Contrails ! Volant moteur Jabiru

Note importante sur les vis de volant Jabiru

Photo Anton Lawrence

Ces deux dernières années, ont vu la prise de conscience progressive d'un problème de vis de fixation du volant sur les moteurs Jabiru 2200 et 3300.

Le problème est assez simple à identifier : les vis cassent et ont entraîné des arrêts moteur en vol. La cause s'est révélée plus difficile à élucider, et a été attribuée à des vis de fixation d'hélice et de prolongateur d'hélice desserrées.
Il est certain que des vis desserrées en ces points transmettent des vibrations harmoniques le long du vilebrequin, et précipitent le mouvement des pièces du volant.

L'examen des pignons de distribution sur les moteurs aux vis cassées a révélé un fretting sévère du pignon sur l'extrémité du vilbrequin. Ce mouvement cyclique est la cause de la casse des vis. Les vis de retenue sont des vis à six pans creux de 5/16 de pouce, de classe 12.9. Bien que certaines soient filetées sur toute la longueur, ce qui n'est en principe pas considéré comme la meilleure pratique, toutes les vis cassent selon la ligne de cisaillement.

Les vis de classe 12.9 on une résistance à la rupture de 1220 MPa et une limite élastique de 1100 MPa. Il est normal de les serrer à 90% de la limite élastique; ceci pour assurer un serrage correct des pièces.
Ce serrage provoquerait un allongement de la vis Jabiru d'environ 5 millièmes de pouce (12,5 centièmes de mm). C'est le mécanisme par lequel la pression de serrage est maintenure.

Une société de Hamilton, Asseco, a analysé cet assemblage et abouti à un couple de 41 Nm pour ces vis, avec lubrification des filets et de la rondelle. J'ai utilisé la formule du manuel MIL-HDBK-60 and ai abouti à une valeur de 43 Nm avec la même lubrification, et 56 Nm sans lubrification.
Le manuel Jabiru fait état de 24 Nm pour ces vis sans lubrification, j'ai le sentiment que c'est peut-être là que se situe en partie le problème. (Apparemment Jabiru recommande maintenant 32 Nm mais cela correspond presque à la moitié de la précontrainte maximale admissible par ces vis.)

Photo Anton Lawrence

La CAA prépare une CN concernant ces moteurs, qui très certainement imposera le remplacement de ces vis toutes les 100 heures. Il est très important d'inclure dans la procédure de remplacement la dépose et l'inspection du pignon de distribution. Au moindre signe de fretting le pignon doit être remplacé. Il est tout aussi important de remplacer les vis quel que soit leur aspect.

Jabiru installe maintenant trois pions de 1/4 de pouce à l'extrémité du vilebrequin dans le but d'éviter ce fretting, et tous les pignons neufs auront les logements pré-percés. La pose des pions dans le vilebrequin est une opération de grande précision, et ne devrait être entreprise que par un ajusteur, un technicien ou un outilleur qualifiés. La société Asseco a déjà réalisé 10 de ces opérations de pose de pions.
Je ne voudrais pas que cette article apparaisse comme une publicité pour une société ou une autre, aussi contactez-moi en direct (Anton Lawrence, NDT) si vous souhaitez leurs coordonnées.

©Jabiru

En conclusion, si vous avez l'un ou l'autre modèle de moteur Jabiru non modifié, quel que soit le type de l'avion, vous devriez immédiatement faire inspecter les vis de volant et le pignon de distribution. Si tout semble OK, vous devriez remplacer les vis (rappel, des vis de 12.9 ne devraient jamais être réutilisées) et les serrer entre 41 Nm et 43 Nm en lubrifiant sur les filets et sous la tête avec de la graisse au molybdène. Ne pas mettre de graisse sur la surface de portée. Si vous utilisez du Loctite 620 sur les filets et de la graisse sous la tête, serrez à 46 Nm, avec du Loctite 620 et sans graisse serrer à 53 Nm.

Si vous serrez ces vis aux couples ci-dessus, il est vital de placer une rondelle trempée d'un diamètre minimum de ½” (13 mm) sous la tête, faute de quoi la vis s'enfoncera dans l'alliage léger et la précontrainte sera perdue.

Contrôlez le serrage correct des vis de fixation d'hélice et de prolongateur d'hélice, et vérifiez que le prolongateur tourne parfaitement rond, et que le tracking donne moins de 3mm. Sur certains avions, un faux-rond important a été constaté.
Si vous avez des vis de prolongateur de flasque d'hélice de 10 mm posées au Loctite 620, vous pouvez les serrer à 89 Nm pour atteindre les 90% de la limite élastique.

J'ai aussi vérifié le couple de serrage des vis du flasque d'hélice sur le vilebrequin, qui se sont avérées légèrement desserrées. Jabiru recommande 40 Nm mais ces vis peuvent supporter 83 Nm.

Si toutes ces vis sont serrées correctement, et si toutes les pièces tournent rond, il devrait être possible d'éliminer le problème des vis cassées.

Lors du serrage des vis, serrez à la moitié du couple en suivant la séquence de serrage, laisser reposer une heure (pas plus si vous utilisez le Loctite 620) pour permettre la relaxation des contraintes locales, puis terminer le serrage en un seul mouvement pour ne pas être bloqué par le frottement statique à une valeur inférieure.
J'ai calculé que l'angle de rotation (vis de 5/16) du contact jusqu'à 43 Nm n'est que de 48 degrés, aussi faites attention.

© Loctite

Notes sur le Loctite :

Jabiru a semble-t-il changé ses recommandations, passant du Loctite 262 au 620 pour les pièces mentionnées. Les spécifications du 620 ne mentionnent pas le freinage de la boulonnerie, mais Loctite m'assure qu'il peut convenir, en raison de son long temps de prise et de sa résistance aux hautes températures. Vous pouvez télécharger toutes les fiches produit à http://www.loctite.co.nz.

Vous ne trouverez malheureusement pas les coefficients de frottement dans ces fiches, il m'a fallu approfondir mes recherches pour les obtenir directement de Loctite.

Anton Lawrence, RAANZ Tech Officer

Traduction GTH 12-2006