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#1 08-10-2015 22:08:38

Audi-Tech
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[Audi A2] Chauffage et climatisation

Chauffage/climatiseur

Conception et fonctionnement

Le climatiseur automatique reprend le principe éprouvé de la climatisation de l’Audi A4 et a été adapté à la console centrale de l’Audi A2. La régulation automatique de la température et du débit d’air est assurée par utilisation de capteurs (détection de l’état) ainsi que d’actuateurs (actionneurs) en liaison avec l’appareil de commande.

clim.png

L’Audi A2 fait appel à trois systèmes de BUS distincts, se caractérisant par des vitesses de transmission différentes. L’appareil de commande dans le porte-instruments constitue l’interface (passerelle) entre les réseaux en BUS. Le bus de données confort continue de fonctionner en mode de secours même en cas de défaillance d’une liaison. Le message de défaut correspondant est mémorisé dans la mémoire de défauts.

Lorsque l’on met le contact d’allumage, l’unité de commande et d’affichage E87 démarre avec le réglage des température, répartition d’air et vitesse de la soufflante d’air frais valables lors de la dernière coupure du contact avec la clé considérée. La détection de la clé s’effectue par lecture du code fixe du transpondeur. L’appareil de commande de l’antidémarrage, intégré dans le porte-instruments, fournit cette information sur le bus CAN à l’unité de commande et d’affichage E87.

Suivant l’équipement du véhicule, différents appareils de commande peuvent être reliés par le bus de données à l’appareil de commande du système de confort.
J104      Appareil de commande d’ABS avec EDS
J217      Appareil de commande pour boîte automatique
J285      Appareil de commande avec unité d’affichage dans le porte-instruments
J537      Appareil de commande pour 4LV (électronique moteur)
E87       Unité de commande et d’affichage pour climatiseur

Climatiseur

Climatiseur.jpg

Le climatiseur est de conception modulaire. Partant d’un modèle de base, il est possible de réaliser de nouvelles variantes (telles que régulation semi-automatique ou automatique, chauffage d’appoint, véhicules à conduite à gauche ou à droite) par adjonction d’éléments ou remplacement de pièces.

Repartition-pour-diffuseurs.jpg

Le filtre à pollen est situé entre le boîtier d’air frais et la répartition d’air, dans un tiroir. Il est accessible depuis l’habitacle. Après avoir enlevé le couvercle du filtre (coulisses), il est possible de sortir le filtre par le bas. Sur les véhicules sans climatiseur, la pré-résistance de soufflante d’air frais N24 peut être déposée après avoir enlevé la boîte à gants.

Après avoir débranché la fiche, la pré-résistance peut être extraite du boîtier en lui imprimant un mouvement de rotation vers la gauche. Sur les véhicules avec climatiseur, la pré-résistance est supprimée. La régulation de la soufflante d’air frais est assurée par l’appareil de commande de soufflante d’air frais J126. Il peut être remplacé après dépose de la boîte à gants et de la soufflante d’air frais.

filtre-a-pollen.jpg

Répartition de l’air

Repartition-de-lair.jpg

Guidage d’air dans le véhicule

Guidage-dair-dans-le-vehicule.jpg

Volets d’air frais/air en recirculation

La commutation du volet d’air frais/air en recirculation est assurée électriquement par un servomoteur. La cinématique de levier fait que les deux volets peuvent être réglés en dépendance mutuelle en fonction du souhait du conducteur. En position “dégivrage” (Defrost), la commande d’air en recirculation est bloquée électroniquement.

Volets-dair-frais-air-en-recirculation.jpg

L’échangeur de chaleur est monté en dessous du boîtier répartiteur d’air du climatiseur. La dépose de l’échangeur de chaleur est possible sur le climatiseur monté. Les deux raccords de liquide de refroidissement sont fixés par deux agrafesressort.

Lechangeur-de-chaleur.jpg


Compresseur

Concept du nouveau compresseur :
– compresseur à disque en nutation à fonctionnement unilatéral avec 6 pistons alternatifs
– volume variable en vue de l’adaptation aux besoins de puissance frigorifique

Caractéristiques de différenciation :
– fonction de régulation externe via la vanne de régulation N280
– piston creux
– entraînement par poulie (pas de coupleur électromagnétique)

Entraînement par courroie :
– Le compresseur continue de tourner même lorsque le système est coupé. Le refoulement est alors inférieur à 2 %.

