Techniques du moteur et mélange air-essence
Posté: Samedi 22 Août 2020 16:14
Depuis très longtemps, il y a une polémique en aviation, entre les partisans du "Enrichir pour ménager son moteur" et ceux du "appauvrir pour ménager son moteur".
Cela dure car, des deux côtés, il y a des arguments fondés qui vont en faveur de chaque façon de gérer le dosage air-carburant... Mixture management diraient les Anglophones.
Dans d'autres sujets, Aviathor louange les positions et les produits d'une entreprise Américaine qui s'est engouffrée dans cette faille, avec un certain succès (22000 moteurs en service)... Mais pourquoi si peu de convertis alors (seulement 22000 moteurs équipés pour 200000 moteurs Lycoming en service et un peu plus de 100000 pour TCM).
C'est d'abord technique... Or ce qui alimentent la polémique est tout sauf "technique"... On parle économie de carburant et de coûts en réparation/entretien, mais pas de technique.
Effet de mode peut-être... Car quand le carburant coûtait 75 centimes de francs le litre, 28 dollars le plein d'un Bonanza, il est évident qu'on ne se souciait pas de l'économie de carburant.
Par contre, dans des compagnies de transport utilisant des "Constellations" ou des "DC6", là ou l'économie d'échelle était significative, on pratiquait la recherche d'un meilleur rendement moteur bien avant la mode "LOP-ROP".
Si on raisonne techniquement, le meilleur rendement d'un moteur c'est quand on brûle le mieux possible le mélange air-essence... Soit une flamme bleue à l'échappement... Environ 1400 °C (2552 °F). Voyez, avant le montage d'une sonde EGT (années 50-60) dans une conduite d'échappement, on réglait le mélange à l'oeil... Celui regardant l'échappement.
Le souci en aviation, surtout avec un moteur en alliage d'aluminium, c'est que le point de fusion de la matière qui fait la culasse vaut 660 °C (1220 °F)... Donc c'est compliqué. Pour utiliser un moteur à son meilleur rendement, sauf à le construire en céramique, il faut contenir la chaleur des parois soumis au passage des gaz d'échappement.
L'autre souci, c'est qu'il n'y a pas beaucoup de sonde EGT qui supporte plus de 1000 °C... D'où les positions de ces sondes loin de la soupapes d'échappement. Donc régler sa mixture sur la base d'une sonde incapable de mesurer un pic de température absolue c'est pas top.
Cependant, pour le discours, ce n'est pas parce que le moteur ou les instruments ne sont pas stable thermiquement que le fonctionnement au PIC EGT n'est pas la bonne solution.
En fait, la seule idée d'évoquer un meilleur rendement (économie de carburant) c'est prôner pour un fonctionnement au pic EGT... Donc trouver des solutions pour contenir les températures de culasse (CHT).
La première source de discorde c'est quand le moteur n'est pas capable de fonctionner tout le temps à pic EGT, les uns veulent maîtriser cette température en limitant la propagation de la flamme (fonctionnement riche, limitant la quantité de comburant), les autres en limitant la température de flamme (fonctionnement pauvre, limitant la quantité de carburant).
A se chamailler sur qui des deux a raison, on oublie parfois que, pour les deux, ils ont renoncé à l'idée de fonctionner au meilleur rendement...
CHT et vitesses sont liés, puisque le flux d'air va contribuer à limiter les températures de culasse, soit directement (air cowling), soit indirectement (liquid cowling) via les radiateurs. Un avion bien motorisé c'est donc celui qui permet à son moteur d'être stable thermiquement... Même si fonctionnement à pic EGT.
A contrario, un emballement des températures huile et CHT sur un avion qui fonctionne au pic EGT est révélateur d'une mauvaise adaptation du GMP à la cellule... Pas d'un mauvais moteur. Les exemples sont légions, on peut citer BMW ayant interdit Focke-wulf de séparer le capotage du radial 801, livré avec, lors du montage sur la cellule par peur du déréglage des volets.
C'est la deuxième source de discorde... Les uns accusant le motoriste de mauvaises préconisations, notamment sur la conduite moteur et la gestion des constantes, les autres accusant le pilote de ne pas savoir conduire la gestion des constantes moteur. Personne ne pense à l'avionneur.
