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8-10 Cellule moteur hélice (motoplaneurs) (voir la source)

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→‎Moteurs à combustion interne
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== Cellule, moteur et hélice ==
== Cellule, moteur et hélice ==
=== Moteurs à combustion interne ===
=== Moteurs à combustion interne ===
Pour le vol en Motoplaneur, seul le fonctionnement du moteur essence à 4 temps à allumage commandé sera détaillé dans ce chapitre. Il existe de nombreux type de [[wikipedia:Moteur_à_combustion_interne|moteur à combustion interne]]. Les '''planeurs à dispositif d'envol incorporés''' utilisent notamment des [[wikipedia:Moteur_à_deux_temps|moteurs à 2 temps]]. Les '''motoplaneurs''', objet de ce cours, utilisent principalement ces moteurs :
Pour le vol en Motoplaneur, le fonctionnement du [[wikipedia:Moteur_à_quatre_temps|'''Moteur essence à 4 temps''']] à allumage commandé sera détaillé dans ce chapitre. Il existe cependant de nombreux autres types de [[wikipedia:Moteur_à_combustion_interne|moteur à combustion interne]]. Par exemple, les '''planeurs à dispositif d'envol incorporé''' utilisent notamment des [[wikipedia:Moteur_à_deux_temps|moteurs à 2 temps]] car le compromis poids/puissance/bruit/consommation leur est plus favorable dans le cas d'un moteur qui fonctionne très peu. Dans le cas des motoplaneurs, le moteur à 4 temps est un meilleur compromis. Les principaux types de moteurs utilisés par les '''motoplaneurs''' sont :


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'''Point de vue pilote :''' Les commandes à dispositions du pilote permettent le contrôle du moteur. Les détails de chacune commande seront expliqués plus loin dans ce chapitre :
'''Point de vue pilote :''' Les commandes à dispositions du pilote permettent le contrôle du moteur. Les détails de chacune de ces commandes seront expliqués plus loin dans ce chapitre :
*'''La commande des gaz''' : Une commande réglable entre 0 et 100%, permettant d'ajuster la vitesse et la puissance du moteur
*'''La commande des gaz''' : Une commande réglable entre 0 et 100%, permettant d'ajuster la vitesse et la puissance du moteur.
*'''La commande de démarreur''' : Un bouton qui permet de lancer le moteur pour le démarrer.
*'''La commande de démarreur''' : Un bouton qui permet de lancer le moteur avec le démarreur électrique.
*'''La commande d'allumage/magnéto''' : Un interrupteur qui autorise la création de l'étincelle par la bougie. Allumage OFF = moteur OFF
*'''La commande d'allumage/magnéto''' : Un interrupteur qui autorise la création de l'étincelle par la bougie, et donc permet le fonctionnement du moteur.
*'''La commande de Starter''' : Permet d'injecter une quantité d'essence supplémentaire pour faciliter les démarrages à froid.  
*'''La commande de Starter''' : Permet d'injecter une quantité d'essence supplémentaire pour faciliter les démarrages lorsque le moteur est froid.  
*'''La commande de réchauffage carburateur''' : envoi de l'air chaud pour éviter la formation de glaçon
*'''La commande de réchauffage carburateur''' : envoi de l'air chaud dans le carburateur pour éviter la formation de glace.




'''Fonctionnement du Moteur à Combustion Interne :'''
'''Fonctionnement du Moteur à Combustion Interne :'''
*'''Moteur''' : Système capable de générer une force mécanique. Pour le vol en planeur, cette force sera transmise à l'hélice.
*'''Moteur''' : Système capable de fournir une force mécanique. Pour le vol en planeur, cette force sera transmise à l'hélice.
*'''Combustion''' : La force mécanique résulte de la combustion. Pour le vol en planeur, il s'agit de de combustion de l'essence et de l'oxygène de l'air.
*'''Combustion''' : La force mécanique provient de la combustion. Pour les motoplaneurs, il s'agit de de combustion de l'essence et de l'oxygène de l'air.
*'''Interne''' : La combustion à lieu directement dans le moteur lui-même. Par opposition aux anciens moteurs à vapeur où la combustion avait lieu dans une chaudière externe.
*'''Interne''' : La combustion à lieu dans le moteur lui-même. Par opposition aux anciens moteurs à vapeur où la combustion avait lieu dans une chaudière externe.
 
Le fonctionnement du moteur à 4 temps enferme un mélange d'air et d'essence dans un cylindre pour le faire bruler avec une étincelle. L'augmentation de pression dû à la combustion permet de pousser un piston et de récupérer l'énergie mécanique, puis de faire tourner l'hélice. Les gaz brulés sont ensuite évacués à l'extérieur avant que le cycle recommence. Le cycle est composé de 2 ou 4 temps suivant la technologie du moteur :
*Cycle 2 temps ou [[wikipedia:Moteur_à_deux_temps|'''Moteur à 2 temps''']]. Il est souvent utilisé sur les planeurs à dispositif d'envol incorporé, ou les moteur anti-vache dit "turbo". Le temps de fonctionnement réduit de ces moteurs permet de tolérer la consommation élevée et le bruit élevé, au profit d'un faible poids. Ces moteurs sont des poids mort en permanence à bord des planeurs, le gain de masse est appréciable.
*Cycle 4 temps ou [[wikipedia:Moteur_à_quatre_temps|'''Moteur à 4 temps''']]. Il est utilisé sur les motoplaneurs. Du fait du fonctionnement quasi-permanent du moteur sur ces aéronefs, le poids un peu plus important des moteurs à 4 temps est toléré compte tenu du gain appréciable de confort et de consommation réduite.
 
