Carburateur, couple puissance

[serge5694]

Plusieurs personnes m'ont posé la question quel intérêt d'un mono carbu sur un rotax et surtout pourquoi plusieurs carbu comme sur les motos vs voiture. La réponse est simple, la puissance maxi.
Mais ça demande un peu de développement. En effet tout dépend comment le moteur est utilisé et sur quel "véhicule". L'avion ou le bateau a moteur sont différents dans l'utilisation de leurs moteurs a cause du glissement de transition. Je vais donc commencer par les véhicules terrestres. Que cherche t on à avoir, un agrément de conduite pépère, ou sportif, tracté de lourde charge ou. Déplacé de faible masse. Veut on le plus de puissance avec un faible poids du moteur et un faible encombrement donc une faible cylindré, moto. ou au contraire on ce fout de la masse et du volume du moteur ce qu'on veut c'est pas la puissance maximum mais la plus forte puissance au démarrage pour ne pas rester bloqué dans un démarrage en côte avec 44 tonnes sous les fesses. Entre ces deux extrêmes il y a nos autos.
C'est un peu long, mais pour bien comprendre il faut revenir sur ce qu'est la puissance et le couple.
Dans le langage courant on parle souvent de moteur coupleux, c'est un bon moteur, il a beaucoup de couple. En fait on veux dire ce moteur est puissant a bas regime. Le couple est une force sans mouvement, c'est une force à un instant T, ça ne peut rien déplacer. C'est juste un défaut de langage on a bien compris, et pourtant. Si un moteur a un meilleur couple on aura tendance à dire qu'il est meilleur c'est faux il est juste différent. Exemple, un ulpower a un couple presque double du 912, il font tout les 2 environ 100cv et le rotax donne la plupart du temps un meilleur rendement.
La suite dans quelques minutes.

[serge5694]

Bon il faut aller un peut plus loin dans cette histoire de couple pour bien comprendre. On ne peut pas mesurer la puissance d'un moteur, mais avec un banc d'essai on peut mesurer son couple, le banc transforme un mouvement en une force statique, un poids qui reste en équilibre au bout d'un bras de levier pour imager le système. Ça s'appelle un frein de prony. Maintenant les bancs sont électromagnétiques, hydrauliques et certainement bourrés d'électronique.
On a donc une force statique et un mouvement rotatif qu'on mesure en tr/mn. On peut dessiner une courbe de couple avec sur un axe le régime en tr/mn ou RPM et sur l'autre axe des newton mètre Nm ou kgm. la plupart du temps cette courbe est réalisée moteur plein gaz ou WOT. De cette courbe on en déduit par le calcul la puissance on divise le couple par 7000, on le multiplie par le régime et on obtient la puissance en CV. Par contre le couple change avec un taux de réduction alors que la puissance reste la même ou presque si on ne tient pas compte des pertes par frottement du réducteur,(c'est une autre affaire qu'on pourrait aussi aborder). Si on reprend nos deux moteurs, Ul 240Nm à 2800rpm et 100cv à 3000. 912, 128Nm à 5100 et 100 HP à 5800 réducteur 2.43. l'Ulpower est largement meilleur. Le couple max du rotax a l'hélice sera de 128 x 2,43=311 en enlevant environ 3% perdus dans le réducteur, le 912uls a un couple maxi de 302Nm à l'hélice. Le rotax repasse devant l'Ul. La bataille fait rage, qui sera devant a l'arrivée ? Allez on pousse jusqu'au bout après on reviendra au sujet initial. Bien, si on veut comparer jusqu'au bout, il faut utiliser les mêmes valeurs hors leurs puissance ne sont pas exprimé dans la même valeurs, CV vs HP. 1kw vaut 136cv ou 134hp. Le watt a été la première unité de mesure des machines a vapeur, puisque c'est monsieur watt qui à inventer la machine à vapeur. Comme ça n'avait pas de référence parlante on a comparé le watt a la puissance des . les dadas anglais étaient forcément meilleurs que les notres il leurs fallait 134 canassons pour 100kw alors que nous on devait en atteler 2 de plus. Donc 100hp = 101.4cv, le rotax reste en tête. A son couple maxi il tourne a 5100rpm, il développe donc 128/7000x5100=93,25cv moins 3% bouffé dans le réducteur reste 90.45. Suspense, Ul 240 à 2800 240/7000x2800=96cv, l'Ul power reprend la tête. Mais à la puissance max, lequel sera devant. 912, 101.4cv à 5800 réduction 2.43 soit 5700/2.43=2387rpm. 101.4/2387x7000=297.4, moins les 3%du réduc 285.5Nm à l'hélice. l'Ul 100/3000x7000=233. Quelle bataille acharnée l'Ul reste en tête a quelques encablures de l'arrivée.
Désolé, j'ai fait tous ça pour démontrer que le couple ne veut pas dire grand chose. L'Ul est donné pour 100cv a 3000rpm, le rotax pour 101.4-3% soit 98.4cv a 2387rpm d'hélice. Suivant la garde au sol de l'avion et le diamètre de sont hélice l'un sera un chouille mètre meilleurs que l'autre ou inversement.
On peut maintenant revenir au sujet initial.

