Système de refroidissement pour camions, bus et utilitaires MAN / Mercedes

Le système de refroidissement est essentiel à la fiabilité et à la longévité de tous les camions, bus et fourgonnettes MAN et Mercedes. Les moteurs à combustion offrent des performances élevées sous forte charge, mais ces performances s'accompagnent d'une importante production de chaleur. Le système de refroidissement assure une dissipation contrôlée de cette chaleur, permettant ainsi au moteur et à ses composants de fonctionner dans des limites de température sûres. Un dysfonctionnement du système de refroidissement peut rapidement entraîner des dommages importants au moteur et une immobilisation imprévue. Chez Braem, vous trouverez une vaste gamme de pièces de refroidissement permettant d'effectuer l'entretien et les réparations de manière professionnelle et durable.

Fonctionnement du système de refroidissement du véhicule

Le système de refroidissement régule la température de fonctionnement du moteur en dissipant la chaleur produite par la combustion. Sans refroidissement, cette chaleur endommagerait le moteur par surchauffe. Des températures élevées sont générées lors de la combustion dans les cylindres. Sans refroidissement, des pièces telles que la culasse, les pistons, le vilebrequin et le bloc-moteur peuvent se déformer. En raison d'une température de fonctionnement excessive, l'huile moteur perd ses propriétés lubrifiantes, ce qui peut entraîner le grippage du moteur. Un moteur grippé est gravement endommagé et souvent irréparable.

Coopération avec le moteur et le chauffage dans la cabine

L'échange thermique est le processus par lequel l'énergie thermique est transférée d'un corps ou d'un milieu plus chaud vers un corps ou un milieu plus froid, jusqu'à ce que l'équilibre thermique soit atteint. Techniquement, ce processus peut se dérouler selon trois mécanismes. Par conduction, la chaleur est transportée à travers un matériau par contact direct. Une tige métallique chauffée d'un côté conduit cette chaleur à l'autre côté de la tige jusqu'à ce que sa température se stabilise. L'échange thermique peut également se produire par convection. Dans ce cas, la chaleur est transférée à travers un milieu en mouvement, tel qu'un liquide ou un gaz. Une troisième méthode est le rayonnement. Ici, la chaleur est transférée par ondes électromagnétiques. Ce mode de transfert ne nécessite ni contact ni milieu. L'énergie se propage directement dans l'espace. Le soleil en est le meilleur exemple. En résumé, on peut dire que la chaleur circule toujours d'une température élevée vers une température basse. La capacité de transfert thermique dépend de la différence de température, du type et de la surface du matériau, ainsi que des propriétés du milieu. Le système de refroidissement d'un moteur utilise principalement la conduction et la convection pour transférer la chaleur, avec une faible contribution du rayonnement.

Conduction : Le bloc-moteur est équipé de canaux de refroidissement permettant la circulation du liquide de refroidissement. La pompe à eau, fixée sur le bloc-moteur, fait circuler ce liquide à travers ces canaux, ce qui permet le transfert de chaleur des pièces chaudes du moteur vers le liquide. Le moteur refroidit ainsi. Ce transfert de chaleur s'effectue par contact direct entre les surfaces métalliques et le liquide de refroidissement.

Convection : Le liquide de refroidissement chauffé est pompé par la pompe à eau à travers les durites et les tuyaux jusqu'au radiateur. Ce radiateur est monté à l'avant du moteur. Lorsque le véhicule est en mouvement, l'air ambiant est poussé contre le radiateur par le sens de la marche. Cet air circule le long des ailettes et des tubes métalliques du radiateur et absorbe la chaleur du liquide de refroidissement provenant du moteur. Ainsi, la chaleur du liquide de refroidissement est absorbée par le flux d'air, ce qui entraîne son refroidissement. Ce liquide refroidi est ensuite pompé vers le moteur par la pompe à eau et les tuyaux, permettant ainsi au processus de convection décrit précédemment avant de recommencer.

Rayonnement : Dans une moindre mesure, les pièces chaudes du moteur rayonnent de la chaleur dans l’environnement par leur surface. Ce rayonnement joue un rôle mineur comparé à la conduction et à la convection.

Sous l'effet de la chaleur, l'eau se dilate et occupe donc un volume plus important. Le vase d'expansion, fixé sur le radiateur, compense cette dilatation et cette contraction du liquide de refroidissement dues aux variations de température, garantissant ainsi une pression constante et sûre dans le circuit de refroidissement.

