si nécessaire, par une augmentation de 10% du régime moteur. Il s'agit probablement d'un surcroît de fiabilité apporté par les cylindres chemisés, et du sens de rotation indifférent.
Les adaptations amateur
Dans la quasi totalité des cas, les amateurs se contentent d'utiliser leur compresseur tel quel, sans modification. Certains le remplissent d'huile, d'autres y versent un peu d'hyperlubrifiant de temps en temps. Enfin, on peut voir quelques réalisateurs qui laissent le carter sec et placent un huileur en ligne entre filtre à air et entrée de compresseur. La lubrification des organes internes (bielles, plateau et rotor) ne s'effectue alors que par les fuites à travers la segmentation.
Un amateur signale une durée de vie moyenne de 5 ans d'un compresseur de climatisation York ou Sanden utilisé pour comprimer de l'air,
La réalisation de Jean-Marc Toureilles
Jean-Marc Toureilles est le webmaster du site Les Sahariens, une référence en matière de voyage.
Il ne s'agit pas à proprement parler d'un compresseur embarqué, mais plutôt d'un système autonome embarquable. En effet, son Sanden n'est pas entraîné par le moteur du véhicule, mais par un moteur thermique dédié. Il est donc totalement autonome dans son concept, bien qu'installé en fixe avec un réservoir de carburant séparé..
Il n'a pas modifié son compresseur, mais recycle l'huile récupérée par un séparateur de fabrication maison. Le retour s'effectue vers l'aspiration du compresseur. Le débit est limité par une sorte de "gicleur" réalisé à partir d'un plomb de carabine à air comprimé, dans lequel il a percé un orifice. Il faut en effet limiter le passage de façon à ne pas trop perturber le compresseur (court circuit pneumatique entre entrée et sortie).
On lira avec le plus grand intérêt les articles suivants :
- Fabrication d'un compresseur d'air - 1ère partie
- Fabrication d'un compresseur d'air - 2ème partie
- Fabrication d'un compresseur d'air - 3ème partie
L'installation de Jean-Emmanuel Leroy
C'est sans doute l'arme ultime. Comme J-M Toureilles, il utilise un filtre séparateur, mais de fabrication industrielle. Un tel filtre, placé directement en sortie, doit pouvoir résister à la pression, et surtout à la température. Cet élément a été commandé chez Kilby Enterprises.
Le retour d'huile s'effectue via un régulateur de pression vers le corps du compresseur, et non vers l'aspiration.
J-E Leroy n'ayant pas le temps de créer une page perso pour décrire sa réalisation, un article spécifique a été rédigé sur ses indications. Voir Le compresseur Sanden : l'installation de Jean-Emmanuel Leroy.
Installation personnelle
L'approche est différente : modifier le compresseur pour en limiter les rejets d'huile. Il a donc été démonté et modifié pour supprimer la communication interne du carter avec l'aspiration.
Il ne faut surtout pas obturer le passage dans le cas où la lubrification est assurée par un huileur en ligne, ou si un recyclage vers le carter est prévu.
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Comparaison des différentes adaptations du Sanden |
Endless Air (voir ici), ou encore Extremeoutback (voir ici). Aucun retour d'expérience en France. Il faudrait peut être se tourner vers les forums australiens. On imagine que ces accessoires ont été bien étudiés et ont fait l'objet de tests intensifs.
En ce qui concerne les installations construites autour des kits ou accessoires commercialisés par Kilby Enterprises, il y a beaucoup de témoignages positifs aux USA. C'est la "méthode Leroy" du pauvre. Aucune modification du compresseur, un déshuileur, un recyclage optionnel constitué d'une tubulure et d'une vanne manuelle On ouvre le robinet quand le bocal est plein, pour ramener le contenu vers le carter..
Dans la grande majorité des cas, le compresseur est simplement lubrifié par un peu d'hyperlubrifiant (Slick aux USA, Lubysil ou autre) régulièrement versé dans le carter, et sans autre forme de procès. Certains préfèrent le Dexron, réputé non agressif pour le caoutchouc des pneus ou chambres à air. Les rejets d'huile sont minimisés en utilisant le lubrifiant avec parcimonie. Les exemples et retours d'expérience positifs sont si nombreux que l'on peut le faire sans se poser de question. Le seul et unique bémol concerne la durée de vie du joint de rotor, dont la lubrification pâtit de la faible pression interne du carter. Cependant, une fuite à ce niveau n'est pas rédhibitoire : ce n'est pas un circuit fermé contenant du fréon ! Au pire, compte tenu du prix d'un compresseur d'occasion, il n'est pas forcément rentable de se compliquer la vie.
