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Système basique de régulation pour compresseur d'air

Dans un système embarqué de production d'air comprimé, il est très utile de monter un pressostat. Et ce, que le véhicule soit ou non équipé d'une cuve. En l'absence de cuve, il coupera le compresseur lorsqu'il n'y a aucune consommation d'air. Dans le cas contraire, il est indispensable afin de réguler la pression dans la réserve.

Sommaire

Généralités

Utiliser un pressostat dans un système d'air comprimé embarqué est très intéressant, que le circuit possède ou non un réservoir.

Le fait d'arrêter le compresseur évite de l'échauffer pour rien. Certains (assez nombreux) se contentent avec succès d'une valve de sécurité qui laisse l'air excédentaire s'échapper, mais un pressostat reste quand même une meilleure solution. Lorsqu'on n'a plus besoin d'air (par exemple en passant d'une roue à l'autre dans le cas d'un gonfleur), le tuyau monte en pression, comme une cuve, et lorsqu'elle atteint une valeur prédéfinie, le compresseur est coupé.

Cependant, sur les poids-lourds, il semble habituel que les compresseurs tournent en permanence, et que la régulation soit simplement assurée par une valve d'échappement. Je n'ai aucune connaissance de ces systèmes, mais il me semble que cette simplification extrême est justifiée pour des questions de fiabilité (freinage). Si on opte pour une régulation de ce style, il faut s'assurer que la soupape ait un débit au moins égal à celui du compresseur à plein régime. Cette information n'est pas disponible sur les modèles distribués en grande surface de bricolage. On sera donc bien inspiré de s'adresser à un revendeur de matériel industriel, pour se procurer un modèle testé et certifié par la DRIRE.


Le module minimum

Sa réalisation est très simple et tous les éléments sont très faciles à se procurer. En gros, on dispose d'un raccord rapide mâle en entrée (pour faciliter la dépose), d'un clapet anti-retour (afin d'éviter au circuit sous pression de se vider dans le compresseur lorsqu'il est à l'arrêt), d'un pressostat tout à fait classique, d'une soupape de sécurité, et d'un raccord rapide femelle en sortie. En choisissant judicieusement tous ces accessoires, on peut réaliser un ensemble assez compact.

Le clapet anti-retour

Il va servir à :


Clapet anti-retour

  1. entrée d'air dans le "régulateur" : raccord rapide mâle - mâle 1/4"
  2. passage de cloison 1/4" intérieur avec son écrou
  3. adaptateur 1/4" mâle vers 3/8" femelle
  4. clapet anti-retour 3/8" / mâle 3/8" mâle avec dépressurisation
  5. bouchon 1/8" mâle
  6. orifice de dépressurisation 1/8" femelle (voir plus bas)

Le pressostat

C'est un modèle très courant. Il possède 5 voies et un interrupteur bipolaire. Il permet d' établir un contact électrique lorsque la pression tombe en dessous d'un certain seuil, et de couper l'alimentation lorsqu'elle atteint une autre valeur plus élevée. De plus il permet une dépressurisation de la tête de compresseur, en amont de la valve anti-retour. En éliminant à l'arrêt la pression dans la culasse et les cylindres, le redémarrage est ensuite facilité, les pistons n'étant plus confrontés qu'à la pression atmosphérique.


Pressostat


Les cinq voies du pressostat

  1. entrée, 3/8" femelle; reçoit la sortie du clapet anti-retour (mâle 3/8")
  2. sortie 1/4" femelle
  3. sortie 1/4" femelle
  4. sortie 1/4" femelle
  5. connexion de la tubulure de dépressurisation

Si l'on a besoin de la fonction de dépressurisation, le raccordement se fait sur le pressostat par un petit tube (parfois fourni), et l'autre extrémité est raccordée à l'orifice 1/8" du clapet anti-retour grâce à l'olive également fournie. Utilisation nécessaire seulement pour un compresseur électrique, le moteur du véhicule n'ayant aucune difficulté à démarrer le compresseur. D'ailleurs, en climatisation, aucun dispositif équivalent n'existe alors que les différentiels de pression sont plus importants, de l'ordre de 15 bars au lieu de 6)

Le coeur du pressostat est un manocontact. Ce dernier est ouvert ou fermé selon la valeur de la pression. C'est en "appuyant" sur un ressort que la pression commande le contact. En standard, un tel pressostat établit le courant quand la pression tombe en dessous de 6 bars, et le coupe lorsqu'elle dépasse 8 bars.

