Il a probablement lavé vos vêtements des centaines de fois, mais vous êtes-vous déjà demandé ce qu’il y avait à l’intérieur de cette fidèle machine à laver ?
Comment fait-il pour essorer les vêtements si vite sans fuite d’eau ? Pourquoi est-ce si lourd ? Comment l’agitateur change-t-il de direction ? Dans cette édition , nous nous aventurerons à l’intérieur d’une machine à laver pour répondre à toutes ces questions et plus encore.
Nous commencerons par expliquer comment la machine à laver nettoie les vêtements, puis nous verrons comment la machine est assemblée. Nous examinerons la plomberie, le mécanisme d’entraînement et les commandes.
Nettoyage des vêtements
Faire fonctionner une machine à laver est assez simple :
- Il y a quelques choses à décider avant de commencer votre charge de vêtements, comme la taille de la charge (petite, moyenne, grande, très grande), la température de l’eau pour les cycles de lavage et de rinçage (froid/froid, chaud/froid, chaud/chaud, chaud/froid), comment la machine doit agiter (délicat, tricot, pressé permanent, lourd) et combien de temps les cycles doivent durer (nombre de minutes, en fonction du degré de salissure de vos vêtements).
- Après avoir rempli la baignoire de vêtements, la machine remplit la baignoire d’eau, puis remue les vêtements à l’aide d’un agitateur.
- Après un certain temps d’agitation, la laveuse évacue l’eau puis essore les vêtements pour éliminer la plus grande partie de l’eau. Ensuite, il se remplit et agite encore un peu les vêtements pour rincer le savon. Ensuite, il se vide et tourne à nouveau.
À l’intérieur d’une machine à laver
Si nous jetons un coup d’œil sous la machine à laver, vous verrez ce qui la rend si lourde.
Oui, c’est en fait un bloc de béton dans l’image ci-dessus. Le béton est là pour équilibrer le moteur électrique tout aussi lourd , qui entraîne une très lourde boîte de vitesses attachée à la cuve intérieure en acier. Il y a beaucoup de composants lourds dans une machine à laver.
La meilleur machine a laver a deux cuves en acier. La cuve intérieure est celle qui contient les vêtements. Il a un agitateur au milieu et les côtés sont perforés de trous afin que lorsque la baignoire tourne, l’eau puisse s’échapper.
La cuve extérieure , qui scelle toute l’eau, est boulonnée au corps de la laveuse. Parce que la cuve intérieure vibre et tremble pendant le cycle de lavage, elle doit être montée de manière à lui permettre de se déplacer sans heurter d’autres parties de la machine.
La cuve intérieure est fixée à la boîte de vitesses , qui est fixée au cadre en métal noir que vous voyez sur la photo ci-dessus. Ce cadre contient le moteur, la boîte de vitesses et le poids du béton.
L’image ci-dessus ne montre que le cadre en métal noir, sans la baignoire ni la boîte de vitesses. Le câble que vous voyez sur le côté gauche de l’image est l’autre extrémité du même câble que vous voyez sur le côté droit. Il y a un total de trois poulies , de sorte que si un côté du cadre monte, l’autre côté descend. Ce système supporte le poids des composants lourds, les laissant se déplacer de manière à ne pas secouer l’ensemble de la machine.
Mais, si toutes ces pièces ne sont suspendues que par des câbles, pourquoi ne se balancent-elles pas tout le temps ?
Une machine à laver a un système d’amortissement qui utilise la friction pour absorber une partie de la force des vibrations.
Dans chacun des quatre coins de la machine se trouve un mécanisme qui fonctionne un peu comme un frein à disque . La pièce attachée au châssis de la rondelle est un ressort . Il serre deux patins contre la plaque métallique qui est fixée au cadre noir. Vous pouvez voir où les plaquettes ont poli la plaque du mouvement pendant la vibration.
Plomberie
La plomberie sur la machine à laver a plusieurs tâches :
- Il remplit la machine à laver avec la bonne température d’eau.
- Il fait recirculer l’eau de lavage du fond de la cuve de lavage vers le haut (pendant le cycle de lavage).
- Il pompe l’eau hors du drain (pendant le cycle d’essorage).
La machine à laver a des branchements pour deux conduites d’eau à l’arrière, une pour l’eau chaude et une pour le froid. Ces lignes sont raccordées au corps d’une électrovanne .
