bidul a écrit :Moteur JABIRU
Le moteur Jabiru est et restera par sa conception moderne, sa légèreté et sa simplicité un bon moteur pour l’aviation légère.
Bien que certains pensent qu'il suffit de déclarer des choses pour que cela devienne une vérité :
http://www.methodecoue.com/
La réalité technique ne se contente pas de simples déclarations de bonnes intentions.
bidul a écrit :
Il y a eu effectivement un certain nombre de casse de soupapes et d’usure prématurée de guides.
C'est donc que tout n'est pas parfait dans l'univers du Jabiru.
bidul a écrit :
Les causes certaines sont dues uniquement à un mauvais refroidissement du moteur et un réglage de l’alimentation trop pauvre.
J'ai pour habitude de me méfier des "certitudes uniques".
Cependant l'hypothèse d'un moteur thermiquement mal contrôlé est séduisante.
bidul a écrit :
Ces problèmes apparaissent directement sur les moteurs installés par certains constructeurs d’ULM et pas tous ou des adaptations de particuliers. Le moteur a été installé sans tenir compte des préconisations de Jabiru sur le système de refroidissement et très souvent aucun indicateur de contrôle des températures des gaz d’échappement et des culasses n’a été installé. On a adapté un moteur, ça marchait et on n’a pas été plus loin. D’ailleurs, les culasses des nouveaux moteurs comportent plus d’ailettes plus fines et Jabiru s’empresse d’ajouter pour montage aléatoire.
Il est fort probable que toutes les installations ne sont pas parfaitement réalisées. Il est cependant étrange que cette épidémie de soupapes cassées ne touche que le Jabiru.
Seuls les "aficionados" du Jabiru seraient-ils de mauvais bricoleurs ?
Personnellement je pense qu'ils sont plutôt meilleurs que les autres; en partie en raison de la mauvaise réputation de ce moteur qui les obligent a réaliser des montages au plus proche des prescriptions du fabriquant.
bidul a écrit :
Que se passe t-il exactement : lorsque les gaz d’échappement atteignent 700°, le diamètre de la queue de soupape se dilate de 5à 6/100éme, alors que le jeu de la queue de soupape et le guide à neuf est de 4 à 5/100éme.
Lorsque cette température augmente il se produit un serrage entre la queue de soupape et le guide, donc une usure prématurée de ce dernier. Si cette température est beaucoup plus élevée la dilatation est beaucoup plus importante, les ressorts de rappel des soupapes ne sont plus suffisants pour faire fermer la soupape, le piston vient heurter la soupape et c’est la casse.
C'est une explication séduisante mais qui souffre de certaines contradictions.
Revenons sur l'objet du problème; La soupape :
De tous les organes en mouvement d’un moteur, les soupapes, et particulièrement celles d’échappement sont exposées à de sévères contraintes mécaniques et thermiques. La résistance mécanique d'une soupape est fortement dépendante de sa température. Les possibilités de refroidissement des soupapes d'échappement sont limitées :
- Un contact franc de la tête avec le siège de la culasse.
- Un contact étroit de la tige avec le guide de la queue de soupape.
Les sièges et les tiges sont en contacts intimes avec la culasse. Une détérioration de ses contacts aura comme effet immédiat de détériorer le refroidissement de la soupape et par voie de conséquence sa résistance mécanique.
Élaborons des scénarios :
Les culasses du Jabiru sont en aluminium. Ce matériau est très utilisé sur tous les moteurs, principalement en raison de sa bonne conduction thermique et de sa facilité d'usinage/moulage qui permet de réaliser des formes complexes. En plus il est léger et Jabiru en a profité pour faire des culasse particulièrement légères ...
Il a cependant un gros défaut qui est d'avoir un coefficient de dilatation double (25ppm/°C) de celui des aciers (12ppm/°C) ou des laitons (13ppm/°C).
Supposons maintenant que notre culasse soient thermiquement mal contrôlée et quelle ait une tendance à présenter des échauffements locaux importants. Le premier endroit ou une culasse a des difficultés pour évacuer vers l'extérieur la chaleur produite par la combustion se situe entre les deux sièges des soupapes d'admission et d'échappement.
Or il se trouve que sur le Jabiru, la quantité de matière d'aluminium située à cet endroit est particulièrement faible. La conséquence immédiate en est qu'un échauffement local important compromet la liaison thermique et mécanique entre le siège des soupapes et la culasse.
bidul a écrit :
Je pense que Jabiru n’a pas été assez alarmiste dans son bulletin sur le refroidissement du moteur en omettant de donner les risques s’il n’était pas effectué correctement.
Il semble effectivement que Jabiru ait été conscient du fait que son moteur était sujet a une mauvaise régulation thermique. Or il se trouve que le Jabiru est sujet à des décollements de ses sièges de soupapes ...
Ces décollements compromettent le guidage mécanique et la stabilité thermique de la soupape.
Heureusement celle ci est normalement bien guidée et refroidie par le contact intime qu'elle a avec son guide en alliage laitonné.
Intéressons nous maintenant de plus près au guide de la soupape. La soupape est réalisée en un acier particulièrement dur dont la tige doit être guidée dans ses déplacements en translations rapides. La zone tige-guide est particulièrement mal lubrifiée et c'est la raison pour laquelle le guide est usiné dans un matériaux qui présente des capacités auto-lubrifiantes. Ces matériaux sont généralement des alliages laitonnés.
Comme les coefficients de dilatations des laitons sont proches de celui des aciers, tant que la température de la tige de soupape est proche de la température de son guide, il n'y a pas de problèmes de grippages ou de guidages mécaniques. Les jeux entres la tige et le guide ont tout intérêts à êtres étroits; meilleur sera alors le transfert thermique entre la tige et le guide.
Mais comme la soupape est elle même léchée par des gaz d'échappement qui sont particulièrement chauds (entre 500°C et 900°C), la tige dans son guide, peut être à des températures ou les huiles subissent des décompositions qui génèrent des dépôts carbonés.
Ces dépôts carbonés sont particulièrement abrasifs, ce qui est destructeur pour deux pièces en mouvements qui ont un contact intime telles que des tiges de soupapes dons leurs guides.
Le laiton étant mécanique plus mou que l'acier, il va rapidement s'user pour créer la spirale infernale suivante :
- Jeux augmentés -> plus d'huile -> plus de dépôts carbonés >- queue de soupape plus chaude >- plus d'usure >- jeux augmentés >- etc..
C'est la raison pour laquelle les moteurs automobiles sont équipés avec des joints de queues de soupapes afin de limiter au maximum la pénétration d'huile dans le guide de la soupape. Non seulement le Jabiru est dépourvu de ce type de joints mais en plus les guides des soupapes sont percés d'un trou pour favoriser la lubrification ...
Notre pauvre soupape se trouve alors avec un sièges qui chauffe et qui c'est déplacé dans son logement, ainsi qu'avec un guide usé et plein d'huile carbonisée. Elle n'as pas d'autre choix que de continuer au mieux son travail jusqu'à sa mort prématurée ...