Comment fonctionne un compresseur à air ?

Les compresseurs d’air sont indispensables dans les usines et les ateliers car ils ont une myriade d’utilisations. Les bricoleurs à domicile en tirent également le meilleur parti. Aujourd’hui, vous pouvez trouver un compresseur d’air presque partout, du garage de votre voisin à l’atelier automobile. Ils existent sous de nombreuses formes différentes et vous devez en choisir une en fonction du type de travail que vous devez effectuer. Parmi les utilisations de base d’un compresseur d’air, citons le remplissage de bouteilles de gaz à usage industriel, la création d’une puissance suffisante pour faire fonctionner des outils pneumatiques et le gonflage de pneus et d’autres objets gonflables.

En tant que responsable technique d’une entreprise ou bricoleur amateur enthousiaste, il est important de connaître le fonctionnement des compresseurs d’air. Ces connaissances vous aideront à prendre les bonnes décisions. Nous avons fourni un guide détaillé qui répond à pratiquement toutes les questions sur le fonctionnement d’un compresseur d’air. Nous avons également abordé les différents types de compresseurs d’air, leur fonctionnement et leurs différences.

Qu’est-ce qu’un compresseur d’air ?

Un compresseur d’air est un outil utilisé par diverses industries pour fournir une énergie continue sous forme d’air sous pression. Il a été inventé dans les années 19th siècle et depuis lors, il continue d’être l’outil le plus utilisé dans les usines et les ateliers. Certaines industries, comme la métallurgie, ne peuvent se passer de compresseurs d’air.

La plupart des entreprises de fabrication préfèrent les compresseurs d’air car ils sont abordables et durables. Les modèles de haute qualité nécessitent peu d’entretien et de réparations. Ils sont également plus légers et plus compacts que les autres sources d’énergie centralisées.

Il existe deux principaux types de compresseurs : le compresseur à spirale et le compresseur à vis, également connu sous le nom de compresseur alternatif. Chacun d’entre eux a des utilisations différentes dans les environnements commerciaux et domestiques. La plupart du temps, ils fournissent de l’air pour remplir des objets gonflables comme des pneus ou ils fournissent de l’énergie pour faire fonctionner des outils comme des pistolets de pulvérisation, des perceuses, des agrafeuses et des ponceuses.

Comment fonctionnent les compresseurs d'air

Comment un compresseur obtient-il de l’air ?

Les compresseurs d’air à piston (de nombreux compresseurs utilisent la technologie du piston alternatif) obtiennent de l’air en augmentant la pression et en réduisant le volume de l’air. Les éléments essentiels d’un compresseur d’air sont : un réservoir de stockage, un moteur à gaz ou électrique, une pompe pour comprimer l’air, et des vannes d’admission et de décharge qui aspirent et libèrent l’air respectivement.

Pour obtenir de l’air, un compresseur en aspire par la soupape d’admission puis crée un vide pour réduire son volume. Le vide pousse alors l’air hors de la chambre vers le réservoir de stockage du compresseur. Lorsque la pression de l’air atteint une limite maximale dans le réservoir de stockage, le compresseur s’arrête. Il se remet en marche lorsque la pression redescend à un certain niveau. L’ensemble de ce processus est appelé le cycle de fonctionnement.

Méthodes de compression

Tous les compresseurs compriment l’air par déplacement d’air. Les mécanismes internes du compresseur se déplacent pour pousser l’air dans la chambre. Les deux principaux types de déplacement d’air utilisés pour comprimer l’air sont les suivants :

Déplacement positif

Il s’agit de la méthode la plus courante. L’air est aspiré dans une chambre, puis le compresseur réduit le volume de la chambre pour comprimer l’air. L’air est ensuite transféré dans un réservoir de stockage pour une utilisation ultérieure.

Déplacement dynamique

Aussi communément appelé déplacement non positif, le déplacement dynamique utilise une roue à aubes en rotation pour aspirer l’air dans la chambre. Le mouvement des pales rotatives crée de l’énergie qui fait monter la pression en peu de temps. Le déplacement dynamique crée de grands volumes d’air et fonctionne rapidement, il peut donc être utilisé avec des turbocompresseurs.

Compresseurs d’air à déplacement positif

Le déplacement positif étant la méthode de déplacement d’air la plus courante, il existe toute une série de compresseurs d’air à déplacement positif. Chacun d’entre eux fonctionne différemment. Certains sont mieux adaptés à un usage industriel, tandis que d’autres ne peuvent être utilisés qu’à des fins domestiques. Il s’agit notamment de :

Compresseur d’air à vis rotative

Fonctionnement des compresseurs d'air

Ce compresseur est équipé de 2 vis à l’intérieur de son moteur qui tournent continuellement dans des directions opposées. Le mouvement des vis crée un vide qui aspire l’air. L’air est piégé entre les filets des vis et, en forçant entre elles, il se comprime. Il est ensuite envoyé dans un réservoir de stockage. Les compresseurs d’air à vis existent en différentes tailles pour s’adapter à diverses applications. Ils sont adaptés aux utilisations industrielles.