L’image ci-dessus montre l’arrière et l’avant de l’électrovanne. Vous pouvez voir qu’il y a deux valves , mais elles alimentent un seul tuyau . Ainsi selon la température choisie, soit la vanne chaude, soit la vanne froide ou les deux vannes s’ouvriront.
Avant que le tuyau ne libère de l’eau dans la cuve de lavage, il l’envoie à travers un dispositif anti-siphon .
Ce dispositif empêche l’eau de lavage d’être aspirée dans les conduites d’alimentation en eau, contaminant éventuellement l’eau de votre maison ou même de votre quartier. Vous pouvez voir que le dispositif en plastique blanc a une grande ouverture qui permet à l’air d’entrer . L’eau du tuyau jaillit dans l’appareil et tourne vers le bas, sortant par le tube à l’autre extrémité. Mais tant qu’il est à l’intérieur de l’appareil, il est ouvert sur l’atmosphère. Cela signifie que s’il y avait une aspiration sur la conduite d’alimentation en eau, il ne pourrait pas aspirer d’eau de la machine à laver ; il ne recevrait que de l’air.
L’image ci-dessus montre l’ entrée par laquelle l’eau pénètre dans la machine à laver. La buse à droite est un orifice de trop-plein , qui est connecté à un tuyau qui déverse l’eau par le bas de la machine à laver (sur votre sol), au lieu de la laisser déborder de la baignoire et éventuellement mouiller le moteur.
Pompe
Le reste du système de plomberie, la partie qui fait recirculer l’eau et la partie qui la draine, implique la pompe.
Dans l’image ci-dessus, vous pouvez voir comment la pompe est connectée. Cette pompe est en fait deux pompes séparées en une : la moitié inférieure de la pompe est raccordée à la conduite de vidange, tandis que la moitié supérieure fait recirculer l’eau de lavage. Alors, comment la pompe décide-t-elle de pomper l’eau hors de la conduite de vidange ou de la retourner dans la cuve de lavage ?
C’est là qu’intervient l’une des astuces de la machine à laver : le moteur qui entraîne la pompe peut inverser la direction . Il tourne dans un sens lorsque la laveuse exécute un cycle de lavage et fait recirculer l’eau ; et il tourne dans l’autre sens lorsque la laveuse effectue un cycle d’essorage et vidange l’eau.
Regardons de plus près la pompe :
Si vous regardez attentivement, vous pouvez voir les aubes de la couche inférieure de la pompe. Lorsque l’ eau pénètre dans la pompe de l’entrée , ces aubes, ou ailettes, pousser l’eau autour et le forcer à revenir hors de la pompe par l’ intermédiaire de l’ orifice de sortie . Ce type de pompe peut fonctionner dans les deux sens – quel port est l’entrée et quel est la sortie dépend de la direction dans laquelle la pompe tourne.
Jetez un autre coup d’œil à la pompe. Si la pompe tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, la pompe inférieure aspire l’eau du fond de la cuve de lavage et la force à sortir du tuyau de vidange, et la pompe supérieure essaie d’aspirer l’air du haut de la cuve de lavage et de la forcer à remonter par le bas, afin qu’aucune recirculation de l’eau n’ait lieu.
Si la pompe tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, la pompe supérieure aspire l’eau du fond de la baignoire et la pompe vers le haut, et la pompe inférieure essaie de pomper l’eau du tuyau de vidange vers le fond de la baignoire. Il y a en fait un peu d’eau dans le tuyau de vidange, mais la pompe n’a pas le pouvoir d’en refouler une grande partie dans la baignoire.
Regardez à nouveau le tuyau de vidange dans l’image ci-dessus – remarquez comment il boucle jusqu’au sommet de la machine avant de redescendre vers le drain. Parce qu’une extrémité du tuyau est accrochée au fond de la baignoire et que l’autre est ouverte à l’atmosphère, le niveau d’eau à l’intérieur du tuyau de vidange sera le même que le niveau à l’intérieur de la baignoire. Si le tuyau de vidange n’allait pas jusqu’au sommet de la machine, la baignoire ne pourrait jamais se remplir complètement. Dès que l’eau atteint le coude du tuyau, elle sort du drain.
Il y a aussi des moments où la pompe ne tourne pas du tout. La laveuse ne fait que baratter l’eau qui se trouve dans la baignoire sans la faire recirculer. Pour cette situation, la pompe est reliée au moteur par l’intermédiaire d’un embrayage .
