[Dossier] Tout sur les moteurs thermiques glow

Reprise du dossier fait par @Den en 2016, qui avait bien voulu s’y coller ! :grin:
Le 15/07/2016 @Den a écrit :

Il existe plusieurs marques de moteurs thermiques, OS est une des plus ancienne et des plus fameuse, mais il existe aussi Super tigre, Thunder tiger, le fabriquant Sanye motors qui vend sous la marque Magnum, ASP, Saïto qui ne fais que des 4 temps, Mvvs l’Européen, il y en d’autres moins connues, comme Evolution, Yamada etc…

Il existe deux gammes chez OS, actuellement les moteurs haut de gamme avec roulements de vilebrequins sont les séries AX qui remplacent avantageusement les anciennes séries FX qui ont été de sombres merdes et la série LA qui sont des moteurs entrée de gamme, avec le vilebrequin qui tourne sur des paliers bronze, il sont fiables et faciles à régler.

Le chiffre est la cylindrée en Cubic/inches, par exemple :

  • 0,09 pouce cube = 1,5 cm3
  • 0,10 pouce cube = 1,7 cm3
  • 0,15 pouce cube = 2,5 cm3
  • 0,21 pouce cube = 3,5 cm3
  • 0,25 pouce cube = 4,0 cm3
  • 0,32 pouce cube = 5,25 cm3
  • 0,40 pouce cube = 6,5 cm3
  • 0,46 pouce cube = 7,45 cm3
  • 0,52 pouce cube = 8,52 cm3
  • 0,60 pouce cube = 10 cm3
  • 0,90 pouce cube = 15 cm3
  • 120 pouce cube = 20 cm3

à noter que lorsque le chiffre est précédé des lettres FS, cela veut dire Four Stroke, soit moteur à 4 temps avec soupapes. Les moteurs deux temps sont légers, puissants, les 4 temps sont plus complexes, plus lourd, moins puissants, mais ont un bruit plus doux et plus jolis, consomment moins et sont plus stables dans les réglages.

Le carburant utilisé par les moteurs d’Aéromodélisme est soit l"essence sans plomb avec de l’huile comme une tronçonneuse pour les gros moteurs essence qui disposent d’un allumage à étincelle, mais la plupart des petits moteurs d’Aéromodélismes utilisent une bougie qui reste luisante une fois que le moteur tourne. On la chauffe juste par l’électricité au démarrage. Ces moteurs sont dit « Glow plug ».
Le carburant utilisé est donc du méthanol pour 80% environ, d’au moins 15 à 18% d’huile et d’un peu de nitro méthane entre 5 et 15% pour améliorer la tenue du ralenti et la puissance.
A savoir qu’un moteur Glow consomme beaucoup plus qu’un moteur à allumage commandé essence, tout en utilisant un carburant beaucoup plus cher, mais en revanche sa puissance est le double en moyenne que celle d’un moteur essence.

Avant chaque journée de vol, il faut régler la « pointe du moteur », c’est à dire sa richesse avec une vis pointeau, car le réglage des moteurs Glow varie un peu en fonction de la température extérieure, du taux hygrométrie, et de la pression barométrique.
Les carburateurs en général souffrent tous d’un phénomène physique, car le carburant est pompé dans le carburateur par effet venturi. Donc la proportion air essence augmente au ralenti, ce qui a pour effet de faire caler le moteur à ce régime. Pour le corriger, les fabricants de moteurs ont deux astuces, soit un carburateur évolué équipé d’un contre pointeau réglable qui vas limiter le débit du carburateur à bas régime, soit un système plus simple, avec un trou dans le carburateur qui vas rajouter de l’air et plus ou moins obstrué par une vis dite « Vis d’air »

Voila Arrfff, j’ai fini.

Le 15/07/2016 @vincentimes a écrit :

questions
la richesse est donc la proportion air essence augmente au ralenti, ?
Donc la proportion air essence augmente au ralenti : donc il y a trop d’air ?
Les différents Mélanges méthanol/huile/nitro méthane sont vendu tout fait, ou à faire ?

