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 Expliquée.
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 à main, etc.).
Filtre d'Aspiration
L'air ambiant est aspiré dans le compresseur à travers le filtre d'aspiration.
Décharge
L'air comprimé est évacué du compresseur par le port de décharge.
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 faciliter le transfert de 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 du premier étage est de plus grand diamètre que celui du deuxième étage, car la pression de décharge y est plus faible.
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 que celui du premier étage, car la pression de décharge y est plus élevée.
Piston
Le compresseur à piston alternatif est l'un des modèles de compresseur les plus répandus aujourd'hui. Un compresseur à piston comporte généralement entre un et trois pistons, chacun installé dans une chemise de cylindre. Un piston se compose d'un corps cylindrique, avec des segments de piston installés autour du corps principal pour sceller l'espace entre le piston et la chemise de cylindre. Un piston se déplace linéairement dans son cylindre, aspirant ou évacuant de l'air du cylindre.
Soupape d'Aspiration
Lorsque le piston s'éloigne des soupapes d'aspiration et de décharge, il aspire de l'air dans le cylindre ; c'est la « course d'aspiration ». Lorsque le cylindre est complètement rempli d'air, il est dit « chargé ». Les soupapes d'aspiration sur ce modèle sont mises en évidence en rouge.
Soupape de Décharge
Une fois le cylindre chargé, le piston se déplace vers les soupapes d'aspiration et de décharge ; c'est la « course de décharge » ou « course de compression ». En se déplaçant, le piston comprime l'air. À une pression déterminée, la soupape de décharge s'ouvre, permettant l'évacuation de l'air comprimé du cylindre. Les soupapes de décharge sont mises en évidence en bleu sur ce modèle.
Vitre de Niveau
Les machines alternatives (linéaires et rotatives) 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 également être utilisées. Une vitre de niveau permet au personnel de vérifier visuellement que le niveau d'huile est suffisant pour assurer une lubrification adéquate. Les compresseurs plus petits sont généralement 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 des déchets thermiques vers l'air ambiant, ce qui accroît l'efficacité du compresseur.
Moteur
Un moteur à courant alternatif (AC) triphasé est utilisé pour entraîner l'arbre excentrique du compresseur frigorifique. Le moteur peut être un moteur à marche/arrêt direct ou contrôlé par un variateur de fréquence (VFD).
Volant
Un moteur électrique peut être connecté directement à l'arbre du compresseur, ou indirectement 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