La position des "ROPistes" (côté riche du pic) est étayée techniquement par les considérations suivantes :
-Fonctionnement continu à W > 75% de W max (voltige, travail aérien, écolage,...);
-Alimentation par injection multipoint et dosage massique ;
-Evolution aux basses altitudes ;
-Hélices à pas fixe.
La position des "LOPistes" (côté pauvre du pic) est étayée techniquement par les considérations suivantes :
-Fonctionnement continu à W< 75% de W max (croisière) ;
-Alimentation par injection monopoint ou calibrée en débit ;
-Evolution à des niveaux de vol élevés ;
-Moteur turbocompressés ;
-Hélices à régime constant.
La position des motoristes (fonctionnement à CHT contrôlée) est étayée techniquement par les considérations suivantes :
-Longévité du moteur (TBO) ;
-Réglages en meilleure puissance ;
Pour vendre leur science, les experts de chaque camp tirent à "boulets rouges" sur les arguments du camp adverse, les "LOPistes" reprochent à des motoristes comme Lycoming ou TCM d'avoir une mauvaise préconisation sur la conduite moteur, cause d'usures ou casses prématurées en plus de gaspillage en carburant (voir SI 1094 D Lycoming par exemple pour se faire une idée).
Il va de soi, pourtant, que le constructeur qui monte une alimentation monopoint par carbus ou injection sur son moteur met en accord les possibilités techniques de son produit et ses recommandations. D'ailleurs, on voit mal le "LOPiste" signer un chèque en blanc sans le montage d'injecteurs au débit contrôlé... Un injecteur défaillant du monopoint entraînant l'enrichissement automatique des autres cylindres, soit la fin de son processus de contrôle des températures de flamme.
Les "ROPistes" reprochent aux "LOPistes", prétentieux de contrôler les températures de flammes, de ne pas savoir maîtriser mieux qu'eux les CHTs et T° huile... Ce qui est un comble, surtout lorsque en plus on limite la puissance à 75% du maximum pour opérer. Et c'est pas faux, les courbes d'exploitation montrent ça.
Enfin, les deux premiers accusent les motoristes de ne pas former les pilotes à la conduite moteur... Mais c'est à l'avionneur qu'il faudrait plutôt s'adresser.
Dans les aéroclubs Français, tout ça c'est du charabia, le discours c'est souvent "la manette rouge c'est rouge parce que c'est dangereux donc faut pas toucher"... Je noircis le trait mais pas tant que ça.
Cela dure car, des deux côtés, il y a des arguments fondés qui vont en faveur de chaque façon de gérer le dosage air-carburant... Mixture management diraient les Anglophones.
Dans d'autres sujets, Aviathor louange les positions et les produits d'une entreprise Américaine qui s'est engouffrée dans cette faille, avec un certain succès (22000 moteurs en service)... Mais pourquoi si peu de convertis alors (seulement 22000 moteurs équipés pour 200000 moteurs Lycoming en service et un peu plus de 100000 pour TCM).
C'est d'abord technique... Or ce qui alimentent la polémique est tout sauf "technique"... On parle économie de carburant et de coûts en réparation/entretien, mais pas de technique.
Effet de mode peut-être... Car quand le carburant coûtait 75 centimes de francs le litre, 28 dollars le plein d'un Bonanza, il est évident qu'on ne se souciait pas de l'économie de carburant.
Par contre, dans des compagnies de transport utilisant des "Constellations" ou des "DC6", là ou l'économie d'échelle était significative, on pratiquait la recherche d'un meilleur rendement moteur bien avant la mode "LOP-ROP".
Si on raisonne techniquement, le meilleur rendement d'un moteur c'est quand on brûle le mieux possible le mélange air-essence... Soit une flamme bleue à l'échappement... Environ 1400 °C (2552 °F). Voyez, avant le montage d'une sonde EGT (années 50-60) dans une conduite d'échappement, on réglait le mélange à l'oeil... Celui regardant l'échappement.
Le souci en aviation, surtout avec un moteur en alliage d'aluminium, c'est que le point de fusion de la matière qui fait la culasse vaut 660 °C (1220 °F)... Donc c'est compliqué. Pour utiliser un moteur à son meilleur rendement, sauf à le construire en céramique, il faut contenir la chaleur des parois soumis au passage des gaz d'échappement.
L'autre souci, c'est qu'il n'y a pas beaucoup de sonde EGT qui supporte plus de 1000 °C... D'où les positions de ces sondes loin de la soupapes d'échappement. Donc régler sa mixture sur la base d'une sonde incapable de mesurer un pic de température absolue c'est pas top.