Un réglage est prévu, qui permet d'ajuster les valeurs de pression à l'application envisagée : une tige filetée applique une précontrainte au ressort. Comme une précontrainte ne change pas la raideur du ressort, l'hystérésis reste le même, 2 bars.

On peut donc régler le dispositif par exemple pour :

Ceci permet d'adapter la plage de régulation à l'utilisation. Inutile de régler à 8 bars un compresseur ne pouvant en assurer que 7 (cas du Volcano). Inutile également de fournir 8 bars à un système dédié à des blocages en demandant 5.


mécanisme


réglage de la pression

La valve de sécurité

C'est un élément de sécurité absolument indispensable. Il limite la pression en ouvrant une soupape à partir d'une pression prédéfinie, en général 10 à 12 bars. Le modèle ci-dessous présente un inconvénient : la tige que l'on voit sur la droite est souvent pourvue d'un anneau permettant d'ouvrir manuellement la valve afin d'en vérifier le fonctionnement et d'évacuer les crasses qui pourraient se trouver dans les orifices d'échappement. Cet anneau est absent sur celui-ci.


valve de sécurité

Depuis le printemps 2004, une telle valve est devenue difficile à se procurer. La réglementation impose désormais que chaque valve soit vérifiée individuellement par la DRIRE et livrée avec un certificat. Ceci a naturellement eu pour conséquence d'en faire grimper le prix...

On en trouve cependant encore en grande surface de bricolage, tant que les stocks ne sont pas épuisés.

Certains se contentent d'une simple sécurité de ce type comme élément régulateur. Le compresseur tourne en permanence, et le surplus d'air est évacué par la valve.

Il faut s'assurer que le débit permis par la valve est en adéquation avec le débit du compresseur. Il est pour cela nécessaire de consulter la fiche de caractéristiques du produit, ou de préciser au revendeur (fournitures industrielles) dans quel contexte il est utilisé. C'est le genre de conseil qu'il sera quasiment impossible d'obtenir en magasin de bricolage, alors que le tarif y est généralement nettement plus élevé.


la valve de sécurité en place

Un exemple fonctionnel

Sur cette photo, on peut voir que la sortie inutilisée a été obturée par un... obturateur mâle 1/4".


obturateur

Le "passage de cloison" est utilisé pour la fixation du pressostat sur son support, une tôle pliée, qui reçoit également le filtre à air (en provenance d'une tondeuse à gazon).


le montage terminé


vue de dessus (le boîtier ovale est le filtre à air)


sous le capot d'un RR TurboD

Réglage

Pour ajuster la pression de déclenchement du pressostat, il faut un manomètre. Il peut être monté à demeure, mais il s'avère rigoureusement inutile. En fait il suffit de trouver le moyen de le brancher sur la sortie : un raccord rapide mâle sur lequel on place directement le manomètre.


instrument de mesure

L'engin a été réalisé avec ce qui traînait au fond de la boîte à bidouilles pneumatiques : un raccord rapide mêle / mâle 1/4", un manchon 1/4" / 1/4", un réducteur 1/4" mâle / 1/8" femelle (qui est en fait une purge débarrassée de sa molette !), et un manomètre 1/8". Il y a bien sûr moyen de faire plus simple : un raccord rapide mâle 1/8", un manchon 1/8", et un manomètre 1/8" (les manomètres sont souvent en 1/8").


éléments constitutifs

L'instrument vient se placer à la sortie. Le capot du pressostat étant déposé, on peut alors régler la pression à sa convenance. Naturellement, le moteur doit être en route s'il entraîne le compresseur.

Il suffit de mettre en route le compresseur, et de lire la pression atteinte au moment de la coupure de l'alimentation électrique. C'est rudimentaire, pas très pratique, mais ça marche.


le réglage du pressostat

Il n'y a ici rien de prévu pour dépressuriser le volume compris entre la valve anti-retour et le manomètre. Il faudra se méfier en actionnant la bague du raccord femelle lors du retrait de l'instrument : le maintenir par dessus avec la paume de la main, car sinon il partira comme une fusée. Cependant, il existe des raccords sophistiqués assurant automatiquement la dépressurisation lors de la déconnexion.

Alternatives

Le montage présenté ici, bien que des bricolages similaires aient fait leurs preuves sur d'innombrables véhicules, est loin d'être parfait.

On pourra préférer utiliser deux manocontacts branchés en série :

Autre exemple de pressostat, plus compact, mais qui ne sera disponible que dans un magasin de fournitures industrielles :


pressostat compact

C'est un élément de petite taille, équipé ici d'un filetage mâle 1/4", de deux clips plats mâles 6.35 mm, et d'un capuchon étanche en caoutchouc. C'est le genre de chose qui a tout à fait sa place sous un capot.

