Avionage du 3 cylindres Genesis Yamaha

[serge5694]

les rondelles belleville sur tous les rotax qui en sont équipé servent bien d'amortisseur de couple en faisant pression sur un crabotage oblique pour les 912 et hémicylindrique sur les réducteur A et B des 2 temps, sur certain 912 (option) il y a en plus un limiteur de couple à multi disques qui permet un glissement au dessus d'un certain couple, au démarrage et surtout à l'arrêt, ceux qui n'en sont pas équipé font un gros clong à l'arrêt surtout avec une hélice à forte inertie.
http://contrails.free.fr/engine_rotax_reduct.php

pour ce qui est des arbres d'équilibrages, leurs rôles est de réduire les vibrations et ne change rien aux pics de couple, il ne peuvent servir de volant d'inertie puisque leurs masse sont liées au vilo par un entrainement comportant du jeu ou une certaine élasticité (pignon avec rattrapage de jeu)
il faut bien comprendre les problèmes d'équilibrage, on cherche à contré des moment d'inertie et non des accélérations décélérations angulaire.
sur un mono, un 2 ou 3 cylindres il faut contrebalancer l'inertie du piston qui arrive au PMH ou PMB, sur un 4 cylindres en ligne quand 2 arrivent en haut les 2 autres arrivent en bas, il ont pas exactement la même inertie mais ça peu être négligé sur des moteur de faible cylindré ou de longue course, dans ce cas le vilo peut ce passer de masselottes.
les boxer non pas besoin de masses d'équilibrage pour le premier ordre, et oui il y a plusieurs ordre d'équilibrage, X, axe confondu avec celui du vilo Y et Z perpendiculaire, il y en a d'autre mais ça devient extrêmement compliquer à traité, un moteur équilibré sur 3 ordres est déjà très peu vibratoire.
pour faire simple on prend un mono ou bicylindre en ligne (ce qui revient au même les 2 piston sont calé à 0°) quand le piston (+ bielle) arrivent en haut il faut l'arrêter, il tire sur le maneton et veut entrainer tout le moteur avec lui, on oppose donc une masselotte sur le vilo qui tire dans l'autre sens. mais quand le piston ce trouve à mi course cette masselotte entraine le moteur sur le coté puisque quelle n'a rien en opposition, on réduit donc cette masse de moitier (environ) et on place un arbre secondaire qui tourne en sens inverse avec l'autre moitié de la masse. les deux masse sont opposé à mi course et ensemble au PMH PMB la on à presque équilibré le premier ordre. sur ces moteurs pas d'équilibrage sous les axes Y et Z.
on pourrait aller beaucoup plus loin.

[yellow_submarin]

Au temps pour moi, je croyais qu'ils avaient un amortisseur élastomère comme sur les réducteurs 2 temps. Ca me réconforte quelque part, vu que je n'avais pas réussi à trouver d'amortisseur pour cette puissance

Pour ce qui est de contre-arbres, c'est surtout qu'ils sont faits idéalement pour ne pas avoir trop d'inertie (sinon, grosse transmission, donc masse). On ne peut donc pas compter dessus pour lisser le couple.

Pour les courroies à friction, là il faut faire des calculs avec le pic de couple du moteur, le couple admissible, ... Et encore il y a des effets dynamiques. Le mieux est encore de faire des essais et de mesurer. En revanche, s'il y a glissement, il y a aussi usure ... Et de toute façon ce mode d'entraînement est inadapté pour 100 chevaux, ça serait très volumineux donc lourd.

[Clouds]

Merci pour ces explications

Petit question: Compte tenu de la nécessité de limiter les vibrations des moteur mono, bi ou tri cylindres par des arbres et masselottes additionnels quelle est leur réel gain massique par rapport à un quatre cylindres pour notre petite aviation ?
Histoire de causer
Cordialement

[serge5694]

Merci pour ces explications

Petit question: Compte tenu de la nécessité de limiter les vibrations des moteur mono, bi ou tri cylindres par des arbres et masselottes additionnels quelle est leur réel gain massique par rapport à un quatre cylindres pour notre petite aviation ?
Histoire de causer
Cordialement

je dirais aucun gain sauf qu'un 4 cylindre en ligne sans arbre d'équilibrage n'est pas équilibré sur les axe Y et Z mais très négligeable vu les cylindrées et aussi compte tenu de la masse (poid) des équipages bielle piston des moteurs moderne.
pour exemple le génésis moto neige, les 3 cylindres et le 4 fond sensiblement le même poids pour presque la même cylindré, pour des puissances cependant facorable au 4 cylindres pour presque le même régime. l'encombrement est à l'avantage du trois bien sur.