Cependant, pour le discours, ce n'est pas parce que le moteur ou les instruments ne sont pas stable thermiquement que le fonctionnement au PIC EGT n'est pas la bonne solution.
En fait, la seule idée d'évoquer un meilleur rendement (économie de carburant) c'est prôner pour un fonctionnement au pic EGT... Donc trouver des solutions pour contenir les températures de culasse (CHT).
La première source de discorde c'est quand le moteur n'est pas capable de fonctionner tout le temps à pic EGT, les uns veulent maîtriser cette température en limitant la propagation de la flamme (fonctionnement riche, limitant la quantité de comburant), les autres en limitant la température de flamme (fonctionnement pauvre, limitant la quantité de carburant).
A se chamailler sur qui des deux a raison, on oublie parfois que, pour les deux, ils ont renoncé à l'idée de fonctionner au meilleur rendement...
CHT et vitesses sont liés, puisque le flux d'air va contribuer à limiter les températures de culasse, soit directement (air cowling), soit indirectement (liquid cowling) via les radiateurs. Un avion bien motorisé c'est donc celui qui permet à son moteur d'être stable thermiquement... Même si fonctionnement à pic EGT.
A contrario, un emballement des températures huile et CHT sur un avion qui fonctionne au pic EGT est révélateur d'une mauvaise adaptation du GMP à la cellule... Pas d'un mauvais moteur. Les exemples sont légions, on peut citer BMW ayant interdit Focke-wulf de séparer le capotage du radial 801, livré avec, lors du montage sur la cellule par peur du déréglage des volets.
C'est la deuxième source de discorde... Les uns accusant le motoriste de mauvaises préconisations, notamment sur la conduite moteur et la gestion des constantes, les autres accusant le pilote de ne pas savoir conduire la gestion des constantes moteur. Personne ne pense à l'avionneur.
La position des "ROPistes" (côté riche du pic) est étayée techniquement par les considérations suivantes :
-Fonctionnement continu à W > 75% de W max (voltige, travail aérien, écolage,...);
-Alimentation par injection multipoint et dosage massique ;
-Evolution aux basses altitudes ;
-Hélices à pas fixe.
La position des "LOPistes" (côté pauvre du pic) est étayée techniquement par les considérations suivantes :
-Fonctionnement continu à W< 75% de W max (croisière) ;
-Alimentation par injection monopoint ou calibrée en débit ;
-Evolution à des niveaux de vol élevés ;
-Moteur turbocompressés ;
-Hélices à régime constant.
La position des motoristes (fonctionnement à CHT contrôlée) est étayée techniquement par les considérations suivantes :
-Longévité du moteur (TBO) ;
-Réglages en meilleure puissance ;
Pour vendre leur science, les experts de chaque camp tirent à "boulets rouges" sur les arguments du camp adverse, les "LOPistes" reprochent à des motoristes comme Lycoming ou TCM d'avoir une mauvaise préconisation sur la conduite moteur, cause d'usures ou casses prématurées en plus de gaspillage en carburant (voir SI 1094 D Lycoming par exemple pour se faire une idée).
Il va de soi, pourtant, que le constructeur qui monte une alimentation monopoint par carbus ou injection sur son moteur met en accord les possibilités techniques de son produit et ses recommandations. D'ailleurs, on voit mal le "LOPiste" signer un chèque en blanc sans le montage d'injecteurs au débit contrôlé... Un injecteur défaillant du monopoint entraînant l'enrichissement automatique des autres cylindres, soit la fin de son processus de contrôle des températures de flamme.
Les "ROPistes" reprochent aux "LOPistes", prétentieux de contrôler les températures de flammes, de ne pas savoir maîtriser mieux qu'eux les CHTs et T° huile... Ce qui est un comble, surtout lorsque en plus on limite la puissance à 75% du maximum pour opérer. Et c'est pas faux, les courbes d'exploitation montrent ça.
Enfin, les deux premiers accusent les motoristes de ne pas former les pilotes à la conduite moteur... Mais c'est à l'avionneur qu'il faudrait plutôt s'adresser.
Dans les aéroclubs Français, tout ça c'est du charabia, le discours c'est souvent "la manette rouge c'est rouge parce que c'est dangereux donc faut pas toucher"... Je noircis le trait mais pas tant que ça.