Compresseur de frein à air en surchauffe : causes, dommages et solutions

Un compresseur de frein à air surchauffe pour l'une de ces deux raisons : il fonctionne en charge bien plus qu'il ne le devrait, ou la chaleur qu'il produit normalement ne peut pas s'échapper. La compression produit de la chaleur en elle-même — pousser l'air atmosphérique jusqu'à une pression système pleinement chargée d'environ 120 psi en génère beaucoup — donc le compresseur dépend du liquide de refroidissement moteur à travers sa culasse et d'une longue conduite de refoulement agissant comme échangeur de chaleur. Quand le cycle de service augmente, que le débit de liquide de refroidissement baisse ou que le chemin de refoulement se restreint, la température de la culasse monte, l'huile lubrifiante se carbonise, et l'unité entame une lente autodestruction qui se termine généralement par de l'huile dans le système d'air.

Trois vérifications trouvent la cause : une mesure de température de refoulement, une évaluation du cycle de service, et un regard à l'intérieur de la conduite de refoulement. Travaillez dans cet ordre — le temps que vous sentiez l'huile chaude ou trouviez du carbone à l'entrée du sécheur d'air, le dommage a déjà commencé.

Quelle chaleur est trop de chaleur ?

La température de refoulement est le chiffre de travail. L'air quittant la culasse doit rester sous la limite indiquée par le fabricant pour cette unité, et au moment où il a parcouru la conduite de refoulement jusqu'au sécheur, il devrait avoir perdu une grande partie de cette chaleur. Au-delà de la limite de conception, l'huile moteur se dégrade et dépose du carbone sur les soupapes de refoulement et dans la conduite.

Le test sur le terrain : après que le véhicule a travaillé, prenez des relevés infrarouges à l'orifice de refoulement, à mi-parcours de la conduite, et à l'entrée du sécheur. Vous voulez une baisse nette le long de la conduite. Si la conduite est presque aussi chaude au sécheur qu'au compresseur, et que le corps du sécheur brûle au lieu d'être chaud, vous avez un problème de chaleur.

Cause 1 : cycle de service excessif

Le cycle de service est le pourcentage du temps de fonctionnement moteur que le compresseur passe en charge plutôt qu'en décharge. Un véhicule bien entretenu se situe bien en dessous de 25 pour cent. Au-delà de cette plage, le compresseur n'a jamais assez de temps déchargé pour dissiper la chaleur, et les températures montent tout au long du service. Ce qui pousse le cycle de service à la hausse est rarement le compresseur lui-même :

• Fuites d'air aux raccords, flexibles, joints gladhand, chambres de frein et orifices d'échappement de valve.
• Charges d'accessoires — suspension pneumatique, sièges, avertisseurs, bennes basculantes, prise de force à air.
• Applications de frein fréquentes dans les travaux d'ordures ménagères, de transit et de livraison urbaine.
• Défauts de régulateur. Un régulateur qui coupe trop haut, ou ne coupe jamais, maintient la pompe au travail. La coupure se situe normalement autour de 120-135 psi avec réenclenchement autour de 100-110 psi.
• Défauts de déchargeur. Si le compresseur ne peut pas se décharger, il monte en continu — le schéma derrière un compresseur d'air qui tourne en permanence.

Avant de condamner quoi que ce soit, effectuez un test de perte de charge : montez à la coupure, coupez le moteur, puis observez la perte de pression freins relâchés puis appliqués. L'avertisseur de basse pression ne se déclenche qu'à environ 60 psi, donc un véhicule peut fuir gravement et n'allumer aucun témoin pendant un test court.

Cause 2 : perte de refroidissement

La plupart des compresseurs poids lourd sont refroidis par liquide, partageant le liquide de refroidissement moteur via des conduites d'entrée et de sortie ou une bride de montage. Les défaillances de refroidissement se manifestent par des flexibles écrasés ou pincés, du tartre et des boues dans les passages de la culasse, des poches d'air laissées après un entretien du liquide de refroidissement (un compresseur monté haut sur le moteur est souvent le dernier endroit d'où l'air purge), un liquide de refroidissement dégradé, ou — sur les unités refroidies par air — des ailettes engorgées de film d'huile et de saleté.

Vérification rapide : moteur chaud, touchez les deux conduites de liquide de refroidissement. Si l'une est chaude et l'autre proche de l'ambiante, le débit ne se fait pas. Rincez ou remplacez les conduites et confirmez que les passages de la culasse sont dégagés avant de monter quoi que ce soit de neuf.