Celui-ci est de marque Suco-VSE.

Ces manocontacts sont livrés préréglés. Mais une vis permet de modifier l'étalonnage (simplement penser ensuite à remettre une goutte de vernis pour immobiliser la vis de réglage).


le réglage du pressostat

Branchements électriques

La commande de l'embrayage se fait par le pressostat. Ce dernier commande un relais qui alimente le compresseur via un fusible. Un interrupteur situé dans l'habitacle envoie le courant vers la bobine du relais, et l'autre pôle de la bobine est reliée à la masse par l'intermédiaire du pressostat. Le relais est donc commandé par la masse. Ceci a deux avantages :


Schéma électrique

  1. batterie
  2. clé de contact : l'embrayage du compresseur ne peut être enclenché que contact mis. Ceci limite le risque de décharger la batterie si on oublie de couper l'interrupteur de commande.
  3. interrupteur de commande, dans l'habitacle
  4. fusible 5 ampères
  5. relais :
    • en violet : arrivée de l'alimentation positive via le fusible.
    • en orange : connexion à l'embrayage du compresseur.
    • en vert : alimentation de la bobine du relais.
    • en bleu : l'autre borne de la bobine du relais est reliée à la masse via le pressostat.
  6. pressostat
  7. compresseur

Le pressostat commande donc le relais par la masse. Le câblage est simplifié (un seul fil branché sur le pressostat), mais surtout, en cas de fil baladeur dans le boîtier, il n'y a aucun risque de court-circuit. En effet, les pressostats "industriels" sont munis de borniers à vis, ce qui est un peu risqué sur un véhicule : les vibrations peuvent aboutir à un desserrage des fils.

Les pressostats de ce genre possèdent trois bornes :

Ce sont en fait des contacteurs bipolaires.

La borne de terre est donc reliée à la carcasse du pressostat. Un petit fil (noir sur la photo) part de la borne de masse et va au neutre (mais il pourrait être connecté à la borne de phase, c'est sans importance). On voit un fil chiné rouge / noir : il est connecté de l'autre côté du contact "neutre", et part vers la bobine du relais de commande du compresseur. Si l'un des deux fils se débranche accidentellement, la conséquence sera soit une panne de compresseur, soit un fonctionnement permanent (en cas de court circuit); la valve de sécurité entrerait alors en action si nécessaire, assurant une régulation a minima . Si la commande se faisait par le positif, et que le fil d'arrivée se déconnectait et vienne toucher la carcasse (qui est reliée à la masse du véhicule par sa fixation), il y aurait non seulement panne, mais en plus fusion du fusible.

La commande par la masse est un choix assez rare de nos jours, mais qui a ses avantages...


Câblage interne du pressostat

Conseils pratiques

Étanchéité des raccords

Tous les raccordements doivent être montés avec un produit d'étanchéité. Le Téflon est à proscrire : on est obligé d'orienter les composants les uns par rapport aux autres, et par conséquent d'avoir un freinage des filets. Le Téflon procure une bonne étanchéité, mais un freinage tout à fait insuffisant. En pratique, n'importe quel freinfilet convient, spécial ou pas. Legris recommande le Loctite 270.


produits de freinage et étanchéité

A l'extrême gauche, un produit spécifique, très bon marché : le Filetfix, convenant pour les canalisations d'air, eau, gaz de ville, GPL, produits pétroliers, et répondant au cahier des charges GDF. Le freinage obtenu est un poil plus important que celui procuré par le Loctite 270.

Au milieu, le classique Loctite 270

A droite, le Loctite 243, procurant un freinage plus léger, mais une étanchéité tout aussi bonne

Ces trois produits ont été testés et conviennent très bien.

Lors de l'utilisation d'un produit freinfilet dans une installation pneumatique, veiller à n'en placer que le strict minimum. Une goutte que l'on étale partout, et essuyage des excès. En effet, ce sont des produits anaérobies, c'est à dire qui durcissent lorsqu'ils sont privés d'oxygène. Si des bavures sont présentes dans les canalisations, des gouttes seront envoyées partout, et si elles se déposent entre deux pièces mobiles et susceptibles d'entrer en contact suffisamment longtemps, il y aura collage. J'ai un détendeur qui en a fait les frais. Il est maintenant irrécupérable.

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Validation W3C Unicorn le : 16 juillet 2013
page ajoutée le 20 décembre 2004
dernière révision le 17 mai 2008