Le 15/07/2016 @vincentimes a écrit :

Question 1 :
Le mélange air-carburant dit mélange comburé ou carburé dosé par le carburateur doit être pour un moteur glow à 16gr d’air environ pour 1 gr de carburant (de tête, il faut que je revérifie). Au ralenti, ce mélange a tendance à s’enrichir en carburant, donc soit on limite l’arrivée de carburant par un contre pointeau, soit on ajoute de l’air par un trou au carbu pour garder ce fameux rapport de 16/1

Question 2 :
De par le coté pratique on achète son carburant tout fait, mais il est possible de le faire soi-même aussi à condition de trouver du méthanol, l’huile et le nitro méthane.
Ensuite, il y a des préférences, OS préconise 18% d’huile, mais certains carburants n’indiquent pas le pourcentage d’huile, souvent n’est indiqué que le pourcentage de Nitro-méthane, car plus il y a de nitro-méthane, plus le moteur est stable au ralenti, plus il est puissant et moins il chauffe. Un carburant fortement nitré se vend plus cher, on l’utilise dans les hélicos 3D jusqu’à 30%.
Pour une utilisation loisir, on peux se passer de nitro méthane, les moteurs super tigres par exemple s’en passent très bien. Généralement on choisit un carburant loisir avec 5% de nitro méthane pour fiabiliser le ralenti et 10% de nitro pour un 4 temps.
Là ou en revanche, c’est un peu coquin de la part de certains fabricants de carburant, c’est que le pourcentage d’huile n’est pas indiqué car l’huile coute cher et ils se contentent d’un mélange à 12% d’huile de synthèse. On a ensuite des moteurs qui pèlent le revêtement du cylindre, qui chauffent et qui obligent le modéliste à régler son moteur gras pour lubrifier et pas trop chauffer, du coup, ces carburant moins cher le sont pas forcement à l’usage, car le moteur consomme plus cale plus facilement et risque d’être détruit.
Moi je préconise le carburant Labéma, car le constructeur indique sur le bidon le pourcentage d’huile et surtout il contient 1% d’émadox, un puissant agent antirouille qui évite l’oxydation du moteur et de ses roulements. En effet le méthanol est avide d’eau et devient corrosif des qu’il est un peu éventé.

Pour l’huile un carburant avec 18% d’huile de synthèse convient souvent pour les moteur modernes, mais certains moteurs anciens à palier aiment bien un carburant constitué d’huile de ricin, son pouvoir lubrifiant est plus fort, mais elle graisse bien tout l’avion et se caramélise sur le moteur, bref elle est un peu plus contraignante.

Voili voilo.

Den

Le 15/07/2016 @vincentimes a écrit :

Merci pour ces explications , mais je vais encore abuser de toi Denis.
Comment fait-on pour demarrer un moteur glow et comment fais-tu pour le régler?
En clair, quels sont tes trucs et astuces qui te permet de savoir que un moteur est bien regler ? (Moteur de base type LA)
J’en ai vu qui fumé blanc, d’autre pas …ect ?
Quels sont les dangers et riques de ce type de moteurs, ce qu’il faut faire et pas faire !
vince

Le 15/07/2016 @Den a écrit :

En gros un moteur thermique est une machine qui utilise les variation de pressions et de volume et gna gan gna et gna gna gna…, je vais essayer de faire plus simple.

En préambule, un moteur deux temps se monte sur l’avion, soit culasse vers le haut, soit culasse à gauche (vu de face), éventuellement culasse vers le bas, même si le moteur sera délicat à démarrer et à régler, mais jamais culasse à droite avec échappement qui sort par le haut. En effet le moteur ne pourra pas évacuer un excès de carburant et sera souvent noyé. La meilleure position est culasse à gauche échappement qui part vers le bas.
Pour un 4 temps, la meilleure position est culasse vers le bas, contrairement au deux temps.