[serge5694]

Un carbu vs plusieurs. Comme l'a dit notre collègue Patrick, allonger les pipes d'admission augmente le couple a bas regime. Et allez c'est reparti, les habitudes reviennent au galop. AUGEMENTE LA PUISSANCE dans les bas régimes. C'est du à la veine d'air qui est de moins en moins alternée plus on s'éloigne des soupapes. Le remplissage des cylindres est meilleur et on a un peu plus de puissance. Par contre a l'opposé à haut régime ça diminue la pression d'admission par perte de charge. Donc c'est une histoire de régime et de puissance désirés au différent régime. Si on veut un véhicule qui sorte des ronds points en 4eme on va privilegier les longues pipes d'admission au détriment de la puissance max, et si on veut plus de puissance max, il faudra tomber 2 rapport a la sortie du rond point. Exemple, mon yam sur mon appareil a un carbu par cylindre collé a la culasse, plein gaz la pression d'admission est de 30 alors que sur le rotax elle dépasse guère 28. Par contre le ralentis est stable a plus haut régime et pour 970cc, la puissance max est de 120cv a 8500rpm. Mon moteur est limité a 7000rpm.
Ça donne une idée du pourquoi, ça ne veut pas dire qu'un mono carbu sur un 912 donnera moins de puissance, il y a parfois aucune logique, mais quand même, ça peut être plus adapté a une utilisation, ça sera mieux que 2 carbu mal réglé, c'est mieux a bas régime, meilleurs régularité, mais l'augmentation de puissance a bas régime ne sert à rien sur nos moteurs d'avion ou de bateau car l'hélice absorbera toujours moins de puissance que le moteur pourra délivré en dessous du régime d'équilibre. La puissance absorbée augmente au carré du régime.
Alors pourquoi les 912 on deux carbu, les jabiru un seul comme les licosore. A mon avis c'est avant tout une histoire de puissance, mais aussi peut être de masse, d'encombrement, aussi du maintien des carbus, déjà qu'ils ont du ajouté des ressorts de compensation pour soutenir les carbus dans les ressources. Boite a air bien disposé etc.
J'ai évoqué les régimes moteur, si ça vous intéresse on peut développer un peu plus sur les limite de régime, pourquoi 5800 et 5500rpm par exemple ou d'autre sujet. Je ne suis pas ingénieur mais différents de mes métiers m'ont permis une approche pratique des moteur. Il est toujours profitable de débattre.

[serge5694]

Désolé, je viens de me relire, malheureusement trop tard pour corriger des erreurs de frappe et une inversion sur le moteur Ul vs 912 dans la course en tête.

[Ramel]

Salut Serge et merci ! Si tu souhaites que je modifie quelque chose, envoie moi en MP la zone à modifier.
Merci pour l'explication, je ne connaissais pas le sujet des longueurs de pipes

[xav13]

Il y a un post qui montre une transformation mono carbu sur un 912 et le moins,que l'on puisse dire, c'est que je ne suis pas fan. Me voilà conforté dans mon aversion pour ce genre de modif.

Sortir 100cv d'un 1300 atmosphérique qui ne prend pas 10000trs mais se contente au contraire de régimes "normaux" que nous connaissons sur nos voitures cad ne dépassant pas 6000trs, ce n'est pas une prouesse mais pas loin.
Pour sortir la même puissance ou à peine plus sur des moteurs automobiles de conception ancienne, cad à carbus et culbutés, c'était 2 doubles corps (R8 Gordini, Berlinette Alpine et plus récemment, la dernière, la 205 Rallye) collés à la culasse, donc avec zéro couple.
Donc Rotax réussit la chose avec un moteur culbuté (génération R8) et seulement 2 carbus, je dis chapeau!
Vous allez me dire qu'une moto,sportive de 1000cm3 sort 200cv de nos jours. C'est exact mais quelle est la TBO d'un tel moteur? Comment fabriquer un réducteur qui va être capable de réduire un moteur qui prend 14000Trs sans qu'il ne vous lache au bout de 500h? Pensez vous qu'un tel moteur avec son couple ridicule pourra entraîner une hélice en tournant à 3000trs? Moi en tous cas je ne confierai jamais ma vie à ce genre de moteur.
Donc les explications de Serge me confortent dans l'idée que Rotax ne fait pas n'importe quoi, que ce n'est pas parce que c'est un moteur de conception ancienne (donc simple) qu'il est dépassé, au contraire!
C'est au final un moteur qui a toutes les qualités qu'on lui demande, endurance, poids contenu, puissance, couple et qui est exactement fait pour ce quoi il a été conçu et que si il a 2 carbus, ce n'est pas pour rien! Bidouiller un tel moteur pour y mettre un seul carbu sous prétexte que c'est pénible de synchroniser... c'est une aberration!

