Thèmes:
- Général
- Contrôle de la ventilation
- Régulation de la température
- maison de poêle
- Ventilateur intérieur
- Résistance série
- maison de poêle
- Radiateur de chauffage et robinet de chauffage
- Puits de ventilation
Général:
La climatisation dans la voiture peut être réglée de manière optimale grâce aux systèmes actuels. Lorsqu’il fait froid, l’intérieur peut être réchauffé de différentes manières. Cette chaleur provient de la chaleur du moteur. Une température agréable est maintenue aussi constante que possible. Lorsque la température de l'air extérieur est élevée, il est agréable de souffler de l'air frais vers l'intérieur. Dans les voitures sans climatisation, il s'agit de l'air extérieur pur, mais dans les voitures avec air conditionné Cet air extérieur est d’abord considérablement refroidi avant d’être insufflé à l’intérieur. Une température trop élevée entraîne une perte d’attention, des réactions plus lentes et de la fatigue.
La climatisation affecte également l’humidité à l’intérieur ; cela diminue. Si l’humidité est trop élevée, vous pouvez ressentir une sensation d’étouffement et d’oppression et si l’humidité est trop faible, vous pouvez avoir la gorge et les yeux secs. Le climat le plus agréable se situe à une température comprise entre 20 et 23 degrés, avec une humidité comprise entre 30 et 60% et bien sûr avec un air filtré grâce à un filtre intérieur.
Contrôle de la ventilation :
Les variations de température extérieure ou de vitesse de la voiture modifient la température à l’intérieur de la voiture. Pour maintenir une température correcte, les réglages du chauffage et de la ventilation pour le chauffage manuel doivent être ajustés régulièrement. Les voitures équipées d’un contrôle automatique de la température n’ont pas ce problème ; il ajuste lui-même la vitesse de ventilation et la température. L'unité de commande veille à ce que la température réglée soit maintenue. Par exemple, si 20 degrés Celsius sont réglés et que la fenêtre est restée ouverte pendant un certain temps alors qu'il fait froid dehors, les capteurs de température intérieure mesureront que la température à l'intérieur a baissé. La température du chauffage augmentera (jusqu'à par exemple 24 degrés) et la vitesse de ventilation augmentera. Dès que la température intérieure atteint à nouveau 20 degrés Celsius, la vitesse du ventilateur et la température de sortie sont à nouveau réduites.
Le capteur solaire sur le tableau de bord influence également la vitesse du ventilateur intérieur. L'intensité lumineuse est mesurée au moyen du rayonnement ultraviolet du soleil. En plein soleil, le ventilateur intérieur soufflera une plus grande quantité d’air froid à l’intérieur. Le capteur solaire est reconnaissable au point qui se trouve généralement au milieu en haut du tableau de bord. L'image montre un capteur solaire.
Régulation de la température:
La température à l’intérieur peut être maintenue constante de deux manières : notamment grâce à l'utilisation de :
- Contrôle de l'air mélangé : L'air froid et l'air chaud sont mélangés au moyen de vannes de chauffage situées dans le local de chauffage. L'air froid est la température de l'air extérieur et l'air chaud est aussi chaud que possible (chauffé au maximum par le liquide de refroidissement). En ouvrant un peu plus le registre d'air chaud, un peu plus d'air chaud est ajouté à l'air extérieur. De plus amples informations sur le poêle sont décrites plus bas dans la page.
- Contrôle des fluides : en contrôlant électroniquement les vannes du chauffage, le débit du liquide de refroidissement à travers le radiateur du chauffage est modifié. L'air extérieur circule à travers le radiateur de chauffage. Cela réchauffe l'air. La température de l'air dépend donc de la température du liquide de refroidissement dans le radiateur de chauffage. De plus amples informations sur le radiateur de chauffage sont décrites plus bas sur la page.
- Évaporateur : L'évaporateur fait partie du système de climatisation et est décrit sur une page séparée. Cet air est refroidi en permettant à l’air chaud extérieur de circuler à travers l’évaporateur froid.