Pour démarrer un moteur thermique glow, il faut d’abord un moteur en bon état, le carburant adapté au moteur, un chauffe bougie (appelé socket aussi) bien chargé, un bâton de démarrage (tuyau d’arrosage rigide par exemple) et éventuellement un démarreur. Prévoir un chiffon pour éponger le carburant qui peux couler et se sécher les mains.

La première chose à faire c’est de monter son hélice de façon à ce que le début de compression se fasse quand l’hélice est à l’horizontale.
C’est plus facile pour lancer le moteur, et en cas de calage moteur, l’hélice se positionnera naturellement à l’horizontale en début de compression ce qui évitera de casser celle-ci en l’éloignant du sol, voire de la planter dans le sol et faire un cheval de bois.

Placer son modèle sur une table de démarrage afin de bloquer l’avion, ou l’immobiliser au sol par un aide ou n’importe quel système sérieux.

Ensuite, il faut faire le plein du modèle, car on ne laisse jamais de carburant dans le réservoir à la fin de la journée de vol. Celui-ci étant avide d’eau, il serait corrompu pour la prochaine séance de vol.

Faire le vide autour de l’hélice et de l’avion, pas d’outils qui trainent, de fils, de chiffon et d’objets qui peuvent s’envoler et que par réflexe on risque de vouloir rattraper en passant la main dans le champ de l’hélice.

Une fois le plein effectué, il faut bistouiller le moteur, c’est à dire amorcer le moteur et faire monter du carburant dans la chambre de combustion. Pour ce faire, on met les gaz ouvert à fond à la radio, et on bouche l’entrée d’air du carburateur avec le doigt. Avec le bâton, on lance l’hélice 3 fois afin de pomper du carburant dans le moteur. Si la durite d’alimentation est visible, on vérifie que le carburant monte bien.
Pour certains moteurs capotés, ou les 4 temps, si le carburateur n’est pas accessible, on peux aussi boucher le pot d’échappement, afin de créer une surpression du réservoir par la prise de pressurisation. Cette durite branchée sur le pot d’échappement envoie la pression du pot d’échappement dans le réservoir afin de pousser le carburant.
Dans ce cas, d’un moteur 2 temps, il faut lancer l’hélice 4 ou 5 coups, car c’est moins efficace en bouchant le pot.

Une fois que le carburant à été pompé dans le moteur, on continue à lancer l’hélice au moins 3 coups, sans boucher ni le carburateur ni le pot, afin de bien répartir le carburant dans le moteur et le lubrifier. Cette étape est souvent oubliée et c’est dommage, car elle permet souvent des démarrage au premier lancer. On appelle cette étape le brassage. Cela permet aussi de vérifier que le moteur n’est pas bloqué par un excès de carburant, au risque de tordre la bielle avec l’utilisation d’un démarreur.

Vérifier ensuite que personne ne se trouve sur les coté de l’hélice ou devant, sinon faire déplacer les observateurs éventuels.
Ensuite on positionne l’ouverture du carburateur au ralenti légèrement accéléré, l’idéal c’est une ouverture qui ressemble à celle de la lunule d’un ongle. On branche le socket sur la bougie, et on lance vigoureusement le moteur en choppant l’hélice par dessous la pale de droite (face à l’avion) et en remontant vivement afin de dégager au plus vite le disque de rotation de l’hélice.
Le moteur doit partir au bout de quelques lancer, sinon recommencer la bistouille et le brassage.

Une fois que le moteur tourne, on passe derrière l’avion, on accélère légèrement, (en dessous de mi gaz) en tenant l’avion par le fuselage, afin d’éviter que l’avion recule si le moteur est parti à lenvers et on enlève le socket en se positionnant derrière l’avion. Laisser le moteur chauffer quelques instants, puis on accélère doucement afin de vérifier que le moteur prend son plein gaz.

A savoir que si un moteur froid démarre facilement, pour un moteur chaud, c’est beaucoup plus difficile, il faut lancer l’hélice très fort ou utiliser un démarreur.

