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

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→‎Le Système de mélange de l'essence dans l'air
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Le moteur dispose d'un système qui réalise le mélange d'[[wikipedia:air|air]] (le [[wikipedia:comburant|comburant]]) et d'essence (le carburant). L'objectif est de constituer le mélange selon un rapport air/carburant adaptée au fonctionnement du moteur, lui permettant de brûler correctement dans la [[wikipedia:chambre_de_combustion|chambre de combustion]]. Le rapport théorique idéal air/[[wikipedia:Essence_(hydrocarbure)|essence]] pour le moteur à combustion interne est de '''1 gramme d'essence pour 14,7 grammes d'air'''. On parle alors de mélange [[wikipedia:Stœchiométrie|'''stœchiométrique''']] (on parle aussi de la '''richesse''' du mélange).  
Le moteur dispose d'un système qui réalise le mélange d'[[wikipedia:air|air]] (le [[wikipedia:comburant|comburant]]) et d'essence (le carburant). L'objectif est de constituer le mélange selon un rapport air/carburant adaptée au fonctionnement du moteur, lui permettant de brûler correctement dans la [[wikipedia:chambre_de_combustion|chambre de combustion]]. Le rapport théorique idéal air/[[wikipedia:Essence_(hydrocarbure)|essence]] pour le moteur à combustion interne est de '''1 gramme d'essence pour 14,7 grammes d'air'''. On parle alors de mélange [[wikipedia:Stœchiométrie|'''stœchiométrique''']] (on parle aussi de la '''richesse''' du mélange).  


La '''richesse''' doit être idéale à tout moment du vol, alors que la densité de l'air varie notamment en fonction de l'altitude. L'air est moins dense en altitude, il faut donc réduire la quantité de carburant pour garder les proportions idéales. La gestion de la richesse est souvent complètement automatique. Certains moteurs disposent toutefois d'une commande de richesse (ou commande de mixture) permettant d'ajuster manuellement la richesse. La surveillances du régime moteur, de la température des têtes de cylindres et des gaz d‘échappement permet d'ajuster correctement la richesse. Les conséquences d'un mélange qui ne respecte le rapport stœchiométrique sont :
La '''richesse''' doit être idéale à tout moment du vol, alors que la densité de l'air varie notamment en fonction de l'altitude. L'air est moins dense en altitude, il faut donc réduire la quantité de carburant pour garder les proportions idéales. La gestion de la richesse est souvent complètement automatique. Certains moteurs disposent toutefois d'une commande de richesse (ou commande de mixture) permettant d'ajuster manuellement la richesse. La surveillances du régime moteur, de la température des têtes de cylindres, et des gaz d‘échappement permet d'ajuster correctement la richesse. Les conséquences d'un mélange qui ne respecte pas le rapport stœchiométrique sont :
*On parle de '''mélange pauvre''' si la proportion d'essence est inférieure à l'idéal : le moteur ne délivre pas sa pleine puissance et à tendance à chauffer.  
*On parle de '''mélange pauvre''' si la proportion d'essence est inférieure à l'idéal : le moteur ne délivre pas sa pleine puissance et à tendance à chauffer.  
*On parle de '''mélange riche''' si la proportion d'essence est supérieure à l'idéal : La combustion est incomplète, le moteur à tendance à s'encrasser avec des suies noires.
*On parle de '''mélange riche''' si la proportion d'essence est supérieure à l'idéal : La combustion est incomplète, le moteur à tendance à s'encrasser avec des suies noires.
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'''Le carburateur'''
'''Le carburateur'''
[[File:Carburetor Gaznik SVG.svg|thumb|Schéma du carburateur.<br/>1 - Entrée d'air, 2 - Gorge de buse, 3 - Cuve à essence, 4 - Flotteur, 5 - Pointeau, 6 - Gicleur, 7 - Papillon ]]
[[File:Carburetor Gaznik SVG.svg|thumb|Schéma du carburateur.<br/>1 - Entrée d'air, 2 - Gorge de buse, 3 - Cuve à essence, 4 - Flotteur, 5 - Pointeau, 6 - Gicleur, 7 - Papillon ]]
Le [[wikipedia:Carburateur|'''carburateur''']] est le système historique. Il fonctionne de manière complètement mécanique : Grâce à un conduit qui provoque un [[wikipedia:Effet_Venturi|éffet venturi]], le carburant pulvérisé se vaporise dans l'air. La quantité de carburant injecté dépend du débit d'air qui traversse le carburateur : pour contrôler la puissance du moteur, le pilote agit sur le '''papillon des gaz''' pour augmenter ou diminuer la quantité d'air qui traversse le carburateur.
Le [[wikipedia:Carburateur|'''carburateur''']] est le système de mélange historique et encore le plus utilisé aujourd'hui. Il fonctionne de manière complètement mécanique : Grâce à un conduit qui provoque un [[wikipedia:Effet_Venturi|effet venturi]], le carburant pulvérisé se vaporise dans l'air. La quantité de carburant injecté dépend du débit d'air qui traverse le carburateur : pour contrôler la puissance du moteur, le pilote agit sur le '''papillon des gaz''' pour augmenter ou diminuer la quantité d'air qui traverse le carburateur.