pour comparaison__________ genesis 3 cyl injection________ genesis 4 cyl injec avec un réducteur faible taux intégré
poid _____________________________53 ______________________56
100 cv à ________________________5500 tr ___________________5000 tr
puissance max_______________130 cv à 8000 tr____________150 cv à 10000

il y a aussi le genesis bi cylindre de 80 cv à injection mais à très au régime 11000 tr.

[Ramel]

Merci pour l'explication sur l'équilibrage, j'adore ce forum !

[Clouds]

Merci en effet de ces retours

Petites questions supplémentaires et toujours histoire de causer
Compte tenu que les réducteurs doivent entre autres supporter les pics de couple est ce que le bilan des masses ne serait finalement pas équivalent voire meilleur avec un quatre cylindres (voire 12 en V...) qu'avec deux ou trois ?
De même, à puissance constante de 100cv, et toujours dans l'idée de lisser le couple pour limiter les efforts et les vibration parasites, ne serait il pas meilleur de choisir des petites cylindrées et des haut régimes ?
Avec une endurance acceptable bien entendu. (Je précise que je suis juste admiratif du développement de Serge)
Bonne continuation

[serge5694]

Merci mais c'est les frères Trincal qui ont ouvert la voie.

il y a quelques années utilisé un moteur qui tourne vite en aviation était impensable, de même que des moteurs multi soupapes ou à arbre à came en tête. les chose change et la fiabilisation des moteur y est pour beaucoup.
augmenter le régime pour réduire les piques de couple tout en réduisant la cylindré, c'est exactement ce qui ce passe et c'est rotax qui a ouvert le bal avec son 912, en fait pas vraiment puisque dans les années 40 les chasseur étaient tous réducté.
maintenant on peu allé plus loin et presque plus personne ne voie d'un mauvais œil les moteurs à haut régime.
le couple est donc lissé en croisière sur ces moteurs. un bi cylindre tournant a 8000tr a des pics de couple inférieur a un 4 tournant à 4000 (même nombre d'explosions à la minute) pour la même puissance bien sur. le couple en sortie de vilo sera 2 fois moins important le taux de réduction 2 fois plus grand mais dans l'absolu les engrenages pourront être aussi 2 fois moins large si le pignon primaire à le même diamètre.
par contre reste le problème du démarrage de l'arrêt et du ralenti ou il faudra un amortisseur, moins lourd que des engrenage sur dimensionné et une hélice acceptant des pics élevé.
l'embrayage n'amorti pas les pics mais supprime la transmission quand cela sont trop important, ça reste cependant un peu juste au roulage si le taux de réduction est faible.
voila le compromis poids puissance revient sur le devant. seul les essais donne une idée des rapports poids puissance.

[Clouds]

....
je suis surement un peut vieux jeu mais je pense que le meilleur moteur pour nos ulm avec les contraintes qu'on connait (le poids principalemnt) serait un flat 4 refroidi par air à prise direct de 75 kw à 2500-2600 tr/mn, certainement a injection et turbo, la cylindré dans les 2,5 litres...

Bonjour Serge,
Compte tenu de ton développement actuel sur base Génésis, cette réflexion est intéressante, poussais tu nous faire part de ton raisonnement ?.

Merci
Cordialement

[Gabinger]

Bonjour, pour en revenir aux contraintes d'équilibrage, ce que nous avons vécu sur les mono 125 cm3 ROS (paramoteur) c'est qu'en augmentant très légèrement le volant moteur on obtiens une réduction très importante des vibrations, rajouter du poids oui mais au bon endroit! Le volant moteur à plein régime sur le ROS tourne à 10400 rpm, il y a un effet de stabilisation important du fait de la force centrifuge! A mon avis il n'y a pas de raison qu'un 3 cylindre pose des problèmes particuliers de vibrations et de pic de couples, le rotax 582 par exemple avec 2 cylindre s'en sort très bien, idem pour le HKS 700! Tout ça c'est juste une question de mise au point.
Je trouve qu'il est très important d'encourager ceux qui testent des solutions qui peuvent tous un jour nous intéresser, surtout dans notre milieu trop confidentiel pour intéresser les industriels.

