Contrails ! Jabiru Graissage culbuteurs

Constatations

Je souhaite vous faire part de quelques faits concernant mon moteur (Jabiru 2200 à poussoirs hydrauliques), et peut-être obtenir des réponses de ceux qui en sont déjà passés par là.

Je viens de terminer le remontage de mon moteur après changement de tous les guides de soupapes (les deux guides du n°2 étaient complètement usés à 100 heures, les autres ont été changés par précaution).

Aujourd'hui je l'ai fait tourner pendant 5 min à 1200-1500 tours/min, puis je l'ai arrêté pour une inspection détaillée.

En déposant les cache-culbuteurs, j'ai découvert qu'il y avait de l'huile, comme cela doit être le cas, dans les logements arrière (n° 3 et 4) mais les logements avant étaient AUSSI SECS QU'AVANT LE REMONTAGE.

La machine était presque de niveau, avec la queue basse d'environ 5°. Le niveau d'huile était légèrement au-dessus du minimum, selon le SB 013-1.

Pression d'huile

Ma pression d'huile a toujours été plutôt basse, mais toujours dans les limites spécifiées (2,4-2,7 bar / 35-40 psi, curieusement plutôt stable en croisière, au ralenti, à chaud comme à froid). Je vole avec un radiateur, température d'huile autour de 80°C (180F). J'ai volé quelques temps sans radiateur ni adaptateur, mais c'était en hiver. La température d'huile était alors autour de 100-110°C en montée prolongée et la pression d'huile légèrement plus basse, peut-être 2 bar (30 psi).

J'ai pensé que celà pouvait être la cause, et viens de modifier le réglage du clapet de pression d'huile. J'obtiens maintenant 4,8 bar (70 psi) immédiatement après le démarrage, puis après 1-2 minutes stabilisation à 4 bar (60 psi). MAIS PAS DE CHANGEMENT DANS LA RÉPARTION DE L'HUILE ENTRE CULASSES HAUTES/BASSES.

 

Attitude de l'avion

Après avoir vérifié que le raccord en Té sur le tuyau d'alimentation en huile n'était pas obstrué, et quelques réflexions, j'ai réglé l'attitude un peu nez bas (-3°), nettoyé les logements de culbuteurs et fait tourner pendant 1 min à 1200 tours.

Cette fois les logements avants étaient correctement remplis d'huile, alors que les logements arrière étaient virtuellement secs, à part quelques gouttes.

J'espère sincèrement qu'à plus forte puissance le débit d'huile dans les tubes venant d'au-dessous des cylindres est suffisant pour la répartir correctement par le raccord en Té et graisser les deux logements.

Jusqu'à présent j'avais toujours vu de l'huile dans les logements de culbuteurs, bien qu'il y en ait toujours eu plus dans les logements arrière (mon avion a un train classique).

Ce qui semble préoccupant, c'est que lors du chauffage du moteur ou du roulage à faible régime (a fortiori sur un train classique, bien que 5° semblent déjà avoir une influence), il y a de bonnes chances que les guides et culbuteurs des cylindres avant fonctionnent à sec !!!!

Je fais l'hypothèse que le débit de l'huile est insuffisant, et qu'elle ne fait que "suivre la pente" vers le cylindre le plus bas.

Au passage, ce pourrait être l'une des explications de la défaillance de mes guides à 100 heures et de l'usure prématurée de mes bagues de culbuteurs.

A ce sujet, le SB 013-1 nous indique comment des perçages de ventilation et un cheminement correct du tube de reniflard sont censés améliorer le retour de l'huile des logements de culbuteurs vers le carter, comme si le débit vers les culasses était trop important. Il semblerait que j'aie le problème inverse (ou du moins j'ai ce problème à bas régime)

N'y aurait-il pas une restriction que l'on pourrait agrandir entre la galerie d'huile principale et les deux tubes alimentant les logements de culbuteurs ????

Cache-culbuteurs transparents

J'ai finalement fabriqué deux cache-culbuteurs transparents, de façon à faire tourner le moteur ET VOIR ce que fait l'huile.

Si l'assiette est ne serait-ce qu'à 5° de l'horizontale, SEULE LA CULASSE BASSE REÇOIT DE L'HUILE.

En regardant dans le logement de culbuteurs, vous constaterez que même dans la culasse basse, seuls la soupape et le culbuteur d'admission reçoivent de l'huile (sur un 2200), se trouvant près du tube d'amenée d'huile.

La soupape d'échappement de l'autre côté du logement, ne reçoit aucune lubrification directe. Il n'y a aucun brouillard d'huile sous les cache-culbuteurs, comme j'en ai toujours vu dans tous les moteurs.

Ainsi même un tricycle pourrait être concerné, si vous grimpez à 10000 ft, cela représente 20 min d'attitude nez haut, et vos culasses avant ne reçoivent guère d'huile...

Tests complémentaires

Quelques autres tests réalisés :

1. Fait tourner le moteur (queue au sol, couvercles transparents pour voir les logements de culbuteurs) et tenté de créer un vide au reniflard en y connectant un aspirateur - pas de changement, logement avant toujours sec.

2. Percé des trous de 2 mm dans les couvercles en plexiglas (j'ai des perçages sur les cache-culbuteurs normaux, en application du JSB13-1) - pas de changement

3. Appliqué un tuyau d'aspirateur sur le trou du plexiglas (logement avant), créant une dépression dans le logement - une certaine entrée d'huile, mais marginale.