L’utilisation du démarreur se fait en appliquant celui-ci sur le cône de l’hélice, c’est assez sécurisant, et il faut quand même bistouiller le moteur à la main et le brasser aussi à la main avant d’appliquer le démarreur sur le cône.
Au cas ou le moteur est dépourvu de cône, on peux retourner la gomme adhérente de l’embout du démarreur pour appliquer le coté plat directement sur le boulon du démarreur.

Il arrive que le moteur parte à l’envers, notamment quant il est noyé car la bistouille a été trop efficace. Si le moteur à tendance à partir à l’envers, on accélère doucement, il peux sur un rebond repartir à l’endroit, ou alors toujours au ralenti on peux freiner légèrement le moteur avec le bâton enfilé sur le cône d’hélice ou le boulon de fixation de l’hélice.
Si le moteur persiste à partir à l’envers, le lancer à l’envers le fait partir à l’endroit ou refoulera le carburant en surplus pour retenter un démarrage à l’endroit.
Au cas ou le moteur ne se coupe pas trim de ralenti au minimum, on peux le faire caler en lançant le chiffon dans l’hélice.

Pour le réglage on verra demain.

Den

Le 15/07/2016 @Den a écrit :

C’est vrai, l’avantage du thermique, c’est que les moteurs sont robustes, les axes ne cassent pas, et ne se tordent que très rarement et encore, il faut taper fort. Pas d’aimants qui se décollent, de surchauffe si on a pas choisit la bonne hélice, de contrôleurs qui grillent ou de batteries qui gonflent.
En revanche, un mauvais réglage moteur peux être la cause à minima d’un calage moteur, voire d’une destruction de l’ensemble chemise piston, et là c’est le drame !

Mais avant d’aborder le réglage en lui même du moteur, je vais essayer de vous expliquer pourquoi ces moteurs ont besoin de réglages réguliers
Nous allons d’abord parler des principes, pour les curieux, mais ce post peut être sauté pour aller directement à la méthode de réglage proprement dite.

Nous avions dit dans un post plus haut que le mélange parfait pour une bonne combustion est d’environ 16gr d’air pour 1 gr de carburant. Ce mélange parfait s’obtient par le réglage du pointeau principal du moteur. Ce pointeau est une sorte de robinet qui limite le débit maximum du carburant.
Le problème, c’est que contrairement aux véhicules thermiques que nous utilisons pour nous déplacer, les carburateur de nos modèles réduit ne disposent pas de correcteur de pression atmosphériques, et sont sensibles aux variations de température extérieures et au degré d’hygrométrie de l’air du fait de leurs simplification extrême pour limiter le poids et la taille.
L’allumage du moteur (inflammation du mélange ) est aussi simplifié à l’extrême avec le système glow plug à bougie à incandescence, c’est à dire qu’il se passe d’une batterie et d’un système d’allumage embarqué, le moteur est donc autonome et plus légers

L’ennui, c’est que l’allumage des moteurs glow plug à bougie à incandescence sont sensibles à la richesse du mélange comburé, trop riche la bougie se refroidit trop et le moteur cale, trop pauvre on arrive aussi au même résultat, le moteur peux caler, alors qu’un allumage à étincelle classique est moins sensible au phénomène…
Mais nous avons un autre phénomène au niveau de l’allumage glow plug par rapport à l’allumage par étincelle. Comme le mélange comburé d’un moteur thermique met un certain temps à s’enflammer, ce mélange doit s’allumer alors que le piston n’est pas encore arrivé au point le plus haut. On appelle ceci l’avance à l’allumage. Sur un moteur à allumage par étincelle, ce moment d’allumage est défini par un capteur qui donne l’ordre d’allumage au bon moment pour avoir la puissance maximale. Pas assez d’avance à l’allumage donne un moteur peu puissant, trop aussi, mais en plus le moteur va chauffer exagérément.
Sur un moteur glow, l’avance à l’allumage est variable, car elle dépend de la richesse du mélange à allumer. Trop pauvre, l’avance à l’allumage est importante, trop riche elle est faible.
Dernier paramètre, c’est le carburant qui lubrifie le moteur avec l’huile contenue dans le moteur, donc un moteur réglé trop pauvre sera moins bien lubrifié, mais en plus va chauffer exagérément, et on comprend que dans ce cas là, le piston peux se dilater exagérément, provoquer un calage moteur ou dans les cas extrême de par sa pression de dilatation une rupture du film d’huile qui est déposé entre la chemise et le piston, racler celle-ci et finir par la détruire.
On évitera donc de faire tourner un moteur trop pauvre.