Le ventilateur intérieur devra souffler l'air à travers le boîtier du chauffage, le radiateur du chauffage et/ou l'évaporateur pour donner à l'air la température souhaitée, puis le laisser s'écouler vers l'intérieur.
Les véhicules équipés d'un système de climatisation séparé ont un boîtier de chauffage modifié, ce qui signifie que les températures de sortie peuvent différer à gauche et à droite.
L'image suivante montre un système de climatisation séparé dans lequel la température de sortie du côté conducteur est de 21 degrés Celsius et du côté passager de 23 degrés.
Il est possible que les passagers arrière disposent également d'une ou deux zones climatiques propres avec un cadran ou un écran pour régler la température dans deux zones supplémentaires. Dans ce cas, le poêle contient des canaux supplémentaires pour le contrôle de l'air mélangé.
Poêle :
Le poêle est illustré ci-dessous. Le ventilateur intérieur est monté sous le radiateur de chauffage. L'air de ventilation entre par le côté du ventilateur de l'habitacle et est soufflé vers le haut à travers le radiateur de chauffage et l'évaporateur de la climatisation. Le boîtier du chauffage est situé au milieu sous le tableau de bord et ne peut en principe être démonté qu'une fois le tableau de bord complet retiré.
L'image ci-dessus montre un boîtier de chauffage transparent contenant un certain nombre de moteurs pas à pas. Les moteurs pas à pas contrôlent les vannes qui régulent le débit d’air et la température de l’air. L'image ci-dessous montre le flux d'air à travers un boîtier de chauffage contenant les vannes actionnées par les moteurs pas à pas.
Le ventilateur intérieur aspire l’air extérieur par le tuyau d’admission. L'extrémité de ce tube d'admission se situe généralement sous le capot, derrière le parafan. Si la voiture est équipée de la climatisation, le ventilateur intérieur souffle l'air aspiré à travers l'évaporateur. Dans l'évaporateur, l'humidité et la chaleur sont extraites de l'air extérieur, ce qui fait entrer de l'air sec et refroidi dans le radiateur du chauffage. Lorsque la climatisation est éteinte, l’air circule également à travers l’évaporateur, mais ne subit aucun changement de température ni d’humidité.
La température du radiateur de chauffage affecte le chauffage de l'air ; dans le circuit de refroidissement, des robinets assurent un débit ajusté ; un débit de liquide de refroidissement plus faible entraînera moins de réchauffement de l’air. Depuis le radiateur de chauffage, l'air atteint au moins trois vannes de régulation d'air : une vers le pare-brise, une vers les grilles d'aération du tableau de bord et une vers les pieds. La position de la vanne détermine la quantité d'air soufflée vers les ouvertures de sortie correspondantes.
Le fonctionnement des vannes de régulation d'air, de la vanne de régulation de température, de la vanne de dérivation d'air et de la vanne de recirculation peut être manuel. Dans ce cas, il existe une connexion physique avec un câble Bowden entre les curseurs ou boutons de commande du tableau de bord et les vannes. De nos jours, nous ne voyons presque que des vannes à commande électronique : un dispositif de commande contrôle les moteurs pas à pas.
Un système de ventilation à commande électronique offre souvent plus d'options qu'un système à commande manuelle avec câbles :
- Plusieurs zones de température : Du côté conducteur, les vannes de régulation d'air et la vanne de régulation de température peuvent être actionnées séparément du côté passager. Les valves sont doubles. Dans les voitures de luxe, il est même possible de régler jusqu'à quatre zones : cela double le nombre de vannes et de conduits d'air dans un même boîtier de chauffage ;
- une position MAX pour permettre à la climatisation de fonctionner à sa capacité maximale : en position MAX, la vanne de dérivation d'air s'ouvre et la vanne de régulation de température se ferme : seul l'air refroidi entre dans le boîtier de distribution avec les vannes de régulation d'air. La vanne de recirculation coupera également l'alimentation en air extérieur et aspirera l'air déjà refroidi de l'intérieur via le ventilateur et le refroidira davantage ;
- ouverture et fermeture automatiques de la vanne de recirculation lorsque le capteur de qualité de l'air enregistre les substances nocives dans l’air extérieur aspiré.