Le chauffage de l'habitacle fonctionne principalement par convection. Le liquide de refroidissement chaud provenant du moteur est acheminé vers le radiateur de chauffage par des tuyaux faisant partie du circuit de refroidissement du moteur, grâce à la même pompe à eau. L'air extérieur est aspiré par le moteur de chauffage (qui est en réalité un ventilateur) à travers un filtre intérieur qui le purifie, puis propulsé à travers le radiateur de chauffage. Le liquide de refroidissement cède sa chaleur à cet air, qui est ensuite insufflé dans l'habitacle, ce qui augmente la température intérieure. Pour régler cette température, une vanne de chauffage est installée sur le circuit de refroidissement. Cette vanne est commandée par le système de contrôle situé dans l'habitacle. Elle détermine ainsi le débit de liquide de refroidissement chaud nécessaire pour atteindre la température souhaitée.

Principaux composants du système de refroidissement de l'air de suralimentation et du système de climatisation

Le principe de l'échange de chaleur est également utilisé dans 2 autres procédés.

Le système d'admission d'air et son influence sur la puissance du moteur

Lors de la combustion, la compression du mélange provoque l'inflammation du carburant grâce à la température élevée de l'air comprimé. La puissance du moteur dépend de la quantité de carburant brûlée par unité de temps. Plus le volume d'air dans les cylindres est important, plus la combustion est efficace. Le taux de remplissage indique la quantité d'air qui pénètre effectivement dans les cylindres par rapport à leur volume maximal. Augmenter ce taux de remplissage permet d'accroître la puissance du moteur. L'action de compression du turbocompresseur assure cette augmentation. Pour optimiser davantage le taux de remplissage, l'air provenant du turbocompresseur est refroidi par l'échangeur air-air. L'air refroidi se contracte, ce qui permet à une plus grande quantité d'air d'entrer dans les cylindres. L'air aspiré par le boîtier du filtre à air est comprimé par le turbocompresseur et acheminé par des conduites d'air comprimé vers l'échangeur air-air. Ce dernier est monté devant le radiateur de liquide de refroidissement. Lorsque le véhicule est en mouvement, l'air ambiant est repoussé contre l'échangeur air-air par le sens de la marche. Cet air circule au travers de fines ailettes de refroidissement et de fins tubes métalliques qui constituent l'échangeur, absorbant la chaleur de l'air provenant du turbocompresseur. Après refroidissement, l'air est acheminé par des tuyaux et des durites jusqu'au collecteur d'admission, par lequel il pénètre dans les cylindres du moteur.

Le système de climatisation est un système de refroidissement de l'air dans lequel la chaleur est transférée de l'habitacle vers l'air extérieur.

La climatisation fonctionne selon le principe du transfert de chaleur et des changements de phase du fluide frigorigène. Le système transfère l'énergie d'une zone plus chaude (ici, l'intérieur de l'habitacle) vers une zone plus froide (ici, l'air extérieur) via un circuit de refroidissement fermé. Un compresseur de climatisation comprime le gaz frigorigène, ce qui entraîne une augmentation de sa pression et de sa température. Du fait de ces différences de pression, le fluide frigorigène circule dans les conduites de climatisation jusqu'au condenseur, situé devant l'échangeur air-air à l'avant du véhicule. Lorsque le véhicule est en mouvement, l'air ambiant est poussé contre le condenseur par le sens de la marche. Cet air passe au contact des ailettes de refroidissement et des tubes métalliques fins qui constituent le condenseur et absorbe la chaleur du gaz frigorigène comprimé. Le gaz frigorigène se condense alors en liquide. Un détendeur, installé ensuite dans le circuit de fluide frigorigène, assure une chute brutale de la pression et de la température du fluide. Ce dernier se dirige ensuite vers l'évaporateur, situé contre ou à l'intérieur de l'habitacle. Le moteur de chauffage (ventilateur) propulse l'air chaud de l'habitacle à travers l'évaporateur, ce qui provoque l'absorption de la chaleur par le fluide frigorigène qui circule à l'intérieur et son évaporation. La température dans l'habitacle diminue alors. Le gaz à basse pression retourne au compresseur de climatisation, et le cycle peut recommencer.

