Septembre 2024 - Vapor lock ou fuite circuit carburant ?

 8 septembre.

Carénage de roulette remonté.

 Samedi dernier j'ai remonté le carénage complet. C'est comme neuf. 

 Papa a débuté une inspection globale du compartiment moteur.

 Au programme, une fuite d'huile est apparue au niveau de la plaque bouchon qui remplace la pompe à vide quand elle est absente, comme sur notre avion. Cette plaque pourtant d'origine semble trop mince en épaisseur et donc se déforme un peu au serrage. L'ambition est donc d'en usiner une nouvelle plus épaisse.

 Concernant nos problèmes d'alimentation carburant, une inspection minutieuse n'a pas révélé de fuite apparente. Demain nous y retournons pour la manipe de mise en dépression de tout le circuit avec un manomètre de contrôle et ma pompe à vide pour le stratifié. Je sens qu'on va bien s'amuser.

 

9 septembre.

Enquête circuit carburant.

 Noue étions ce matin au chevet du Jojo. Tout d'abord une image de l'orifice moteur dédié à la pompe à vide. La nouvelle plaque de fermeture plus épaisse a été mise en place. Plus qu'à essayer pour constater, je l'espère, que ça ne fuit plus par le plan de joint.

 

 

 

 

 

 Nouvelle plaque d’obturation en Dural de 8 mm bien raide.

 Ensuite nous nous sommes attaqué à la manipe pour contrôler l’étanchéité du circuit carburant. Il fallait débrancher les deux arrivées au carburateur. En orange sur la photo l'arrivée de la pompe méca à l'avant, en noir et orienté vers l'arrière l'arrivée de la pompe électrique. Normalement un axe creux passe à travers les deux raccords banjo et est vissé au carburateur pour l'alimenter. Sur la photo le sert-joint tiens en même temps les deux raccords banjo plus un bouchon de chaque coté pour que ce soit étanche. De l'autre coté du circuit carburant, le robinet accessible du cockpit est fermé.

 

 Nous avons utilisé le tuyau qui mène au capteur de pression carburant pour mettre en dépression le circuit avec ma pompe à vide.

Nous avons fait le vide jusqu'à 400 mb, pas de fuite !

 La conclusion sans appel est que nous avons bien affaire à du vapor lock.

 Pour avoir toutes les données utiles, nous avons également mesuré la pression délivrée par chaque pompe.

 La pompe électrique fournit 330 mb

 La pompe mécanique fournit une pression variable de 550 à 575 mb qui n'est pas corrélée au régime moteur. 

 On s'est bien gratté la tête ensuite avec nos amis de hangar et une solution pour stopper la production de bulles de vapeur fait son chemin, je pense maintenant avoir tout compris. Je fais quelques schémas explicatifs et je vous en recause.

10 septembre.

La machine à bulles.

 Lors de nos premiers soucis en 2012, nous avions mis en évidence, un peu par hasard, la circulation de bulles dans le circuit, et après une longue enquête (mars/avril 2012 dans ce blog), nous avions trouvé une vraie fuite sur la pompe méca, un petit bouchon de purge non étanche et une autre petite fuite sur un raccord du fuel flow que nous avons rapidement solutionné. Mais nous avions également mis en évidence que quand le bol de la pompe électrique n'était pas complètement rempli d'essence, il s'opérait une purge de l'air en sens inverse de la circulation normale et qui se retrouvait libéré dans le flux principal. Donc après un certain temps, l'ensemble de circuit était purgé, il n'y avait plus de bulles. On avait compris, on était content.

 Normalement, par conception, les deux pompes font office d'anti-retour. Nous avons donc constaté que ce n'était pas tout à fait vrai pour la pompe élec, qui laisse les gaz passer quand sa sortie est mise en pression par la pompe méca. Je rappelle ce que j'ai écrit hier, la pompe méca délivre une pression bien supérieure à la pompe élec.

 Grâce à ce schéma, voila comment j'interprète les choses.

 Lors de la mise en route, seule la pompe élec fonctionne et met en pression tout le circuit du bas jusqu'à la sortie de la pompe méca. Après le démarrage, c'est la pompe méca qui alimente le carbu grâce à sa pression de sortie bien supérieure. La pompe élec, qu'elle soit alimentée ou non assure la fonction anti-retour. La première conclusion à cet état de fait et que tant que le moteur tourne, le carburant ne circule jamais dans la ligne alimentée par la pompe élec. Pour que cela soit possible il faudrait une défaillance de la pompe méca. On a donc une redondance qui ne fonctionne qu'en cas de panne, c'est pas débile.

 La deuxième conclusion plus intéressante encore et que ce carburant piégé entre pompe élec et carbu va tranquillement monter en température puisqu'il n'est pas renouvelé et situé en partie chaude du capot moteur. Il va donc à un moment commencer à se vaporiser (aux alentours de 50°C). L'anti-retour étant peu efficace avec les gaz, la pompe élec va commencer à laisser passer ce gaz en débit inverse vers le gascolator qui va le libérer à son tour dans la ligne principale. Quand on a compris ça, on s’aperçoit que la machine à bulles est alimentée en continu par le carburant sous pression au fur et à mesure que les vapeurs s'échappent en retour, ce qui produira de nouvelles bulles.