Ventilateur intérieur :
Un ventilateur intérieur est illustré ci-dessous. Le ventilateur intérieur est également appelé « moteur de chauffage » ou « ventilateur ». Les pales sont situées au milieu du ventilateur intérieur, ce qui garantit que l'air est soufflé vers l'intérieur. L'air de ventilation est aspiré par la partie supérieure du moteur et acheminé par les canaux latéraux vers le radiateur de chauffage. Le radiateur de chauffage est monté directement après le ventilateur intérieur dans le boîtier du chauffage.
Le fonctionnement et les différentes méthodes de contrôle sont abordés sur la page du moteur de chauffage.
Radiateur de chauffage et vanne de chauffage :
Le chauffage garantit que l'air soufflé à l'intérieur est chauffé. Le radiateur est constitué de deux tuyaux (un d'alimentation et un d'échappement) qui se divisent en canaux entre lesquels sont placées des lattes. Les lattes offrent une plus grande surface d’échange thermique.
Le radiateur de chauffage fonctionne comme un échangeur de chaleur, tout comme le radiateur situé à l'avant de la voiture. L'air froid qui circule à travers les lattes est chauffé par le liquide de refroidissement qui circule à travers les canaux le long des lattes. La chaleur du liquide de refroidissement est transférée au flux d'air. L'air chauffé se retrouve à l'intérieur de la voiture ; c'est le chauffage qui est activé par les occupants. Étant donné que l'air chaud que le ventilateur intérieur souffle dans l'habitacle dépend de la température du liquide de refroidissement, il est logique que le chauffage soit encore froid immédiatement après le démarrage du moteur. Le chauffage n'est pleinement fonctionnel que lorsque le moteur est à température de fonctionnement.
Les occupants peuvent régler le chauffage plus chaud ou plus froid. En faisant fonctionner le chauffage, l'angle d'ouverture de la vanne du chauffage change. La vanne de chauffage régule la quantité de liquide de refroidissement qui traverse le radiateur de chauffage. La taille du débit de liquide de refroidissement détermine en fin de compte la température de l’air.
L'image ci-dessous montre une vanne de chauffage avec des tuyaux des deux côtés où sont poussés les tuyaux de liquide de refroidissement. Au milieu de ces tubes se trouve une vanne rotative qui bloque ou autorise l'écoulement du liquide de refroidissement, en fonction de l'angle d'ouverture. La vanne est actionnée par le levier, également visible sur cette image. Le levier peut se déplacer d'un maximum de 90 degrés ; dans les positions extrêmes, la vanne est complètement ouverte ou fermée. Un câble Bowden vers l'unité de commande du chauffage (mécanique) ou un moteur électrique/pas à pas (électrique) est connecté à ce levier. Nous en reparlerons plus tard.
Les principes de contrôle de la vanne de chauffage sont décrits ci-dessous :
Vanne de chauffage complètement ouverte :
- Grand débit de liquide de refroidissement.
- Le liquide de refroidissement n'est pas facilement refroidi par le flux d'air.
- Le matériau du radiateur de chauffage reste très chaud.
- L'air soufflé à l'intérieur est donc également chaud.
Vanne de chauffage partiellement ouverte ou fermée :
- Débit de liquide de refroidissement faible ou inexistant.
- Le liquide de refroidissement se refroidit donc plus facilement grâce au flux d'air.
- Le matériau du radiateur de chauffage refroidit.
- L’air soufflé à l’intérieur est tiède ou froid, car la température de l’air extérieur n’a que peu ou pas d’influence.
Les images ci-dessous montrent les composants :
- Le principe de fonctionnement de l'actionneur (à gauche) ;
- La vanne de chauffage et l'actionneur en état monté (au milieu) ;
- L'ECU de la climatisation (à droite).