[serge5694]

A mon avis il n'y a pas de raison qu'un 3 cylindre pose des problèmes particuliers de vibrations et de pic de couple

je confirme le génésis est parfait de ce coté la, très peu de vibration même avec un ralenti à moins de 1000 tr ce qui fait moins de 400 tr d'hélice.

[serge5694]

....
je suis surement un peut vieux jeu mais je pense que le meilleur moteur pour nos ulm avec les contraintes qu'on connait (le poids principalemnt) serait un flat 4 refroidi par air à prise direct de 75 kw à 2500-2600 tr/mn, certainement a injection et turbo, la cylindré dans les 2,5 litres...

Bonjour Serge,
Compte tenu de ton développement actuel sur base Génésis, cette réflexion est intéressante, poussais tu nous faire part de ton raisonnement ?.

Merci
Cordialement

oui c'est contradictoire.
un moteur oui mais pour quel appareil, pour le dragonfly le poids du moteur était une priorité mais pas la seul.
au fil du temps de mise au point de l'appareil j'ai constaté qu'il était indispensable d'avoir un moteur qui allonge.
sur cet appareil rapide avoir la puissance max au décollage est primordial. avec une hélice au grand pas le régime au décollage est faiblard de ce fait la puissance aussi, si on règle le pas pour voir la puissance max au décollage le moteur va déjà mouliner en croisière économique et s'emballer en croisière. sur le Hirth si je voulais affiché la puissance max au décollage 5200 tr (2700tr hélice) je tournais à 5700 (3000)vers 180km/h, régime max hélice. aucun moteur 4 temps "classique" ne permet ça bien souvent c'est l'inverse qui est possible.
déjà avec le Hirth j'avais 4900 (2550) au décollage pour 5500 (2870) en croisière éco à 200 km/h et l'impossibilité d'utilisé les pleins gaz sans dépassé le régime max de l'hélice, le décollage était trop long à mon gout. j'ai donc opté pour une hélice à pas variable que j'ai fabriqué pour ne pas trop pénaliser la masse à vide (6,5 kg) j'ai obtenu de très bon résultats mais avec un moteur 2T qui m'a posé pas mal de problème et une conso importante.
j'avais envie de passer au 4t, j'ai envisagé le jabiru qu'on trouve pas trop cher mais la puissance est inexploitable à moins d'avoir une hélice a pas variable et de petit diamètre, le 912 écartait de par sont poids la possibilité de monter une tel hélice et pour volé en croisière à 75% à 5500tr j'avais calculé environ 4700 au décollage donc retour à la case départ.
il fallait un moteur qui développe 102 cv en dessous de sont régime max mais d'un poids compatible monté avec une pas fixe ou un plus léger avec une PPV avec éventuellement 102cv au régime max.
j'aime aussi la bricole et le génésis pouvais convenir, en 2006 à sa sortie que ce moteur ma plus, trop dur à trouver j'avais jeté l'éponge, c'est le forum et mes vacances au canada qui ont relancer le projet.
je devrais avoir les 102cv à 7000 tr (2600tr d'hélice) avec un régime max à 8000 tr (3000) avec au moins 20 cv de plus que le Hirth sur le papier, rien n'est sur, à confirmer.

je m'égard, je venais de faire le moteur en étoile et repartir d'une feuille blanche me pesait trop et puis le chalenge est loin d'être le même faire un moteur léger puissant fiable pas trop cher avec un bon rendement etc c'est pas la même chose que de prendre un moteur et l'avionner ou faire un moteur pour le plaisir avec très peu de contrainte autre que l'esthétique don on sort à peine plus de 0,5 cv par kilo.

je pense qu'on peu faire un moteur a prise direct avec une puissance a un régime acceptable 2500-2600
les impératif sont:
-le poids, moins de 80 kg pour pouvoir le monté sur la majorité des appareils
-le régime de puissance max 2500 c'est bien 2400 serait mieux
-le régime max de 3000 tr pour les appareils rapide, avec les nouvelles hélice ça devrait être suffisant pour ce passer d'une PPV
- la conso
-le prix.