[[Fichier:4StrokeEngine Ortho 3D Small.gif|thumb|Cycle 4-temps à allumage commandé : <br />1) admission, <br />2) compression, <br />3) combustion, <br />4) échappement.]]
[[Fichier:4StrokeEngine Ortho 3D Small.gif|thumb|Cycle 4-temps à allumage commandé : <br />1) admission, <br />2) compression, <br />3) combustion, <br />4) échappement.]]


Pour la suite de ce cours, seul le moteur à 4 temps sera détaillé, mais les descriptions et termes évoqués sont semblables pour le moteur à 2 temps. '''Les cycles successifs d'un moteur à quatre temps sont''' :
Pour son fonctionnement, le moteur à 4 temps enferme un mélange d'air et d'essence dans un cylindre pour le faire bruler avec une étincelle. L'augmentation de pression dû à la combustion permet de pousser un piston et de récupérer l'énergie mécanique pour le transmettre à l'hélice. Les gaz brulés sont ensuite évacués à l'extérieur avant que le cycle recommence. Les '''4 temps du moteur''' sont :


# '''Admission''' d'un mélange d'air et de carburant pulvérisé, préalablement mélangé et préparé par divers composants ([[wikipedia:carburateur|carburateur]] ou système d'injection indirecte) : ouverture de la soupape d'admission et descente du piston, ce dernier aspire ce mélange dans le cylindre à une pression inférieure à la pression ambiante (de 0.4 à 0.9 bar, sauf dans le cas d'un turbo) ;
# '''Admission''' d'un mélange d'air et de carburant, préalablement mélangé (par un [[wikipedia:carburateur|carburateur]] ou système d'injection) : Lors de ce temps, la soupape d'admission est ouverte et le piston descend, ce dernier aspire par dépression le mélange air-essence dans le cylindre (la pression est alors inférieure à la pression ambiante, de 0.4 à 0.9 bar, sauf dans le cas d'un turbo) ;
# '''Compression''' du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston qui comprime le mélange jusqu'à 10 bar dans la chambre de combustion ;
# '''Compression''' du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis le piston remonte et comprime le mélange (jusqu'à 10 bar dans la chambre de combustion à puissance maximale) ;
# '''Combustion et détente''' ''(souvent appelé "explosion" par abus de langage)'' : aux environs du [[wikipedia:point_mort_haut|point mort haut (PMH)]] : moment auquel le piston atteint son point culminant et auquel la compression est au maximum ; la [[wikipedia:bougie_d'allumage|bougie d'allumage]], connectée à un système d'allumage haute tension, produit une étincelle ; la combustion initiée qui s'ensuit constitue le temps moteur ; les gaz chauds à une pression de 40 à 60 bar repoussent le piston, initiant le mouvement ;
# '''Combustion et détente''' ''(souvent appelé "explosion" par abus de langage)'' : au moment où le piston atteint son point culminant ([[wikipedia:point_mort_haut|point mort haut (PMH)]]) et auquel la compression est au maximum ; la [[wikipedia:bougie_d'allumage|bougie d'allumage]], connectée à un système d'allumage haute tension, produit une étincelle ; la combustion et la détente qui s'ensuit constitue le temps moteur ; les gaz chauds à une pression de 40 à 60 bar repoussent le piston, initiant le mouvement ;
# '''Échappement''' : ouverture de la soupape d'échappement et remontée du piston qui chasse les gaz brûlés dans le [[wikipedia:collecteur_d'échappement|collecteur d'échappement]].
# '''Échappement''' : ouverture de la soupape d'échappement et remontée du piston qui chasse les gaz brûlés dans le [[wikipedia:collecteur_d'échappement|collecteur d'échappement]].


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Les cylindres sont le cœur du moteur. Un moteur de motoplaneur en possède généralement 4, disposés à plat : On parle d'une [[wikipedia:Moteur_avec_quatre_cylindres_à_plat|disposition 4 cylindres à plat]]. Autour des cylindres, le moteur a besoin de plusieurs circuits ou équipement pour pouvoir fonctionner.  
Les cylindres sont le cœur du moteur. Un moteur de motoplaneur en possède généralement 4, disposés à plat : On parle d'une [[wikipedia:Moteur_avec_quatre_cylindres_à_plat|disposition 4 cylindres à plat]]. En plus des cylindres, plusieurs circuits ou équipement sont necessaire pour permettre le fonctionnement, l'ensemble constitue le moteur.


=== Le circuit carburant ===
=== Le circuit carburant ===
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