Fonctionnement

La vanne de régulation du compresseur de climatiseur N280 est pilotée en continu par l’unité de commande et d’affichage du climatiseur E87. Il s’ensuit une variation des conditions de pression dans le boîtier du compresseur. La position inclinée du disque en nutation varie et détermine alors le volume. Les conditions extérieures, à savoir température souhaitée par les occupants du véhicule, météo et charge thermique du système, sont évaluées en vue de la régulation du compresseur. Cette tâche incombe à l’unité de commande et d’affichage E87. Dans cet objectif, elle évalue un signal rectangulaire du transmetteur de haute pression G65 dépendant de la pression dans le circuit de réfrigérant.
La largeur d’impulsion -A- augmente alors au fur et à mesure que la pression s’accroît. On obtient à partir de la largeur d’impulsions -A et de la distance entre les signaux -B- un rapport d’impulsions qui est traité par l’unité de commande et d’affichage E87 ; on aura donc, pour un rapport d’impulsions élevé, une puissance frigorifique élevée et vice versa.
En fonction des différentes influences de régulation, l’unité de commande et d’affichage calcule alors un rapport d’impulsions servant de consigne pour le flux en direction de la vanne de régulation N280.
La température de l’évaporateur au niveau du capteur G265 est le signal de référence servant à la régulation du compresseur.
     /!\ Le contrôle optique et acoustique du système n’est plus possible en raison de la suppression du coupleur électromagnétique.

Fonctionnement-compresseur.jpg

Refoulement nul du compresseur

Refoulement-nul-du-compresseur.jpg

Il est possible de faire varier le volume du compresseur par inclinaison du disque en nutation. Lorsque le compresseur du climatiseur ne fonctionne pas, le disque en nutation se trouve en position verticale (la levée des pistons est inférieure à 2 %). Le déplacement du disque en nutation est induit par des pressions différentes dans le compresseur.
– Pression d’aspiration : Pression du côté basse pression du système ou pression du réfrigérant en amont du compresseur
– Haute pression : Pression du réfrigérant après compression, pression principale en vue du déplacement du disque en nutation en direction de pleine charge
– Pression du carter : Pression antagoniste dans le carter du compresseur alliée au ressort de rappel du disque en nutation en direction d’un remplissage nul
La vanne de régulation au niveau de laquelle sont appliquées toutes ces pressions est responsable de l’équilibre de ces différences de pression. La principale influence sur l’équilibre des forces résultant des pressions est exercée par la haute pression et la pression du carter. La haute pression agit, dans la chambre de compression, sur le piston et tente d’augmenter l’inclinaison du disque en nutation = volume important. La pression du carter développe une force qui tente d’amener le disque en nutation en position plus verticale.

Pleine charge du compresseur

Pleine-charge-du-compresseur.jpg

L’électrovanne de régulation N280 comporte un poussoir et un élément de pression. La pression d’aspiration détermine la position de l’élément de pression et donc la course de régulation du piston. L’unité de commande et d’affichage E87 pilote la vanne de régulation en cas de besoin d’une puissance frigorifique plus importante. Le poussoir se déplace alors et réduit la section constituant la liaison entre haute pression (vert foncé) et pression du carter (jaune). La haute pression prédomine et provoque via le piston l’inclinaison du disque en nutation.

Si une puissance frigorifique plus faible est requise, la section de liaison (haute pression/pression du carter) est augmentée. Il s’ensuit une compensation de la pression entre chambre de compression et carter. Le disque en nutation est alors ramené par le ressort de rappel en direction d’un refoulement nul. Grâce au rapport d’impulsions de 400 Hz, la vanne de régulation N280 est en mesure de maintenir le poussoir à l’état “flottant”, ce qui permet d’obtenir une régulation optimale de la pression.

Poulie

Poulie.jpg

La poulie se compose du disque d’entraînement et de la poulie. Les deux disques sont rendus solidaires par un élément moulé en caoutchouc. L’élément en caoutchouc comportant 4 points de déformation relie la poulie et le disque d’entraînement.

poulie-2.jpg

En cas de situation présentant un danger - blocage du compresseur - les forces de transmission entre disque d’entraînement et poulie augmentent de manière extrême au niveau des pièces moulées. La poulie repousse l’élément en caoutchouc dans le sens de rotation contre le disque d’entraînement bloqué. L’élément en caoutchouc se déforme au niveau des 4 points de déformation. La pression exercée sur la poulie augmente et le déforme jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de liaison entre poulie et disque d’entraînement. Cela permet d’éviter l’endommagement de la commande par poulie unique.


Chauffages d’appoint

Chauffage d’appoint CTP Z35

Chauffage-dappoint-CTP-Z35.jpg

Sur les véhicules équipés d’un moteur diesel, le chauffage est, dans certains pays, secondé par un chauffage d’appoint électrique. Les moteurs à consommation optimisée ne fournissent pas, lors d’un démarrage à froid à des températures extérieures basses, une dissipation de chaleur transmise au liquide de refroidissement suffisante pour pouvoir réchauffer l’habitacle au moyen d’un radiateur conventionnel.