Sur cette photo, vous voyez l’ accouplement flexible qui relie l’ embrayage à la pompe . L’accouplement est nécessaire car le moteur et l’embrayage sont montés sur le châssis, qui peut se déplacer librement avec la cuve intérieure, tandis que la pompe est montée sur la cuve extérieure fixe.
Au bas de l’embrayage se trouve un jeu de quatre dents . Lorsque l’ électro – aimant s’engage, il lève un bras dans ces dents, ce qui les empêche de tourner. Une fois les dents arrêtées, l’embrayage commence à s’engager. Après quelques tours, il se bloque sur l’arbre du moteur et la pompe commence à tourner avec le moteur.
Mécanisme d’entraînement
Le mécanisme d’entraînement d’un lave-linge a deux fonctions :
- Pour agiter les vêtements, déplacez-les d’avant en arrière à l’intérieur de la cuve de lavage.
- Pour faire tourner toute la cuve de lavage, en forçant l’eau à sortir.
Il existe une boîte de vitesses vraiment cool qui gère ces deux tâches, et elle utilise la même astuce que la pompe. Si le moteur tourne dans un sens, le réducteur s’agite ; s’il tourne dans l’autre sens, la boîte de vitesses passe en cycle d’essorage.
Voyons d’abord comment tout est connecté :
Sur cette photo, le cadre a été retiré. Vous pouvez voir la pompe montée sur la cuve extérieure et la boîte de vitesses, qui maintient la cuve intérieure. Un morceau de caoutchouc scelle la cuve extérieure à la boîte de vitesses. La cuve intérieure est montée sur la boîte de vitesses de l’autre côté du joint.
La cuve intérieure a été retirée de la cuve extérieure dans l’image ci-dessus. Il repose sur la boîte de vitesses et l’ agitateur en plastique est visible au centre de la baignoire.
Ici, vous pouvez voir le dessus de la boîte de vitesses avec le joint coupé et la cuve intérieure retirée. La cuve intérieure se boulonne sur les trois trous de la bride de la boîte de vitesses. Vous pouvez voir à partir de l’accumulation de crasse sur le dessus de la boîte de vitesses qu’elle a été exposée à l’eau de lavage pendant de nombreuses années. Un tube creux s’étend depuis le centre de la boîte de vitesses. À l’intérieur de ce tube se trouve un arbre cannelé – la cannelure au-dessus de l’arbre s’accroche à l’agitateur en plastique.
À l’intérieur de la boîte de vitesses
La boîte de vitesses est l’une des pièces les plus cool de la machine à laver. Si vous faites tourner la poulie de la boîte de vitesses dans un sens, l’arbre intérieur tourne lentement d’avant en arrière, en inversant le sens environ à chaque demi-tour. Si vous faites tourner la poulie dans l’autre sens, la bride tourne à grande vitesse, faisant tourner toute la baignoire avec elle.
Ici vous pouvez voir un engrenage avec un lien attaché à celui-ci. Ce lien est exactement comme celui attaché à une vieille roue de train à vapeur – lorsque l’ engrenage (avec le lien) tourne, il pousse un autre engrenage en forme de tarte d’avant en arrière. Cet engrenage en forme de tarte engage un petit engrenage sur l’arbre intérieur, qui mène à la cannelure . En plus de faire tourner l’arbre intérieur dans des directions alternées, il existe d’autres engrenages dans le système qui fournissent une réduction de vitesse pour ralentir la rotation. Étant donné que le moteur ne tourne qu’à une seule vitesse, la vitesse du cycle d’essorage, une réduction de vitesse est nécessaire pour faciliter le cycle de lavage plus lent.
Lorsque la laveuse passe en cycle d’essorage, tout le mécanisme se bloque, ce qui fait que tout essore à la même vitesse que l’entrée, qui est reliée au moteur. La chose intéressante ici est que lorsque le moteur fait tourner la boîte de vitesses dans un sens, l’agitateur fonctionne, et lorsqu’il le fait tourner dans l’autre sens, toute la machine se bloque. Comment fait-il cela ?
Dans la figure ci-dessus, remarquez l’engrenage avec les dents coudées . Il y a aussi un engrenage plus petit avec des dents inclinées derrière le grand au premier plan. Ce sont les deux seuls engrenages à dents inclinées. Selon la façon dont les engrenages tournent, l’angle sur les dents aura tendance à forcer l’engrenage intérieur à glisser vers la gauche ou vers la droite à l’intérieur de la boîte de vitesses. S’il glisse vers la gauche, il engage un mécanisme qui verrouille la boîte de vitesses.