4. Fait tourner le moteur avec le couvercle arrière mais sans le couvercle avant, provoquant une entrée d'huile immédiate dans le logement supérieur - exactement comme décrit par Kurt.

5. Même expérience avec les deux couvercle plexi, le trou du couvercle arrière bouché avec le doigt - le logement avant reçoit un peu d'huile, mais beaucoup moins spectaculaire qu'en 4.

J'ai fait des mesures précises (régime 1200-1400 tours, huile froide, pression 4 bar (60 psi), niveau proche du minimum selon JSB13-1.

6. Déconnexion de l'un des tubes de graissage des culbuteurs (menant l'huile de la gallerie principale vers les logements de culbuteurs) de son Té, et raccordement à un manomètre supplémentaire. Démarrage du moteur.

La pression dans ce tube est montée très lentement (pression d'huile moteur 4,1 bar / 60 psi), et le manomètre sur le tube a atteint 0,5 bar (7 psi) au bout d'une minute, 1,5 bar (20 psi) après 2 min, 2,3 bar (30 psi) après 3 min and 2,8 bar (50 psi) après 4 min.

Le test a été arrêté à ce stade, pour éviter de trop torturer le moteur. La lenteur de la montée en pression est certainement due à un débit d'huile timide.

 

7. Déconnexion des deux tubes d'amenée d'huile, et orientation vers un récipient, puis démarrage du moteur. La quantité d'huile débitée à 1200-1400 tours par LES DEUX tubes équivaut à 2 litres (0,54 USgal) à l'heure, soit 0,5 L/h par culasse.

Projets de modifications

Dans la configuration présente du système de graissage, le tube amenant l'huile de la galerie principale du moteur vers les culbuteurs comporte (sur mon moteur) une restriction de 2 mm.

Je pense que les culbuteurs et les soupapes aurait une vie plus facile si le système était configuré comme suit :

1. Elimination de la restriction, et

2. le tube se divise en deux, pour aller séparément vers les culasses avant et arrière, et

3. l'extrémité de ces deux tubes possède un réducteur (peut-être de l'ordre de 1,5 mm) agissant comme un gicleur, pour fournir de l'huile sous pression dans chaque logement de culbuteurs.

Je suppose que cet effet d'injection pourrait aussi créer un brouillard d'huile, pour améliorer le graissage et le refroidissement DES DEUX soupapes et DES DEUX culbuteurs.

Une telle modification pourrait être relativement facile à mener à bien. Nettement plus facile que le remplacement des guides et des culbuteurs et de leurs axes toutes les 100 ou 200 heures...

Dernières modifications

Aujourd'hui j'ai installé la modif de graissage des culasses que j'ai conçue.

Pour mémoire, le tuyau [1] qui ramène l'huile de la galerie vers le haut n'a plus de restriction en bas (initialement un trou de diam 2mm, visiblement pour diminuer la part de l'huile qui va vers les culasses), il se divise en deux par un Té en bronze qui remplace le Té en caoutchouc d'origine [2].

C'est aux deux sorties horizontales de ce Té, qui envoient l'huile vers les culasses, qu'il y a des restrictions (diam 1,6mm, mais je pense qu'on devrait encore les diminuer).

L'idée est de garder l'huile sous pression jusqu'en haut du tube [1], pour qu'elle soit "injectée" aussi bien vers la culasse la plus haute que la plus basse (quand le moteur n'est pas de niveau, en montée ou au démarrage en train classique).
(ce que je viens de décrire, c'est évidemment un coté du moteur, l'autre coté c'est kifkif).

Eh bien, ça marche !!!

La différence est flagrante ! Avec la modif, 35 s après le démarrage à froid, l'huile fait son apparition simultanément dans les culasses AVANT et ARRIÈRE, alors qu'auparavant la culasse la plus haute ne recevait pas une goutte d'huile.

je reste un peu sur ma faim car j'espérais qu'une fois chaude et plus liquide, cette huile "injectée" serait pulverisée dans la culasse, pour augmenter la lubrification des guides et des culbuteurs (qui, rappellons-le, sont graissés par barbotage).

Eh bien, c'est un peu le contraire qui se produit : suite sans doute au débit qui reste malgré tout faible, l'effet de répartition entre les culasses diminue quand l'huile est chaude, quant à la pulvérisation, il n'en est rien.

Mais c'est quand même mieux que d'origine !!! Je voudrais discuter de ceci avec un motoriste possédant à la fois des connaissances théoriques et de l'expérience, car je sens qu'on pourrait améliorer davantage.

 

Vidéos   

 

Jeu aux guides de soupapes

 

Comparaison des jeux aux guides des soupapes d'échappement et d'admission Jabiru 2200 après environ 100 heures de fonctionnement.

La levée des soupapes est approximatinement respectée.

 

 

 

Graissage AVANT modif

 

 

Arrivée d'huile dans les logements de culbuteurs AVANT modification du Té d'alimentation en huile.

Seule la culasse AR (basse) reçoit de l'huile.

 

 

Graissage APRÈS modif

 

Arrivée d'huile à chaud aux culasses AV (hautes) APRÈS remplacement du Té de distribution et modification des restrictions dans les tuyauteries.

La culasse avant reçoit à peu près autant d'huile que la culasse arrière.

 

 

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Martin