Cause 3 : conduite de refoulement restreinte

La conduite de refoulement entre le compresseur et le sécheur d'air est autant un échangeur de chaleur qu'un tuyau. Elle est délibérément longue et acheminée dans l'air en mouvement pour que l'air comprimé refroidisse et que l'humidité se condense avant le sécheur. Défauts courants :

• Dépôt de carbone réduisant l'alésage, pire côté compresseur et aux coudes.
• Une conduite raccourcie ou sous-dimensionnée lors d'une réparation précédente, donc l'air chaud arrive au sécheur sans avoir refroidi.
• Flexible en caoutchouc là où une conduite en acier ou renforcée haute température est spécifiée — cela isole au lieu de rayonner.
• Affaissements et points bas qui retiennent l'eau, laquelle gèle en hiver et bouche la conduite.
• Torsions ou écrasement dus au châssis ou à la carrosserie.

Toute restriction augmente la pression contre laquelle le compresseur travaille et emprisonne la chaleur à la culasse. Cette chaleur carbonise plus d'huile, ce qui dépose plus de carbone, ce qui restreint davantage — la boucle qui se termine par un compresseur de frein à air qui pompe de l'huile.

Cause 4 : usure interne et alimentation en huile

• Alimentation en huile faible ou contaminée. La plupart des compresseurs sont lubrifiés par le moteur ; une conduite d'alimentation restreinte, une galerie bouchée ou une huile dégradée affame les paliers, et la friction devient chaleur.
• Segments et alésage usés. Le blow-by réduit le débit, ce qui allonge les temps de montée en pression et augmente le cycle de service.
• Carbone sur les soupapes de refoulement. Des soupapes encrassées fuient en retour, donc le même air est comprimé plusieurs fois au lieu de quitter la culasse.
• Défaillance de joint de culasse entre les passages de liquide de refroidissement et d'air, ce qui met du liquide de refroidissement dans le système d'air et tue le refroidissement en même temps.
• Glissement de courroie sur les unités entraînées par courroie, produisant de la chaleur à la poulie et réduisant le débit.

Ce que fait la surchauffe en aval

L'air arrivant trop chaud au sécheur n'a pas refroidi ni condensé, donc le dessiccant ne peut pas faire son travail et l'humidité passe dans les réservoirs. L'air chaud cuit aussi la cartouche et raccourcit fortement sa durée de vie. La vapeur d'huile qui survit au trajet enrobe le dessiccant et les valves en aval, causant des valves relais et à échappement rapide collantes, des joints gonflés et des desserrages de frein lents — voir sécheurs d'air pour camions.

Séquence de diagnostic

1. Mesurer. Relevés infrarouges à l'orifice de refoulement, à mi-conduite et à l'entrée du sécheur après un cycle de travail normal ; comparer à la limite indiquée du compresseur.
2. Vérifier le cycle de service. De nombreux calculateurs de châssis le rapportent directement ; sinon observer le cyclage du régulateur sur plusieurs minutes et estimer la fraction en charge.
3. Test de fuite. Monter à la coupure, couper le moteur, observer les manomètres freins relâchés puis appliqués. Une chute excessive signifie traquer les fuites en premier.
4. Vérifier le refroidissement. Les deux conduites de liquide de refroidissement circulent, pas de torsions, pas de poche d'air, liquide de refroidissement en bon état ; nettoyer les ailettes sur les unités refroidies par air.
5. Inspecter la conduite de refoulement. Vérifier l'alésage pour le carbone et confirmer que longueur, diamètre et matériau correspondent à la spécification.
6. Vérifier régulateur et déchargeur. Coupure dans la fenêtre 120-135 psi, réenclenchement autour de 100-110 psi, et une décharge propre à la coupure.
7. Évaluer le compresseur seulement après tout ce qui précède, puis décider entre entretien et remplacement.

Remplacer un compresseur surchauffé sans découvrir pourquoi il a surchauffé, c'est acheter une deuxième panne sur le même calendrier.

La prévenir

La surchauffe est largement une panne contrôlable par l'entretien. Traquez les fuites dès qu'elles apparaissent, remplacez la cartouche du sécheur selon le calendrier, purgez les réservoirs, maintenez le liquide de refroidissement dans les spécifications, et inspectez la conduite de refoulement chaque fois que le compresseur ou le sécheur est entretenu. Sur les véhicules à demande d'air réellement élevée — ordures ménagères, transit, gros travail de suspension pneumatique — spécifiez un compresseur avec la cylindrée adaptée au service plutôt que de faire tourner une unité sous-dimensionnée près de sa limite toute la journée.