Vous pouvez voir une petite encoche dans l’arbre extérieur. Cette encoche est creuse, et est fixée à l’arbre avec le petit engrenage hélicoïdal . Lorsque le petit engrenage se déplace, il déplace cet arbre extérieur avec lui, et la petite encoche engage la dent unique qui est fixée au mécanisme de verrouillage. Lorsque la boîte de vitesses est verrouillée, l’arbre intérieur, qui entraîne l’agitateur, et l’arbre extérieur, qui entraîne la cuve, tournent à la même vitesse que la poulie d’entrée.
Les contrôles
Les commandes de cette machine ont été conçues avant que les microcontrôleurs ne soient utilisés dans les appareils. En fait, il n’y a pas une seule résistance ou un seul condensateur dans toute la machine. Tout d’abord, jetons un coup d’œil au commutateur de cycle – vous serez étonné de ce qu’il y a à l’intérieur.
Le commutateur de cycle a pour tâche de déterminer combien de temps les différentes parties du cycle durent.
A l’intérieur de l’interrupteur se trouve un petit moteur équipé d’un très gros démultiplicateur qui fait tourner le cadran de commande très lentement. Dans la moitié supérieure du commutateur, il y a un ensemble de six contacts . Ceux-ci sont actionnés par les petits morceaux de métal dans le bras en plastique sur le cadran. Au fur et à mesure que le cadran tourne, des bosses sur le cadran soulèvent et abaissent les six pièces métalliques, qui ferment et ouvrent les contacts dans la moitié supérieure de l’interrupteur.
Si vous regardez la forme des bosses, vous pouvez voir pourquoi le cadran de la rondelle ne tourne que dans un sens : la face avant des bosses a une pente qui soulève progressivement les pièces métalliques ; mais pas l’arrière, donc si vous essayez de tourner le bouton vers l’arrière, les pièces métalliques se calent contre les bosses.
Ce disque en plastique bosselé est vraiment le logiciel qui fait fonctionner votre machine à laver. La longueur des bosses détermine la durée de chaque partie du cycle, et la longueur de l’espace entre les bosses détermine combien de temps la machine s’arrête avant de passer à sa prochaine tâche.
Les commutateurs de contrôle de vitesse et de température sont beaucoup plus simples que le commutateur de contrôle de cycle.
Ces commutateurs contrôlent la vitesse du moteur et déterminent lequel des solénoïdes d’alimentation en eau chaude/froide s’ouvrira pendant les cycles de lavage et de rinçage. Si chaud est sélectionné, seule l’électrovanne d’eau chaude s’ouvrira lorsque la machine se remplira ; si chaud est sélectionné, les deux s’ouvriront ; et si froid est sélectionné, seule l’électrovanne d’eau froide s’ouvrira.
Le contrôle vitesse/température est assez simple. Chaque bascule en plastique engage deux ensembles de contacts , ouvrant ou fermant le circuit connecté à ces contacts. Pour chaque interrupteur, il y a toujours un jeu de contacts fermé et un jeu de contacts ouvert.
Le capteur de niveau utilise un pressostat pour détecter le niveau d’eau dans la baignoire.
Cet interrupteur contrôle la hauteur à laquelle la baignoire se remplit d’eau.
La grande extrémité du tuyau se connecte au fond de la baignoire, tandis que la petite extrémité se connecte à l’interrupteur. Lorsque le niveau d’eau dans la baignoire augmente, l’eau monte également dans le tuyau ; mais l’air dans le tuyau est piégé, de sorte que lorsque l’eau monte, l’air est comprimé.
A l’intérieur du boîtier de cet interrupteur se trouve un petit piston . La pression dans le tuyau pousse le piston vers le haut. Lorsqu’il est suffisamment élevé, il surgit et ferme un contact électrique. Ce point de consigne, où le contact est perdu, est réglable, et sur la photo vous pouvez voir le mécanisme à came qui est connecté au bouton de réglage sur le panneau de commande de la laveuse. Lorsque la came tourne, elle presse un ressort contre le cylindre , ce qui rend plus difficile le soulèvement du cylindre. Cela signifie que le niveau d’eau devra encore augmenter avant que la pression dans le tuyau ne soit suffisamment élevée pour déclencher l’interrupteur.