Pourquoi devriez-vous vous procurer un compresseur rotatif à vis ? Il possède une excellente capacité de puissance, un faible coût d’investissement initial et il est extrêmement facile à entretenir.

Vous ne les aimerez peut-être pas car, bien qu’ils soient faciles à entretenir, ils nécessitent des contrôles d’entretien fréquents. Ils ont également des capacités de refroidissement très limitées.

Compresseur d’air à palettes rotatives

Fonctionnement des compresseurs d'air

Ce compresseur partage le même principe que le compresseur d’air à vis rotative. Il est également connu sous le nom de pompe à vide. Le compresseur à palettes présente une cavité arrondie dans laquelle est placé un moteur décentré. Son moteur est doté de pales avec des bras qui s’ajustent automatiquement. Ainsi, chaque fois que le bras s’approche de l’entrée d’air, elles s’allongent et créent une grande cavité. Lorsque le moteur tourne, il déplace l’air et les bras s’approchent de la sortie en se rétrécissant et en créant un espace plus petit entre le boîtier rond et les ailettes qui compriment l’air. Les compresseurs d’air à palettes sont incroyablement faciles à utiliser et compacts. Cela en fait un choix fantastique pour les bricoleurs et les entrepreneurs.

Compresseur d’air à pistons

C’est un autre compresseur d’air populaire. Il est également connu sous le nom de compresseur d’air à piston. Il possède un rotor qui tourne et fait bouger un piston de haut en bas. Lorsque le piston descend, l’air est aspiré dans la chambre et lorsqu’il remonte, l’air est comprimé et repoussé vers l’extérieur. C’est le même principe que celui utilisé par le moteur à combustion d’une voiture.

Parmi les principales caractéristiques d’un compresseur d’air à mouvement alternatif figurent un vilebrequin, un cylindre, une bielle, un piston et une tête de soupape. Les compresseurs d’air à un étage utilisent un seul piston tandis que les compresseurs à deux étages utilisent 2 pistons et peuvent pressuriser plus d’air. Les compresseurs à piston sont beaucoup plus bruyants que les autres modèles en raison du mouvement et de la friction de leurs pièces. Cependant, les modèles à deux ou plusieurs pistons sont beaucoup plus silencieux car ils répartissent la charge de travail.

Les principales raisons pour lesquelles vous devriez vous procurer un compresseur d’air à piston sont les suivantes : il est plus économe en énergie et il se refroidit rapidement. Ses seuls inconvénients sont les suivants : il comporte des pièces plus complexes, donc difficiles à entretenir, et son coût d’investissement initial est beaucoup plus élevé.

Compresseurs d’air à un étage et à deux étages

Les compresseurs à piston à un étage et à deux étages sont les types de compresseurs d’air les plus courants. Ils partagent tous deux le même principe de fonctionnement, à l’exception des compresseurs d’air à deux étages qui comportent une étape supplémentaire dans le processus de compression. Les compresseurs d’air à un étage comportent une seule chambre et l’air est comprimé une fois, tandis que les compresseurs d’air à deux étages comportent deux chambres et l’air est comprimé deux fois.

La plupart des gens ont tendance à différencier les 2 compresseurs en utilisant le nombre de cylindres de chacun d’eux. Ils utilisent tous deux 2 cylindres, seulement, les compresseurs à un étage ont des cylindres de même taille alors que les compresseurs à deux étages ont des cylindres de tailles différentes.

Opération

Un compresseur à un étage aspire l’air dans un cylindre puis il le comprime une fois lorsque le piston se déplace dans son système de vide. Après la compression, l’air est envoyé dans un réservoir de stockage pour une utilisation ultérieure. La puissance de la compression est généralement mesurée en livres par pouce carré (PSI) ou en bars. Le PSI sera élevé si le compresseur est plus puissant. La plupart des compresseurs d’air à un étage compriment l’air à un taux standard d’environ 120PSI.

Les compresseurs à deux étages, par contre, ont deux chambres. Ils compriment l’air dans la première chambre selon le même principe que les compresseurs d’air à un étage, puis l’envoient dans la deuxième chambre pour le comprimer à nouveau. Dans la deuxième chambre, l’air est comprimé à un taux d’environ 175 PSI.

Les compresseurs à un étage et à deux étages sont alimentés par un moteur à essence ou électrique. C’est le moteur qui entraîne le piston et rend la compression possible.

Application

Puisqu’ils fonctionnent de manière similaire, les compresseurs d’air à un étage et à deux étages peuvent être utilisés pour les mêmes tâches, comme le fonctionnement d’outils à forte puissance dans une usine de fabrication ou d’outils de base comme une perceuse.