L'actionneur et le calculateur en question proviennent d'une Maserati Quattroporte de 2001. L'actionneur est du type Moteur électrique à courant continu avec des balais de charbon. Cela se fait au moyen d'un cycle de service muni d'un contrôle par un ECU. Le moteur électrique entraîne à la fois l'arbre de sortie et le curseur qui se déplace sur le disque de contact via plusieurs transmissions à engrenages. Le disque est alimenté par une tension de 5 volts et une masse. En fonction de la position du coureur, un signal est envoyé à l'ECU qui détermine la position de l'arbre de sortie, et donc de la vanne de chauffage. Dans la position actuelle, la tension du signal est de 4,5 volts. Au moment où l'arbre de sortie et le curseur tournent de quelques degrés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la tension du signal chute à 4,4 volts ou moins. Dans les réglages extrêmes, la tension du signal sera comprise entre 0,5 et 4,5 volts.
L'ECU contrôle la vanne de chauffage jusqu'à ce que la butée mécanique soit atteinte. En raison du faible couple du moteur électrique, la rotation est arrêtée par cette butée et la tension du signal du curseur sur la plaque de contact reste également constante. L'ECU mettra fin au contrôle.
Le moteur électrique est doté d'une tension d'alimentation et d'une masse. Ceux-ci sont contrôlés par l'ECU à l'aide d'une commande PWM. L'image d'oscilloscope suivante montre les signaux de commande mesurés au niveau des connexions plus et à la masse du moteur électrique pendant la rotation gauche et droite.
- Tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre : l'ECU envoie un signal de blocage au plus du moteur électrique. La masse est constamment de 0 volt ;
- Tourner dans le sens des aiguilles d'une montre : la polarité du moteur électrique change.
Il est possible que l’arbre d’un robinet de chauffage commence à bouger plus fortement en raison de son âge. Cette résistance mécanique permet au calculateur de « penser » que la butée est atteinte. Ceci met fin au contrôle. Un nouvel article sera bientôt publié sur l'ECU ci-dessus et le moteur de l'actionneur présentant un dysfonctionnement de commande. Après un diagnostic et une réparation du circuit imprimé, le système a de nouveau fonctionné correctement. Les symptômes, la cause et la solution seront expliqués par des images.
En plus de cette version avec moteur DC et commande PWM, de nombreuses vannes et robinets de chauffage sont contrôlés par un moteur pas à pas contrôlé.
Lorsque le chauffage est activé immédiatement en hiver et que le ventilateur intérieur est réglé sur la position 4, le moteur atteint également sa température de fonctionnement plus lentement. En effet, l'air qui passe refroidit à nouveau le liquide de refroidissement. Ce n'est pas souhaitable, car nous souhaitons naturellement que le moteur chauffe le plus rapidement possible. Il est donc conseillé d'activer le chauffage seulement après avoir parcouru quelques kilomètres.
avec chauffage de stationnement ou chauffage d'appoint électrique le radiateur de chauffage et le système de refroidissement du moteur à combustion peuvent être mis en température plus rapidement.
Gaines de ventilation :
L'image ci-dessous montre les conduits de ventilation et les sorties. Normalement, cela n'est pas visible, car le tableau de bord, la console centrale et le tapis sont montés dessus. Les moteurs pas à pas des vannes de chauffage du local de chauffage régulent le flux d'air dans différentes directions (vers le pare-brise, vers les grilles d'aération gauche ou droite ou vers les pieds). Il y a un flux de ventilation constant vers le compartiment arrière. Les grilles d'aération arrière de la console centrale peuvent être fermées mécaniquement.
Numéros 1, 2, 3 : Ouverture d'air vers le pare-brise (y compris pour le désembuage / dégivrage du pare-brise)
Numéros 4, 5 : Désembuage des deux vitres latérales des portes avant
Numéros 6, 8, 9, 11 : Grilles d'aération pour l'habitacle pilote et passager
Numéros 7, 10 : Bouches d'aération pour les pieds de l'habitacle conducteur et passager
Numéros 12, 13, 16, 17 : Bouches d'aération pour les pieds des passagers arrière
Numéros 14, 15 : Grilles d'aération dans la console centrale pour les passagers arrière