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Le '''givrage du carburateur''' est un phénomène néfaste qui survient lorsque l'air est humide et entre 0 et 15°C. En effet, les phénomènes de venturi et de vaporisation du carburant créent un refroidissement de 10 à 15°C dans le carburateur. L'humidité de l'air peut alors givrer dans le carburateur et provoquer son l'obstruction complète, menant à l'arrêt du moteur. Une commande de '''réchauffage du carburateur''' permet d'injecter de l'air réchauffée par les pipes d'échappements dans le carburateur. L'action de cette commande doit être préventif, dès que les conditions favorables au givrage surviennent :
Le '''givrage du carburateur''' est un phénomène néfaste qui survient lorsque l'air est humide et entre 0 et 15°C. En effet, les phénomènes de venturi et de vaporisation du carburant créent un refroidissement important dans le carburateur. L'humidité de l'air peut alors se condenser et givrer dans le carburateur. Le carburateur peut s'obstruer complètement, menant à l'arrêt du moteur. Une commande de '''réchauffage du carburateur''' (ou ''carb heat'' en anglais) permet d'injecter de l'air réchauffée dans le carburateur (l'air est réchauffé en passant dans un circuit spécifique autour de l'échappement du moteur). L'action de cette commande doit être préventif, dès que les conditions favorables au givrage surviennent. Les conditions les plus sévères de givrages sont :
*Air humide
*Air humide (plus de 50%RH),
*Température entre 0 et 15°C
*Température entre 0 et 15°C,
*plus le papillon des gaz est fermée (régime ralenti), plus le givrage du carburateur à de chances de se produire.
*Papillon des gaz en position presque fermée (régime ralenti).


Bien que cela soit rarement un problème pour les applications terrestres, une propriété critique des carburateurs dans l'aviation est la chute de température prononcée dans le corps de papillon au point de vaporisation du carburant. Ceci est inhérent au principe de fonctionnement d'un carburateur à base de venturi : comme l'air au niveau de la partie étroite du venturi a une pression plus faible, il subira également une baisse de température. De plus, étant donné que le carburant se vaporise également à ce stade, sa chaleur latente d'évaporation entraînera une nouvelle chute de température. Cela peut entraîner une chute de température combinée pouvant atteindre 40 ° C (104 ° F) [24], ce qui signifie que même par une journée chaude de 35 ° C, les températures au venturi peuvent être inférieures à zéro. Si l'air contient suffisamment d'humidité, cela entraînera une accumulation de glace au col du venturi et pourrait éventuellement entraîner un blocage complet de l'alimentation en air et l'arrêt complet du moteur.
Les applications aéronautiques sont particulièrement sensibles au givrage du carburateur, en raison d'un mode de fonctionnement particulier que l'on ne trouve pas dans d'autres moteurs : pendant la descente jusqu'à l'atterrissage, le moteur tourne au ralenti pendant de longues périodes. Étant donné que le papillon des gaz est resserré au maximum au régime de ralenti, la chute de pression (et par conséquent également la température) est la plus élevée, tandis que le moteur ne produit aucune puissance utile, de sorte que sa température globale chute également. Cela crée les conditions idéales pour le givrage du carburateur et un risque important de perte complète de puissance du moteur. Le givrage du carburateur peut également se produire dans des conditions de croisière en altitude, si l'aéronef vole à des altitudes et dans des conditions atmosphériques favorables au givrage. Pour contrer le givrage du carburateur, les aéronefs utilisant des moteurs à carburateur sont équipés d'un système de chauffage du carburateur.[24] Le système de chauffage du carburateur (ou "carb heat" dans le langage courant) se compose d'une soupape de dérivation pilotée, qui peut être ouverte pour rediriger l'alimentation en air du moteur de l'admission d'air normale à travers le filtre à air, vers un secondaire (normalement non filtré) conduit d'admission qui passe autour de l'échappement du moteur. Cela chauffe suffisamment l'air entrant pour éviter le givrage.
Si des conditions de givrage du carburateur sont détectées ou suspectées, une action immédiate du pilote est nécessaire pour engager le système de chauffage du carburateur jusqu'à ce que toute accumulation de glace ait été éliminée. Si le moteur fonctionne au ralenti, il peut également être nécessaire d'ouvrir périodiquement l'accélérateur pour s'assurer que des températures suffisantes sont maintenues pour empêcher la formation de glace.[24]
Étant donné que l'utilisation de la chaleur des carburateurs entraîne une réduction de la puissance (en raison de la densité inférieure de l'air chauffé) et entraîne généralement le non-filtrage de l'air ingéré, elle n'est pas appliquée lorsque la puissance maximale est nécessaire (comme au décollage), ou lorsqu'il n'y a pas de givrage potentiel existe. Son utilisation fait cependant partie de la procédure d'exploitation standard pendant la descente dans les aéronefs à moteur à pistons à carburateur