Les compresseurs d’air à un étage sont surtout utilisés à des fins domestiques, comme les petits travaux d’atelier qui nécessitent des outils portatifs, et le bricolage à domicile.

Les compresseurs d’air à deux étages sont mieux adaptés aux travaux de grande envergure comme la réparation de véhicules. On les trouve surtout dans les usines de pressage et les usines de fabrication.

Lubrification

La lubrification est une autre façon de comparer les compresseurs d’air. Certains compresseurs utilisent de l’huile, d’autres non, et ils sont tous deux adaptés à des tâches différentes. Ceux qui utilisent de l’huile ont besoin que leurs pistons soient en parfait état de marche et doivent donc être lubrifiés avec de l’huile. Certains utilisent également de l’huile sur le cylindre pour faciliter la compression.

Compresseurs d’air à l’huile

Comment fonctionnent les compresseurs d’air à huile ? Ils nécessitent l’ajout régulier d’huile dans la zone des pistons. L’huile doit également être changée aussi souvent que le suggèrent les instructions du fabricant. Ils sont assez lourds et coûteux mais ils sont robustes et ultra-durables. Ils durent plus longtemps que les compresseurs sans huile. Ils ont également tendance à faire beaucoup de bruit par rapport à leurs homologues sans huile.

Comme ils sont lourds et durables, les compresseurs à base d’huile sont les mieux adaptés aux travaux lourds dans les milieux industriels et commerciaux. Par conséquent, si vous cherchez à investir dans le meilleur compresseur d’air industriel qui soit robuste et polyvalent pour votre entreprise, un compresseur à base d’huile est la solution idéale.

Voici quelques-unes des utilisations courantes d’un compresseur d’air à base d’huile dans un environnement commercial :

– Fournir de l’énergie pour faire fonctionner des outils de construction pneumatiques comme les perceuses et les cloueuses.

– Peinture et réparation de véhicules

– Fournir de l’énergie pour faire fonctionner des outils de dentisterie et d’autres outils en milieu médical

– Création de bancs de neige dans les centres de ski

– Utilisation d’outils de nettoyage à l’air comme les soufflettes

Fonctionnement des compresseurs d'air

Compresseurs sans huile

Ces compresseurs, contrairement aux compresseurs à base d’huile, sont dotés d’un cylindre lubrifié avec un matériau anti-adhérent comme le Téflon, et ne nécessitent donc aucun entretien pour bien fonctionner. Ils sont incroyablement légers, beaucoup plus légers que les compresseurs à huile, car ils sont compacts. Ils nécessitent moins de pièces pour fonctionner, et ils ne supportent pas le poids de l’huile que les compresseurs à huile ont.

Les compresseurs sans huile ont également une conception assez basique et sont remarquablement abordables. Une autre caractéristique louable de ces compresseurs est leur fonctionnement silencieux. Si vous ne souhaitez pas un environnement de travail bruyant, assurez-vous d’opter pour le meilleur compresseur d’air silencieux. Le California Air Tools 6010LFC 1.0 HP Ultra Quiet and Oil-Free Industrial Air Compressor est l’un des compresseurs d’air les plus populaires, préféré pour son fonctionnement silencieux. Il ne produit que 60 décibels et promet un minimum de 4000 heures avant de s’user.

D’un autre côté, les compresseurs sans huile chauffent plus rapidement à des températures très élevées. Ils sont également moins durables car leur matériau gras antiadhésif (souvent du téflon) perd ses capacités de lubrification et s’use avec le temps. Pour cette raison, les compresseurs sans huile sont surtout utilisés par ceux qui ont besoin d’un outil ultra-léger et nécessitant peu d’entretien à des fins domestiques.

Ils constituent un choix fantastique pour les petits travaux comme le gonflage de ballons, tous les types de travaux de bricolage et d’atelier à domicile. Ils sont également très utiles dans les industries qui ne veulent absolument pas que leurs produits ou leurs consommateurs entrent en contact avec du pétrole. Par exemple, l’industrie alimentaire et des boissons aurait des problèmes s’il y avait une contamination par l’huile. Les industries dentaire et pharmaceutique n’ont pas d’autre choix que d’utiliser des compresseurs sans huile.

Fonctionnement des compresseurs d'air

Vitesse du compresseur d’air

La vitesse du compresseur d’air est un autre facteur crucial à prendre en compte lors du choix d’un compresseur d’air pour votre entreprise ou votre industrie. Il existe deux principaux types de compresseurs d’air en termes de vitesse : fixe et variable. Le principal facteur de différenciation entre ces deux types de compresseurs d’air est la façon dont le moteur est alimenté. Sinon, l’élément de compression est à peu près uniforme avec tous les compresseurs à paires. En fait, le mode de fonctionnement du moteur n’affecte pas seulement la vitesse du compresseur, mais détermine également son efficacité, sa facilité d’utilisation et sa durée de vie.