Débits d'air du radiateur de refroidissement, de l'échangeur, du condenseur et de l'air

Pour un fonctionnement optimal du radiateur de liquide de refroidissement, de l'échangeur et du condenseur, l'air doit les traverser directement. Lorsque le véhicule roule à une certaine vitesse, ce flux d'air s'effectue automatiquement. Cependant, à faible vitesse ou au ralenti, le débit d'air est insuffisant pour refroidir correctement le moteur. Le niveau de charge du moteur diminue, ce qui compromet la puissance requise. Le système de climatisation ne fonctionne alors plus de manière optimale. Dans ce cas, un second flux d'air est généré par un ventilateur monté entre le radiateur et le moteur. Ce ventilateur, lorsqu'il est en marche, force l'air à travers les échangeurs de chaleur. Sur les moteurs de camions, il est généralement fixé au moteur par un accouplement visqueux. Cet embrayage à glissement régule la vitesse du ventilateur en fonction des besoins de refroidissement. Un carénage de ventilateur, fixé à l'arrière du radiateur, dirige l'air vers le compartiment moteur.

Usure courante et problèmes identifiables dans les différents systèmes de refroidissement

Refroidissement du moteur

Un système de refroidissement moteur défectueux peut entraîner une surchauffe ou un serrage du moteur. Le radiateur peut s'encrasser, présenter des fuites de liquide de refroidissement et rouiller. La poussière et le sable peuvent obstruer le radiateur par le flux d'air. Les durites et tuyaux peuvent se fissurer et durcir, compromettant ainsi leur étanchéité. Les ventilateurs peuvent se déformer sous l'effet de la chaleur du moteur. Un accouplement visqueux peut perdre son fluide ou s'user.

Système d'air de suralimentation

Le noyau de l'échangeur présente des fissures, des fuites et de la rouille. Les durites et les conduites de l'échangeur fuient. La poussière et le sable peuvent obstruer l'échangeur via le flux d'air.

Système de climatisation

Le compresseur de climatisation est une pompe à roulements. Il est sujet à l'usure et aux surcharges. La poussière et le sable peuvent contaminer le condenseur par le flux d'air. En raison de problèmes de condensation, l'évaporateur peut rouiller. Les tuyaux et les conduites de climatisation peuvent présenter des fuites.

Usure générale

Tous les composants du système de refroidissement sont sensibles aux vibrations. La dilatation continue due au chauffage et la contraction due au refroidissement engendrent une fatigue thermique, provoquant fissures et crevasses. Le flux d'air entraîne l'encrassement des échangeurs de chaleur par de la boue, du sable et autres contaminants, ce qui provoque leur colmatage et une perte d'efficacité.

Signes avant-coureurs typiques de dysfonctionnements des processus

De nombreux paramètres des différents systèmes de refroidissement sont mesurés par des capteurs. Les résultats de ces mesures sont affichés sur le tableau de bord par des voyants d'alerte. En cas de surchauffe du moteur, l'indicateur de température monte en flèche et le voyant d'alerte s'allume. Le moteur subit alors une perte de puissance et une surconsommation de carburant. Son fonctionnement peut également être irrégulier. Il peut se mettre en mode dégradé, voire caler. Une fuite de liquide de refroidissement peut se produire, formant des flaques vertes, roses ou bleues sous le véhicule. Le niveau de liquide de refroidissement baisse alors que le voyant correspondant s'allume sur le tableau de bord. Le liquide de refroidissement qui fuit dégage une forte odeur sucrée. Un chauffage défectueux souffle de l'air froid dans l'habitacle alors que le moteur est chaud. Le moteur de chauffage ne démarre pas ou continue de tourner. Un système de climatisation défectueux ne souffle pas suffisamment d'air froid. On entend un cliquetis à la mise en marche et une odeur de renfermé se dégage. Un système d'échangeur d'air défectueux provoque principalement des problèmes de performance et de comportement du moteur.

L'importance d'un entretien préventif et régulier du système de refroidissement

Il prévient les dommages coûteux au moteur dus à la surchauffe. Le risque de calage est réduit. Une température moteur constante est assurée, même dans les embouteillages, sous forte charge et par temps chaud. Il prolonge la durée de vie du moteur. Il accroît la fiabilité du véhicule et, par conséquent, la sécurité sur la route et sur les chantiers. Il prévient la corrosion interne, l'entartrage et la formation de boues dans les composants du système de refroidissement. Il garantit l'efficacité des échangeurs de chaleur.

Réparer ou remplacer les pièces de refroidissement

Les composants du système de refroidissement sont réparés ou remplacés selon le type de défaut, la fiabilité après réparation et l'analyse coût-bénéfice. La réparation est avantageuse si le composant est encore structurellement sain et si la réparation est fiable et durable. Les composants doivent être remplacés lorsqu'ils sont sujets à l'usure, présentent des défauts internes et que la réparation n'offre aucune garantie de fiabilité.