Étant donné que l'admission d'air chaud entraîne une réduction de la puissance (en raison de la densité inférieure de l'air chauffé), le réchauffage carburateur n'est pas appliqué lorsque la puissance maximale est nécessaire (comme au décollage), ou lorsqu'il n'y a pas de givrage potentiel. Son utilisation fait cependant partie de la procédure d'exploitation standard pendant la descente dans les aéronefs à moteur à pistons à carburateur




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'''L'injection'''
'''L'injection'''
[[File:PetrolDirectInjectionBMW.JPG|thumb|Vue en coupe d'un cylindre avec injecteur à injection directe (flèche rouge)]]
[[File:PetrolDirectInjectionBMW.JPG|thumb|Vue en coupe d'un cylindre avec injecteur à injection directe (flèche rouge)]]
L'[[wikipedia:Injection_(moteur)|injection]] est l'autre dispositif qui permet de réaliser le mélange air/carburant. Préférée au carburateur afin d'améliorer le rendement moteur, l'injection fut à l'origine exclusivement mécanique, puis améliorée par l'électronique en utilisant un calculateur électronique. Un injecteur (tube perforé de micro-trous) pulvérise à haute pression le carburant : Il peut y avoir un seul injecteur dit "monopoint" pour les 4 cylindres, ou un injecteur pour chaque cylindre. Dans ce dernier cas, les injecteurs peuvent injecter dans les pipes d'admission, ou directement dans le cylindre (injection directe).
L'[[wikipedia:Injection_(moteur)|injection]] est l'autre dispositif qui permet de réaliser le mélange air/carburant. Préférée au carburateur afin d'améliorer le rendement moteur, l'injection fut à l'origine exclusivement mécanique, puis améliorée par l'utilisation de calculateurs électroniques. Un injecteur (tube perforé de micro-trous) pulvérise à très haute pression le carburant. Il y a soit un seul injecteur dit "monopoint" pour les 4 cylindres, ou un injecteur pour chaque cylindre. Dans ce dernier cas, les injecteurs peuvent injecter dans les pipes d'admissions, ou directement dans le cylindre (injection directe).


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*La quantité de carburant est régulée plus précisément (économies de carburant)
*La quantité de carburant est régulée plus précisément (économies de carburant)
*Plus besoin de starter ni de réchauffage carburateur
*Plus besoin de starter ni de réchauffage carburateur
*L'injection fonctionne dans toutes les positions d'aéronef (voltige)
*L'injection fonctionne dans toutes les attitudes de l'aéronef (voltige)
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*Il faut une pompe à carburant haute pression, et un calculateur pour piloter l'injecteur. Ces systèmes doivent être redondant pour parer aux pannes.
*Il faut une pompe à carburant haute pression, et un calculateur pour piloter l'injecteur. Ces systèmes doivent être redondant pour parer aux pannes.
*Le système est plus couteux
*Le système est plus couteux
*le système de calculateur nécessite une source d'énergie électrique
*Le système de calculateur nécessite une source d'énergie électrique
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