voila comment je vois la chose
4 à plat, forte cylindré, longue course, piston moderne avec jupe courte et desaxage des cylindres pour réduire les frottements, un seul arbre à cames avec soupapes latérales, et l'indispensable turbo compresseur qu'il faut avec, une injection mono point ou un AeroInjector, carter cylindre alu nicazil. en fait un Dmoteur plus gros avec un régime plus faible et refroidi par huile.
vu le poids du Dmoteur en augmentant la cylindré ça devrait passer
pour pousser un peu plus loin en positionnement des cylindres un a droite deux a gauche un a droite réduirait encore les vibrations mais allongerait légèrement le bloc.
je me lancerais peut-être un jour au moins en dessins et calculs.

[yellow_submarin]

Ca m'étonne de toi Serge, un injecteur monopoint, c'est franchement rétrograde alors qu'on peut faire beaucoup mieux en restant dans le conventionnel ! Autant, sur des points comme un unique AAC avec culbuteurs, je te rejoins, par contre, je préfère le downsizing avec un réducteur, même sans aller vers l'extrême du 7000-8000 rpm moteur.

[Clouds]

Salut Serge,
Merci pour cet exposé très interessant
Si je résume , tu cherches un moteur avec de l'allonge pour une machine rapide et fine qui te permette à la fois un décollage court et une croisière rapide à plus de 200km/h
(je connais ça avec le Sonex)
Un moteur dont la courbe de puissance max arrive tôt et qui soit capable d'un régime de rotation max assez élevé pour tenir la croisière rapide
En gros, ça nécessite ou bien un turbo ou bien, par défaut, une hélice à pas variable
Si je t'ai suivi, les choix techno genre soupapes latérales, entrainnement direct et refroidissement par air sont plus liés au bilan de masse et que l'injection monopoint répond d'avantage à un soucis de fiabilité voire de simplicité extrème
Un boxer pour avoir un bon bilan de vibrations sans surpoids, un longue course pour avoir du couple à condition de bien remplir les gamelles d'oû le turbo, mais à contrario un gros vilbrequin et plein de paliers pour tenir tout ça

Me goure-je ?

Bon les premiers copeaux c'est pour quand ?
Cordialement

[serge5694]

c'est à peut près ça, sauf que je pense pas pour un moteur unique pu quelques exemplaires, ça vaut pas la peine, dans ce cas il est préférable d'avionner un moteur existant comme j'essaye de faire avec le yam.
le plus gros problème est bien le poids il passe bien avant la conso et même les perfo, un moteur super économique, super fiable, super tout ne vaut rien si il est trop lourd, pour l'alimentation je verrais plutôt un aeroinjecteur qu'une injection, pas de pompe pas de redondance, que du poids en moins mais certainement une conso plus forte.
je dirais qu'il faut être indépendant d'un autre motoriste ou constructeur si on veut durer (avionner un moteur existant nous mais à la merci du fournisseur), les pilotes qui investissent dans un moteur ne le fond pas pour dix ans, mais plutôt 20 ou 30, voir l'âge du 912 et pour combien d'années encore.
pour en revenir au poids c'est la bête noir surtout pour 100CV, quand je vois le yam qui fait 63kg avec carbu réducteur pipe d'échappement, pompes à essence alternateur de 450w à sec et que fini en état de vol avec tout les périphérique l'eau l'huile le bâtis et la batterie il dépasse les 78kg on prend un coup derrière les oreilles, le mieux serai de ne pas avoir de périphériques ou très peu.
la plupart des moteurs existant sur le marché dépasse large les 80 kg pour 100cv, sauf le 912, c'est vraiment difficile de faire léger, c'est peut-être pour ça que je pense qu'il faut peut être modernisé des vielles méthodes qui on fait leurs preuves.
ce n'est que ma réflexion, j'espère qu'on verra un jour une réel alternative au rotax, pas plus lourd aussi puissant et fiable, et moins cher? l'espoir fait vivre. Je ne suis pas du tout anti rotax, je suis persuadé que c'est un bon moteur, pas aussi rétrograde que ça.

[serge5694]

petite avancé aujourd'hui pour le yam, il tourne enfin sur le dragonfly, quelques connections électrique à finir et remonter le TDB, ensuite monter une hélice.