Compresseurs à vitesse variable

Ils sont également connus sous le nom de compresseurs VFD (Variable Frequency Drive) ou VSD (Variable Speed Drive). Ils fonctionnent en ajustant automatiquement la vitesse du moteur en fonction de la demande d’air. Ceci est rendu possible par le système du compresseur qui convertit la tension du réseau électrique en une fréquence variable.

Le système aspire l’énergie puis la convertit deux fois. D’abord, il utilise des diodes pour convertir le courant alternatif en courant continu. Le courant alternatif est épuré par un condensateur puis transformé en courant continu par un transistor. Les transistors agissent comme des interrupteurs qui contrôlent la fréquence du courant envoyé au moteur, contrôlant ainsi la vitesse du moteur.

Les compresseurs d’air VSD sont dotés d’une technologie qui permet de contrôler étroitement la vitesse du moteur et la quantité d’air comprimé utilisée. Cela vous donne plus de contrôle sur la machine. Ils sont également plus économes en énergie, car vous avez la possibilité de contrôler votre production ou d’utiliser ce dont vous avez seulement besoin. C’est pourquoi de nombreuses entreprises de fabrication les préfèrent.

D’un autre côté, les compresseurs VDS ne sont pas les meilleurs pour les applications qui nécessitent un flux continu de puissance. Ils nécessitent également un coût d’investissement initial élevé et des réparations et un entretien fréquents qui peuvent également s’avérer coûteux.

Compresseurs d’air à vitesse fixe

Contrairement aux compresseurs VSD, ces compresseurs envoient un flux constant de puissance au moteur, vous offrant ainsi une fréquence fiable dans toutes vos applications de compression. Les compresseurs d’air à vitesse fixe sont des outils essentiels dans toutes les industries qui ont une demande de puissance continue.

L’avantage d’un compresseur d’air à vitesse fixe est que son coût d’investissement initial est beaucoup plus faible et raisonnable que celui d’un compresseur VDS. Il est également beaucoup plus facile et moins cher à entretenir.

Son seul inconvénient est qu’il est moins efficace pour économiser de l’énergie, donc plus cher à faire fonctionner.

Quelle est l’importance du CFM ?

La puissance d’un compresseur d’air est souvent considérée comme une puissance en chevaux, mesurée en CV.

Il existe de nombreuses autres façons de déterminer la puissance d’un compresseur d’air. Les pieds cubes par minute (CFM) sont l’une d’entre elles. Le CFM nous permet de connaître le taux et le volume auxquels un compresseur comprime l’air.

Essentiellement, il indique le débit du compresseur, ce qui vous permet de connaître la quantité d’air qu’il peut produire à un certain niveau de pression.

Un compresseur avec un taux de CFM élevé est susceptible de produire plus d’air et est souvent utilisé pour des applications à grande échelle comme le travail industriel.

Le taux auquel l’air extérieur entre dans le cylindre d’un compresseur est souvent influencé par des facteurs environnementaux comme le vent, l’humidité et la chaleur. Les fabricants utilisent les Pieds cubes standard par minute pour prendre en compte à la fois les facteurs internes et ces facteurs externes. Le SCFM combine le CFM et les facteurs externes.

Le CFM de déplacement est un autre indice de puissance courant pour les compresseurs d’air. Elle indique l’efficacité de la pompe du compresseur en tirant des informations du RPM (tours par minute) du moteur. Il obtient également des informations sur le volume d’air que le cylindre du compresseur peut déplacer.

Le CFM peut également être mesuré en termes d’air délivré. La quantité d’air déchargé est mesurée et le nombre est appelé CFM FAD (Free Air Deliver). Il est important car il est utilisé pour mesurer le débit d’air de certains outils.

Conclusion

Les compresseurs d’air sont devenus de plus en plus un outil précieux dans notre vie quotidienne. Nous les utilisons pour diverses applications, comme le remplissage de nos pneus et de nos ballons, dans les climatiseurs et dans les outils de construction comme les pistolets et les perceuses. Acheter le meilleur compresseur d’air est une chose, mais se faire une idée de ses fonctionnalités en est une autre.

Que vous soyez un bricoleur enthousiaste ou un responsable technique dans une entreprise de fabrication de pièces de moteur, vous devez savoir comment fonctionnent les compresseurs d’air. Les informations que nous avons fournies dans ce guide couvrent différents types de compresseurs d’air, des compresseurs d’air à huile et sans huile aux compresseurs d’air à remorque. Savoir faire la différence entre les différents types de compresseurs, leurs fonctionnalités et leurs applications vous aidera à prendre les bonnes décisions lorsque vous choisirez un compresseur pour vos besoins.