Rotax 914 : second alternateur

Cherche ampères, désespérément !

La génération électrique des Rotax 91x est un peu limitée : on ne peut compter sur plus d'une quinzaine d'ampères en régime permanent. Le régulateur Rotax/Ducati se montre assez peu fiable, et nombre d'épisodes d'odeur de brûlé circulent parmi les constructeurs amateurs.

Le constructeur de MCR soucieux d'équiper sa machine est confronté à une alternative difficile :

- Optimiser son bilan électrique en installant des matériels peu gourmands en électricité (notre choix).

- Se lâcher sur les équipements, et recharger régulièrement sa batterie au sol, passer à une capacité supérieure (quelques heures de sursis...), prise de parc, voire batterie de rechange dans la soute !

Les choix techniques

Objectif : nécessité d'avoir 30 A mini en continu.

Solutions :

- Alternateur additionnel prévu par Rotax, avec entrainement par courroie. Problème : oblige à refaire un capot moteur très laid et pas aérodynamique, voir plus haut.

Photo Manuel Bonniot

- Alternateur sur entrainement pompe à vide, tel le SD-8 de B&C ci-contre.
Problème : trop fort ratio de réduction, l'alternateur tourne trop lentement et ne débite pas assez.

De plus : implique une hélice pas fixe ou PV électrique.

- Alternateur entrainé par le vilebrequin, à l'arrière du moteur. Un constructeur d'Europa (Jim Nelson) a fait un tel montage il y a quelques années, que j'ai repris en l'adaptant au montage 914 sur le MCR4S. Il est aussi transposable sur le 912 façon 914.

En reprenant les pièces essentielles de Nelson (couplage souple, plaque support alternateur et colliers) il ne restait qu'à adapter les longueurs des diverses entretoises et à tout positionner sur le moteur.

Architecture électrique

Sur une base Bob Nuckolls adaptée perso : figure Z13, avec câblage Alt 2 adapté au Ducati (comme Z16).
Le bus essentiel est aussi le bus avionique, avec donc un inter breaker entre la diode de l'alim venant du bus principal et le bus avionique.

J'ai aussi rajouté un bus entre la diode et l'avionics master, sur lequel j'ai notamment l'API/afficheur moteur et les servitudes (voyants, éclairage intérieur...), pour avoir les paramètres moteur à la fois lors du démarrage quand le master avionique est ouvert, et aussi lorsque le contact batterie est coupé et l'alt feed fermé.

L'alternateur

L'alternateur est un B&C L40, débitant 40 A à 5000 t/min. Régulateur B&C LR3C 14, avec protection de surtension et alarme de sous-tension incluses.

Le choix aurait pu se porter sur le SD 20 de B&C, mais il est prévu pour une installation sur l'entrainement pompe à vide, et ne débite guère qu'une douzaine d'A avec le ratio de réduction de l'entrainement pompe à vide. En plus il est pas donné.

Le montage

Photo Manuel Bonniot

L'alternateur est fixé sur une platine dural, elle même fixée au bati Rotax sur des colliers acier.
Il est entraîné par un couplage souple, avec une partie tenue par la vis du bout de vilebrequin qui tient aussi la dynamo Rotax, et l'autre vissée en bout de l'alternateur.
La pièce intermédiaire dentée en caoutchouc raide (ou plastique souple) permet de compenser des défauts de parallélisme entre le moteur et l'alternateur, et de faire fusible le cas échéant.

Photo Manuel Bonniot

Montage à blanc de l'alternateur B&C.
Perçage, taraudage, et usinage d'un méplat sur les colliers ; usinage d'entretoises pour fixer l'alternateur sur la platine et pour ajuster la distance entre la platine et le moteur, ainsi que pour avancer le moteur d'1cm ; centrage et perçage + un peu rabotage des extémités de la platine.

Photo Manuel Bonniot

L'alternateur B&C est définitivement posé.
On peut constater le jeu réduit avec la CPF. On voit les diverses entretoises et les colliers de fixation sur le bâti-moteur.

Manuel Bonniot et Cédric de Vaucleroy

Les précisions de Jim Butcher

Photo Jim Butcher

"J'ai installé un alternateur B&C L60 sur le 914 de mon Europa XS. A 5000 t/min, il fournit 46 A. Il est entraîné directement en queue de vilbrequin par l'intermédiaire d'un accouplement flexible. Il est monté sur une platine d'aluminium fixée au bâti moteur Rotax.

C'est Jim Nelson, en Floride, qui a développé cette modification, et l'utilise en vol depuis 36 mois (janvier 2006, NDT). Il en est très satisfait. L'alternateur Rotax est utilisé en secours.

J'ai fait les premiers vols sur mon Europa en Octobre, sans rencontrer de difficultés avec l'alternateur. Il est très agréable d'allumer tous les accessoires électriques, et d'avoir toujours un débit de charge vers la batterie. Jim m'a donné les intruction et m'a fourni un certain nombre des pièces. Je serais heureux d'en faire autant. Je peux en outre faire usiner les pièces si nécessaire.

J'ai câblé l'alternateur selon la figure Aero Electric Z-13, l'alternateur Rotax comme alternateur secondaire, et le B&C comme alternateur principal.

L'alternateur B&C est en fait un Nissan Denso (ND), reconstruit par leurs soins avec des roulements et un équilibrage améliorés.
On peut employer n'importe quel modèle ND, mais je souhaitais utiliser le régulateur linéaire de B&C. Jim Nelson a acheté le sien dans une casse auto.

Bien faire attention à l'alternateur que vous choisissez, car il tourne au régime du moteur, soit environ 5000 t/min maximum. Le B&C L40 ne débite que 33 A à ce régime. Mon mécanicien voulait me vendre un petit modèle sortant 80 A, mais à 11000 t/min !!

Photo Jim Butcher

Le dessin de platine que je possède convient pour les alternateurs B&C (L60 ou L40). On peut monter d'autres ND, mais la découpe doit être au bon diamètre.
L'accouplement est un S-Flex de chez Lovejoy. Il est constitué de de deux pièces de fonte reliées par élasomère. Il tolère un léger manque d'alignement, et fournit un point de rupture si l'alternateur se bloque. L'accouplement demande un réusinage pour s'adapter.

Pour aligner la platine par rapport à l'arrière du moteur, j'ai réalisé un montage très simple. Il s'agit d'un disque qui s'adapte à l'ouverture de l'alternateur sur la platine, une pièce creuse qui se monte sur l'accouplement, et une tige qui relie les deux. Là encore, mes dessins sont dimentionnés pour les alternateurs B&C.

Concernant les masses, je pense que l'alternateur pèse environ 5 livres, et la platine 1 livre. Pas vraiment lourd.

Je peux fournir toutes les pièces sauf l'alternateur et le régulateur pour $225 USD (l'ensemble alternateur + régulateur B&C coûtent $850). C'est cher, mais je crois que l'alternateur de Flightcrafters est à $600 et le Rotax à environ $1000."

Jim Butcher, Europa XS 914