On trouve des exemples dans lesquels la lubrification est assurée par un huileur en ligne. Dans ce cas, un déshuileur est placé en sortie. Le point faible (théorique !) du système est la lubrification des organes autres que les pistons. De même, les exemples de réalisations fonctionnant depuis des années de cette façon sont nombreux.
Les adaptations plus élaborées (J-M Toureilles et J-E Leroy) ont un coût bien supérieur au prix du compresseur. Le premier déshuile et recycle en continu vers l'aspiration, le second déshuile et recycle vers le carter. Cette deuxième façon de procéder, en pressurisant au passage légèrement le carter, améliore la lubrification du joint de rotor. J-E Leroy utilise une cuve de 6 litres en aval, ce qui élimine une bonne partie de l'huile et de l'eau résiduelles. Mais dans les deux cas, on paye l'automatisme par une perte de rendement (léger court circuit entre aspiration et refoulement). Directement dans le premier cas, indirectement via la canalisation interne dans le second.
La technique consistant à obturer la canalisation interne, et à réaliser une mise à l'air libre par l'orifice de remplissage du carter, impose un démontage complet si l'on veut éviter la présence de copeaux de perçage et taraudage. Cette façon de procéder n'est pas originale. Elle est signalée par au moins deux amateurs à propos du compresseur York. Il ne s'agit en fait que d'imiter ce qui est la règle sur les compresseurs d'air classiques. Un peu d'huile ISO VG100 dans le carter, et les rejets en fonctionnement sont faibles à inexistants. Par contre, à la mise en route, toute l'huile qui est passée à travers la segmentation après une période d'inactivité est alors recrachée. Par expérience, on peut se passer de déshuileur à condition de "purger" le cicuit quelques secondes avant de gonfler. L'intérêt est le très faible coût : pas d'accessoire supplémentaire hormis éventuellement un système basique de régulation. Il n'y a pas de court circuit pneumatique, le rendement est maximum. C'est une bonne solution pour qui manque de place, ou n'a besoin que d'un gonfleur.
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Performances |
Elles sont impressionnantes. Plusieurs essais ont été réalisés avec le Sanden SD-508 :
- tout d'abord sur un pneu d'origine en 205R16, le moteur étant maintenu à 1500 trs/mn : 0 à 2.5 bars en 50 secondes
- sur un pneu gros calibre en 35x12.5x15 : 0.7 bar à 2.5 bars en 55 secondes
35x12.5x15 : 0.7 bar à 2.5 bars en 55 secondes
Même sans cuve d'air, il est possible d'utiliser la clé à choc, moteur au ralenti : la réserve de pression constituée par le tuyau (du 12 mm intérieur) suffit à donner l'impulsion.
Endless Air annonce :
- 8 cfm à 100 psi, soit : 225 litres / minute à 7 bars, moteur tournant à 2000 tours / minute
- 0 à 30 psi, soit 0 à 2 bars sur un pneu 10.5x15 en 55 secondes
- 15 à 30 psi, soit 1 à 2 bars sur ce même pneu en 25 secondes
- 0 à 30 psi, soit 0 à 2 bars sur un pneu 175R14 en 25 secondes
Extremeoutback donne pour son ExtremeFlow :
- 8 CFM à 100psi, soit également 225 litres / minutes à 7 bars, ou encore 13.5 mètres cube / heure
Ces chiffres sont à comparer à ceux obtenus avec un bon petit compresseur d'atelier alimenté en triphasé !
On voit que les performances sont les mêmes, que la réalisation soit commerciale ou personnelle. Mais pour un coût environ quatre à cinq fois plus faible.
Dans son numéro 10 d'août 2004, l'excellent magazine Action4x4 effectue un comparatif portant sur plusieurs compresseurs électriques disponibles sur le marché. Le plus puissant modèle testé est le 7.5 d'EMS, pour lequel le fabricant indique 7.5 mètres cubes par heure ! 7.5 mètres cube par heure... Pourquoi pas... Mais les essayeurs ont mesuré 0 à 2.5 bars en 1' 25 " sur un 235 85R16 monté sur une jante de 7 pouces. Le tout en absorbant 80 ampères. Il pèse 12 Kg (contre 7.5 pour le Sanden). Son temps de fonctionnement maximum est de 45 minutes, et il viderait donc une batterie 80AH pendant ce laps de temps.
Ceci constitue cependant une très bonne performance (mais nettement inférieure à celle du Sanden ou du York). L'engin en question, splendide, s'échange contre un chèque de 1200 ?, à comparer aux 180? qu'a coûté le montage vu plus haut, compresseur, courroie, galets, module pneumatique, raccords et tuyau compris...
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