Introduction
Voici un modèle 3D d'un Compresseur à Piston.
Fonctionnement des Compresseurs à Piston
La vidéo ci-dessous est un extrait de notre Cours Vidéo d'Ingénierie Mécanique et Électrique.
Annotations du Modèle 3D
Compresseur à Piston
Ce modèle 3D illustre un compresseur à piston alternatif. Ce type de compresseur est couramment utilisé pour fournir de l'air dans des applications de service (actionnement pneumatique de vannes, alimentation d'outils pneumatiques, etc.).
Filtre d'Aspiration
L'air ambiant est aspiré dans le compresseur à travers le filtre d'aspiration.
Échappement
L'air comprimé est évacué du compresseur par le port d'échappement.
Connexion de Transfert
L'air comprimé dans le premier étage est transféré au deuxième étage via la connexion de transfert. Cette connexion est rainurée pour dissiper la chaleur vers l'air ambiant, augmentant ainsi l'efficacité du compresseur.
Compression de la 1ère Étape
L'air ambiant est comprimé dans le premier étage du compresseur. Le piston de ce premier étage est de plus grand diamètre que celui du deuxième étage, car la pression de décharge est plus basse.
Compression de la 2ème Étape
L'air comprimé du premier étage est dirigé vers le deuxième étage. Le piston du deuxième étage est de plus petit diamètre car la pression de décharge est plus élevée.
Piston
Le compresseur à piston alternatif est l'un des modèles les plus courants aujourd'hui. Un compresseur à piston comporte généralement entre un et trois pistons, chacun installé dans une chemise de cylindre. Un piston est constitué d'un corps cylindrique avec des segments de piston pour sceller l'espace entre le piston et la chemise. Le piston se déplace linéairement dans son cylindre, aspirant ou évacuant l'air.
Soupapes d'Aspiration
Lorsque le piston s'éloigne des soupapes d'aspiration et d'échappement, il aspire de l'air dans le cylindre; c'est la « course d'aspiration ». Lorsque le cylindre est plein d'air, il est dit « chargé ».
Soupapes d'Échappement
Une fois le cylindre chargé, le piston se déplace vers les soupapes d'aspiration et d'échappement; c'est la « course d'échappement » ou « course de compression ». En se déplaçant, le piston comprime l'air. À une pression déterminée, les soupapes d'échappement s'ouvrent et l'air comprimé est évacué. Les soupapes d'échappement sont mises en évidence en rouge sur ce modèle.
Vitre de Niveau
Les machines alternatives nécessitent presque toujours un système de lubrification pour réduire et éliminer la chaleur générée entre les pièces. Les compresseurs d'air sont généralement lubrifiés avec de l'huile, souvent synthétique ou minérale, mais des huiles biodégradables peuvent aussi être utilisées. Une vitre de niveau permet de vérifier visuellement que le niveau d'huile est suffisant pour une lubrification adéquate. Les petits compresseurs sont souvent lubrifiés par barbotage, tandis que les plus grands nécessitent des systèmes de lubrification dédiés. Pour certaines applications, les compresseurs peuvent être « sans huile ».
Carter
Le carter abrite l'arbre excentrique (similaire à un vilebrequin dans un moteur), le(s) piston(s) et les roulements. Sa conception nervurée augmente la surface de contact avec l'air ambiant, améliorant ainsi le transfert de chaleur et l'efficacité du compresseur.
Moteur
Un moteur à induction triphasé à courant alternatif (AC) est utilisé pour entraîner l'arbre excentrique du compresseur. Le moteur peut être à démarrage direct ou contrôlé par un variateur de fréquence (VFD).
Volant
Un moteur électrique peut être connecté à l'arbre du compresseur directement ou via des courroies et un volant.
Ressources Supplémentaires
https://www.cp.com/en-in/compressors/expert-corner/blog/piston-air-compressor
https://www.popularmechanics.com/home/how-to/a151/how-air-compressors-work