Les constructeurs ont donc conçus nos moteurs glow pour avoir le point d’avance à allumage qui correspond au mélange 16:1. En effet comme vu plus haut, ce point d’avance varie en fonction de la richesse, mais aussi de la température extérieure. Donc en plus du réglage de la richesse, il existe un autre joker pour avoir un réglage qui correspondent à la fois au fameux mélange parfait et aux conditions extérieures c’est indice thermique de la bougie. On monte généralement sous les climats tempérés une bougie type chaude ou indice 3. Si le moteur cale alors qu’il fait trop froid, on montera une bougie plus chaude, indice hot (ou 2) afin de permettre au moteur de tourner suffisamment riche pour maintenir sa lubrification et maintenir sa température (plus on enrichi, moins on chauffe) . Ce montage fonctionne aussi pour les moteurs usés qui ont perdus de la compression. En cas de chaleur extrême, on montera une bougie froide, soit « cold » indice 4 ou 5. Ce type de bougie est valable aussi pour les moteurs haute performances avec un fort taux de nitro-méthane.
A noter qu’il existe aussi chez OS une bougie 8, cette bougie n’est pas d’indice 8, mais une médium qui est capable théoriquement de se comporter comme une bougie froide, si nécessaire, elle a une plage de fonctionnement plus large que la 3.

Donc voilà, en gros le principe et le pourquoi du réglage moteur.
Ce réglage est important, car il permet au moteur d’être fiable, d’éviter les calages, son éventuelle destruction. Il est à vérifier et à ajuster légèrement avant chaque journée de vol, car souvent le taux d’hygrométrie change journellement, ainsi que la pression atmosphérique et la température extérieure.

Le 15/07/2016 @Den a écrit :

Procédure de réglage d’un moteur thermique :

Si le moteur n’a jamais été réglé, on va partir du réglage d’usine du moteur sur la notice, ou alors sans cette information on ferme le pointeau complètement et on compte les tours d’ouverture pour ré-ouvrir à deux tours. Pour un moteur qui a déjà été réglé, on aura pris soin de relever le réglage du moteur, c’est à dire le nombre de tours entre sa position de réglage et la fermeture complète. A savoir que sur les pointeau, il y a souvent une petite marque qui permet de repérer le nombre de tours et son orientation.

Puis on démarre le moteur, on le laisse chauffer un peu et on monte le régime doucement avec le manche de gaz.
Si à un moment, avant le plein gaz, le moteur semble peiner ou forcer, sans fumer du tout, alors ouvrir un peu plus le pointeau. Le régime devrait remonter. Une fois plein gaz, on peux enlever le socket.
Le régime plein gaz doit tenir sans socket, si le moteur cale ou baisse carrément en régime, sans socket ; le pointeau est trop ouvert, le fermer d’un quart de tours et recommencer la procédure de démarrage si le moteur à calé.
Si le moteur tourne en fumant beaucoup, et semble donner une explosion chaque deux tours (pour un deux temps), on dit qu’il tourne en régime 4 temps, c’est un signe de richesse excessive, donc d’un pointeau principal trop ouvert.

Pour commencer le réglage, fermer doucement le pointeau en écoutant le moteur celui ci doit monter en régime. Plus on ferme, plus le régime augmente. A un moment le régime ne vas plus monter, et si on continue à fermer, il redescend. Donc le régime monte avec l’appauvrissement du mélange comburé par optimisation du mélange et de l’avance à l’allumage jusqu’à une sorte de plateau dans la courbe de régime avant de redescendre si on continue à serrer le pointeau.