Systèmes de refroidissement conçus pour les applications intensives

Plus la charge est lourde et longue, plus le système de refroidissement doit être performant. Sous un climat chaud et lors de travaux intensifs, un radiateur plus grand est installé pour augmenter la capacité de refroidissement. Le thermostat du moteur régule sa température de fonctionnement en contrôlant la circulation du liquide de refroidissement. Ce thermostat garantit une montée en température rapide et maintient le moteur à une température constante et optimale. Il prévient la surchauffe et le fonctionnement à froid. Un thermostat est conçu pour une température spécifique, appelée température d'ouverture. Lorsque le liquide de refroidissement atteint cette température grâce au fonctionnement du moteur, le thermostat ouvre d'autres circuits de refroidissement. Ceci active la circulation du liquide de refroidissement vers des circuits supplémentaires, renforçant ainsi le refroidissement. Par conséquent, les camions soumis à de lourdes charges sont équipés d'un thermostat avec une température d'ouverture plus basse afin que le refroidissement renforcé s'active plus rapidement.

Conseils pratiques basés sur l'expérience en matière d'entretien des systèmes de refroidissement

Circuit de refroidissement et système de chauffage associé

• Vérifiez la qualité du liquide de refroidissement. S'il est insuffisant, remplacez-le. Pour ce faire, vidangez l'ancien liquide, rincez le circuit et remplissez-le de liquide neuf. Purgez le circuit et assurez-vous du niveau de liquide. Vérifiez l'étanchéité de tous les tuyaux, raccords et joints afin d'éviter toute fuite. Remplacez les tuyaux, raccords et joints défectueux.
• Vérifiez l'absence de fissures et de déformations sur le vase d'expansion. Contrôlez le bon fonctionnement du radiateur de liquide de refroidissement et du radiateur de chauffage. Remplacez-les si nécessaire. Contrôlez le fonctionnement du thermostat, de la pompe à eau, du ventilateur et du coupleur visqueux. Vérifiez la puissance de chauffage de l'habitacle. Assurez-vous que le volet de chauffage s'ouvre et se ferme correctement en fonction de la température souhaitée dans l'habitacle.

Circuit de refroidissement intermédiaire

• Vérifiez l'étanchéité de tous les tuyaux, raccords et joints afin d'éviter toute fuite d'air. Remplacez les tuyaux, raccords et joints défectueux. Nettoyez l'extérieur avec un dégraissant doux si nécessaire. Nettoyez l'intérieur du circuit à l'air comprimé. Vérifiez si l'échangeur est obstrué en mesurant la perte de pression d'air. Assurez-vous également qu'il n'est pas obstrué transversalement. L'échangeur reçoit l'air du turbocompresseur. Cet air contient de fines particules d'huile qui sont éliminées par le séparateur d'huile. Vérifiez le bon fonctionnement de ce séparateur.

Circuit de climatisation

• Vérifiez l'étanchéité de tous les tuyaux, raccords et joints afin d'éviter les fuites de réfrigérant. Remplacez les tuyaux, raccords et joints défectueux. Contrôlez la pression et le niveau de réfrigérant. Assurez-vous de la bonne circulation du réfrigérant par des mesures et des observations. Vérifiez l'absence de contamination croisée entre le condenseur et l'évaporateur. Remplacez le filtre d'habitacle. Rechargez le réfrigérant correctement. Vérifiez le bon fonctionnement du système en contrôlant le flux d'air froid dans l'habitacle. Contrôlez le fonctionnement du compresseur de climatisation.

La valeur ajoutée de Braem pour les composants de refroidissement

Braem dispose d'un stock important de pièces de refroidissement pour camions, bus et fourgonnettes MAN et Mercedes. Grâce à une disponibilité rapide et à une expertise technique reconnue, les réparations sont effectuées efficacement.

Les clients choisissent Braem pour :

• La bonne qualité grâce à un bon contrôle de la qualité
• Une assistance technique pour le démontage et le montage
• La livraison rapide en Europe et au-delà
• Des conditions de garantie et de retour transparentes

Un système de refroidissement fiable est indispensable au bon fonctionnement du véhicule. Grâce à des pièces adaptées et à un savoir-faire reconnu, le moteur est protégé contre la surchauffe et fonctionne de manière optimale. Le système de climatisation assure le confort du conducteur.