[Daniel C]

On ne va pas débattre encore du couple, je cela définitivement enterré.

Chacun a le droit d'avoir ses propres convictions et de les exposer. En ce qui me concerne je n’énoncerai que des affirmations que personne ne pourra contredire.

La couple que délivre le moteur est fonction de la charge qu'il entraine. Une hélice à une caractéristique de charge quadratique et le moteur va s'y adapter à chaque point de fonctionnement. La puissance est donc fonction du cube de la vitesse de rotation.

La puissance maximale sera nécessaire à la vitesse maximale qui sera fonction de la traînée de l'avion.

Au décollage, quand l'hélice fonctionne de manière imparfaite, ça se débrouille tant bien que mal: une partie de la puissance déplace une masse d'air et tracte l'avion, le reste est dissipé en pure perte.

Comparer les courbes de couple est sans intérêt.

[StolLover]

Une hélice à pas variable ne permet t’elle pas de profiter de la zone du meilleur rendement couple/puissance/regime du moteur pour baisser la consommation en terme de distance franchie ?

[Daniel C]

Cela ne va pas changer grand chose. La puissance, à la même vitesse de croisière sera identique et donc la consommations horaire. Le rendement de l'hélice pourrait être un peu meilleur de quelques % mais compenser la différence de prix de l'hélice prendra du temps.

[StolLover]

C’est donc l’effet "plenum" et collecteur d’admission d’air qui permet d’augmenter le couple de nos citadines à injection.
(Le papillon unique est situé a l’entrée du collecteur)
Ce qui évite d’envoyer 6000rpm au feu vert pour demarrer et réduit la pollution associée aux frotements et au régime élevé du moteur pour chercher de la puissance, puisqu’on a du couple, donc de la puissance à bas regime.

Pour le 912, avant de conclure quoi que ce soit, il faudrait connaître les résultats de Patrick :
- quelle puissance maxi, au regime de ? A la conso de ?
- quelle conso à differents régimes intermédiaires avec la même hélice.

Nb. La conso pour le même régime et même charge, peut être différente suivant la qualité des gaz à l’admission. (Taille des goutelettes, température, etc.)

[Patricklfgo]

Donc je réponds , ce moteur mono carbu actuellement tourne au banc,réglages affinnés plus pointus avec une sonde lambda. je progresse tranquillement et le moteur entraîne actuellement l'hélice quadripale Junkers /woodcomp à 5000 trm, je peux pas aller plus haut car le banc moteur se débine tout seul. ( suis en pavillon, rien pour l'accrocher...)

la suite lorsque le moteur sera sur le terrain fin de l'été .

Si le montage d'un seul carbu est une connerie comme j'ai cru comprendre dans un jugement très éloigné des considérations de compromis technique, puisqu'il s'agit évidemment d'un compromis qui ne va rien révolutionner dans vos ulm, je le conçois ... , alors Limbach, JPX , et autres jabirus, et j'en passe car il y a plein d'autre moteurs avec un seul carbu, figurez vous que Continental, Lycoming, Verner, Argus, Walter ,etc etc seraient des nigauds attardés ??

Mon cahier des charges est de "fabriquer" un moteur sur une base Rotax, mono carbu, qui donnerait environ 70 cv en essence ( et pas du mélange deux temps) , tout cela pour me permettre de voyager en me posant sur des terrains où je mettrai indifféremment de la 100 LL, du 98 aviation, de l'UL91 .

Et cela avec 70 L à bord sans me soucier de mélanger de l'huile dans des bidons et sentir le mélange quand je rentre à la maison !!

le moteur sera monté l'hiver sur l'appareil qui le recevra.

[StolLover]

Cela fait 30 ans qu’il n’y a plus qu’un seul papillon sur les 4 cylindres automobile.
Rien que dans mon usine on a du fabriquer 10 millions de collecteurs d’admission d’air et 6 millions de rampes d’injecteurs sur 20 ans.
Et on etait pas les seuls fournisseurs.

Perso je suis d’accord avec toi.
Les 2 carbus c’est parce que les séries de rotax sont trop petites pour développer une (vraie) injection de série. C’est donc un compromis au meilleur coût. Et il fallait absolument attteindre les 100cv.

A défaut d’injection, dont la maintenance est inaccessible au pilote ULM..., il sera intéressant de voir combien de cv tu tires de ton mono carbu, et si c’est 92cv pour une conso de moins de 10 litres en croisière (au lieu de 12 ou 14) ce sera un très bon point.

Il faut vraiment voir les resultats avant de conclure. Les surprises sont parfois mauvaises, parfois excellentes !