Un chauffage d’appoint CTP intégré dans le climatiseur est alors une solution avantageuse. Il réchauffe l’air admis dans l’habitacle en utilisant l’énergie électrique du réseau de bord. Elle fournit immédiatement après le départ à froid de la chaleur en vue du chauffage. La résistance à coefficient de température positif (CTP) transforme l’énergie électrique en chaleur. L’alimentation électrique est assurée par deux tôles de contact. Elles guident la chaleur en direction de l’ailette ondulée, au niveau de laquelle a lieu le réchauffement de l’air destiné à l’habitacle.

Chauffage d’appoint du liquide de refroidissement

Chauffage-dappoint-du-liquide-de-refroidissement.jpg

L’utilisation de ce “chauffage d’appoint” est essentiellement prévue pour les Audi A2 TDI destinées à des pays bien définis.
Il permet un réchauffage rapide
– du circuit de liquide de refroidissement du moteur
– de l’habitacle (dégivrage des glaces, désembuage)

/!\ L’appareil de commande est apte au diagnostic (adresse 18). Les inscriptions dans la mémoire de défaut sont conservées même après coupure de tension.

chauffage-clim.jpg

Déroulement du fonctionnement

     1. Circuit d’eau de chauffage
L’arrivée d’eau du liquide de refroidissement à chauffer se situe au niveau de la tubulure d’arrivée d’eau. Le transmetteur de chaleur, qui remplit la fonction d’un échangeur de chaleur, achemine l’eau au terme de la phase de réchauffage, via la sortie d’eau, au circuit de chauffage du moteur.
     2. Arrivée d’air de combustion
La soufflante d’air de combustion aspire de l’air frais et l’achemine à la chambre de combustion via le canal d’air de combustion.
     3. Alimentation en carburant
La pompe de dosage de carburant aspire du carburant, qui est envoyé à l’évaporateur via une conduite interne.
     4. Combustion
Le carburant et l’air sont mélangés dans la chambre de combustion. Le mélange est enflammé par le crayon de préchauffage. La combustion amorcée dans la chambre de combustion se poursuit dans le foyer où est développée la flamme de chauffage proprement dite. L’échange de chaleur entre flamme et transmetteur de chaleur se produit dans le foyer.
     5. Echappement
Au sortir du foyer, les gaz d’échappement sont évacués à l’air libre via la sortie de gaz d’échappement et un échappement situé sous la protection du soubassement.
     6. Pilotage
L’appareil de commande du moteur pilote le système, via un appareil de commande intégré, en fonction de critères de mise en circuit/coupure définis (température du liquide de refroidissement par exemple). Les capteurs de température surveillent les différentes températures régnant dans le système, telles que température de flamme et température de l’eau, qui font alors l’objet d’une régulation par l’appareil de commande.

Synoptique du système

Détecteur de température extérieure G17
Détecteur de température au tableau de bord G56 et sélection de la température dans l’unité de commande et d’affichage du climatiseur E87
Transmetteur de température au diffuseur d’air central G191
Transmetteur de température du diffuseur au plancher G192
Transmetteur de haute pression G65
Transmetteur de température de diffusion, évaporateur G263
Transmetteur de température - canal d’aspiration d’air frais G89
Cellule photo-électrique pour rayonnement solaire G107

Signaux :
- Borne 31b du balayage intermittent du lave-glace/essuie-glace
- Compresseur du climatiseur

La régulation du système implique :
– les températures au niveau des diffuseurs (transmetteur dans le climatiseur)
– la température de diffusion au niveau de l’évaporateur
– la température extérieure (via le bus CAN de l’appareil de commande dans le porteinstruments) fournie par le capteur intégré dans le pare-chocs
– la température intérieure fournie par la sonde de température logée dans l’élément de commande du climatiseur et la sélection de la température
– le niveau de pression dans le circuit de réfrigérant
– des caractéristiques moteur spécifiques (telles que température élevée du liquide de refroidissement, accélération, ralenti)

Appareil de commande pour boîte automatique J217
Appareil de commande pour 4LV J537
Appareil de commande avec unité de commande dans porte-instruments J285
Interface de diagnostic pour le bus de données J533 (passerelle)
Appareil de commande du climatiseur
Prise de diagnostic
Appareil de commande pour ventilateur de liquide de refroidissement J293
Ventilateur pour liquide de refroidissement V7
Vanne de régulation pour compresseur, climatiseur N280
Servomoteur pour volet de température V68 avec potentiomètre G92
Servomoteur pour volet de dégivrage V107 avec potentiomètre G135
Servomoteur pour volet d’air en recirculation V113 avec potentiomètre G143
Servomoteur pour volet central V70 avec potentiomètre G112
Prérésistance de soufflante d’air frais N24
Appareil de commande de soufflante d’air frais J126 avec soufflante d’air frais V2
Signaux :
- Signal ECON
- Elévation du régime
- Compresseur de climatiseur


Schéma fonctionnel

sch-fonctionnel.jpg

sch-fonctionnel-legende.jpg


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