Le réglage de base d’ouverture du pointeau doit se faire un lorsque le régime est maximal au début du fameux plateau de la courbe de régime.
A noter que si l’on fait tourner le moteur plusieurs secondes trop pauvre pendant les réglages, il n’y a pas de risque d’abîmer le moteur.
Une fois en vol, du fait de la moindre résistance de l’air, le moteur prendra encore plus de régime, il faut donc ouvrir le pointeau d’un minimum de trois crans (les pointeaux sont tous crantés) une fois la position plein régime trouvée.

Ensuite, il faut vérifier la tenue du régime nez en l’air, de façon à ce que sur une montée franche, le moteur ne soit pas sous alimenté, donc toujours moteur à fond on soulève l’avion, nez en l’air, en se positionnant à l’opposé de la sortie d’échappement (généralement par la gauche) en le tenant par le bord d’attaque de la main gauche et le fuselage de la main droite derrière l’aile. Le régime ne doit pas retomber, dans le cas contraire, rouvrir encore de 2 crans, et refaire un essai jusqu’à trouver le réglage ou le moteur ne retombe pas en régime, nez en l’air.

Ce réglage est très rapide à faire sur le terrain avec l’habitude.

A noter que les moteurs 4 temps se règlent comme les deux temps, mais que la tenue du réglage de pointe est beaucoup plus stable, et qu’entre les journées de vol, le réglage n’a souvent pas à être retouché, on vérifie juste que le régime plein gaz est stable nez de l’avion en l’air.

Il arrive quelquefois que le moteur n’ai pas un ralenti régulier, cale, ou peine à la reprise, il faut donc faire un réglage du fameux contre pointeau, ou de la vis d’air. Ce réglage, contrairement au réglage du pointeau principal, se fait une fois et reste stable généralement tant que l’on ne change pas de type de carburant, ou que l’on ne change pas le moteur de cellule pour le monter sur un nouvel avion.

Il y avait aussi une question sur la fumée du moteur, celle-ci est plus ou moins présente en fonction du réglage de la richesse du moteur, mais aussi en fonction de la qualité du carburant, le Labéma par exemple fume beaucoup, car il contient une bonne proportion d’huile.

Le 15/07/2016 @Den a écrit :

ATTENTION INFORMATION IMPORTANTE POUR LA SECURITE DES DOIGTS DU REGLEUR :

Il arrive qu’un modéliste se propose pour gérer les gaz à la radio,pendant que le préposé au réglage affine le réglage du moteur, nez en l’air. Pendant ce réglage, l’avion tire vers le haut, et le modéliste qui règle le moteur a les doigt autours du pointeau, pas loin de l’hélice.
La personne qui gère les gaz, ne doit pas décider de couper les gaz de son propre chef ou parce qu’elle à compris que le préposé au réglage à fini, elle doit le faire de manière progressive en prévenant le metteur au point de ses intentions. En effet une machine plein gaz hélice en l’air tire quelquefois assez fort, si on coupe les gaz d’un coup, la personne qui retiens l’avion sera surprise, l’avion va retomber ou reculer dans les doigt du metteur au point.
Donc si on remet les gaz pour un collègue ou que l’on coupe les gaz, le metteur au point doit être au courant de vos actions qui seront de toute façon progressives.

Den

Le 15/07/2016 @vincentimes a écrit :

Merci pour cette dernière remarque, je n’y avait pas pensé , au retour par le poids.

Le 15/07/2016 @Den a écrit :

Oui, j’ai testé pour vous, ça vas que l’hélice tourne dans le bon sens et ne happe pas les doigt car, mais c’est pas agréable, et ça suffit pour taillader un peu et le sang gicle partout sur l’avion, en plus avec le vent de l’hélice, ça sèche vite et c’est merdique à nettoyer ensuite sur l’avion.
Donc à éviter !!!

Le 15/07/2016 @Den a écrit :

A voir, une animation 3D d’un moteur 2 temps.