 Si on confronte cette explication à notre vécu, c'est assez consistant, car plus il fait chaud, plus il y a production de bulles. Si le moteur tourne à un moment au ralenti avec un faible débit carburant, la production de bulles en volume ne changeant pas, le taux de bulles augmente dans le mélange qui arrive au carburateur ce qui conduit à la baisse de puissance. En croisière, le débit carburant et suffisant pour que les quelques bulles en circulation ne produisent pas de défaut de fonctionnement.

 La solution efficace contre cette machine à bulles serait de placer un vrai anti-retour qui bloque également les gaz. La machine à bulle serait privée de carburant une fois la ligne en question totalement asséchée. Il faudrait également admettre que la pompe élec tourne à vide dans les actions de routine "pompe élec ON" avant décollage et atterrissage. Cette pompe est auto-amorçante, c'est à dire qu'elle pompe l'air pour que le carburant remonte vers elle par aspiration. Ainsi, si la pompe méca tombe en panne, il y aura un certain délais, le temps de remplir la pompe élec et la ligne pour que le carburateur soit à nouveau alimenté. C'est donc plus ou moins critique en fonction de la phase de vol.

 La solution simple consiste à mettre une "check valve" quelque part sur la ligne élec, a priori je dirais proche du carburateur, en espérant que la carburant reste liquide jusqu’à la valve, ça serait mieux.

 Une solution plus compliquée serait de revoir entièrement le circuit d'alimentation en passant à un circuit série comme c'est le cas sur DR400 il me semble.

 Les deux options (série et parallèle) ont toutes deux des avantages et des inconvénients. On connait maintenant l'inconvénient du parallèle, son avantage est de pouvoir continuer à alimenter le moteur après une rupture d'une des deux lignes dépendant quand même du lieu de rupture avec fuite éventuelle.



16 septembre.

Échange de courriers sur les bulles.

De Papa:

 La plaque que j ai remplacée n'est pas d'origine. J' ai perdu l'authentique. (en même temps que le bandjo de carbu, sans doute...)

 A propos des bulles, je propose une autre voie:  faire circuler le carburant pour garder une température acceptable dans tout le circuit.

 Je propose un by-pass calibré entre entrée et sortie de la pompe élec.

 Cela maintiendra une circulation en circuit fermé autour de la pompe méca.

 L'activation de la pompe élec va réduire ce flux inverse sans l'annuler. 

 La difficulté est de trouver la bonne valeur de restriction. Ça promet des manipes intéressantes!

 

De moi:

 Solution originale le restricteur!

J’ai une remarque d’un lecteur qui comprend ma théorie de la fabrication des bulles mais qui s’étonne que les bulles une fois dans le flux général ne re-condensent pas. Pour que ma théorie continue à fonctionner, il faudrait admettre que la re-condensation s’effectue partiellement avec un carburant un peu chaud , genre 30° par temps chaud. Quelle est la qualité de l’échange thermique entre les bulles et le carburant, telle est la question. Je pense qu’une grosse bulle, ou plutôt longue, puisqu’elle est dans un tuyau, a une faible surface d’échange avec le liquide et peut ainsi avoir une durée de vie qui dépasse le temps de circulation dans le circuit. J’aimerais ton avis là-dessus.

Du coup, ta solution peut fonctionner car elle s’oppose à la fabrication des dites bulles dans le tuyau, dont la condensation est supposément difficile, mais pas dans la pompe qui continuera à produire les siennes.

Un travail d’isolation de la pompe et du gasco n’est sans doute pas inutile et ira dans le bon sens, mais à la lumière de l’hypothèse de surface d’échange insuffisante, ne peut-on pas aussi travailler à l’améliorer (cette surface) par un réservoir ou volume de condensation adéquat qui serait intercalé dans le flux principal, en partie froide, c’est à dire au-dessus des cylindres ?

Un réservoir avec de la limaille de fer par exemple.

De Papa:

 D'accord avec ton lecteur, et d'accord avec ton explication.

 En fait, je crois que la seule  bonne solution est celle qui évite toute formation de bulle. Car j'ai l'impression qu'une fois qu'elles sont là, on ne maitrise plus ou elles vont se nicher. (certaines remontent au réservoir ! NDLR: des glouglous ont été entendu dans le réservoir après arrêt moteur)

 C'est à dire que seuls le carbu et la PM (pompe méca) doivent se trouver coté moteur. Le flux permanent et la pression en aval PM doivent garantir une alimentation sans bulles. 

Tout le reste doit être en zone froide. C'est donc soit en cabine (comme DR400), soit une zone isolée et refroidie.

 La connexion PE (pompe élec ) à carbu qui est soupçonnée de générer nos bulles doit être supprimée, avec un schéma de pompes en série (le tout en zone froide);  ou bien on garde le schéma parallèle mais  on force un flux d'essence par un bypass dont j'ai parlé. la PE doit être ,en zone froide.

Ça fait un peu de boulot tout ça !

En attendant, le jojo est volable. J'ai tout remonté. Y a que le capot à mettre.

Photos mars 2012

De moi:

 Je partage ton analyse, trouver une solution bancale pour un problème de design plus global n'est pas très satisfaisant. Mais il faut essayer de faire avec l'existant en essayant de limiter le boulot. En particulier, je ne suis pas fana de modifier le robinet et toute la mécanique associée côté cabine. Dans l'optique d'un circuit série avec une PE au frais, on peut ainsi peut-être installer la PE en intérieur, entre réservoir avant et robinet, en ayant conscience qu'elle n'est utile que quand on alimente par le réservoir avant. Juste une idée, la pompe serait ainsi une "pompe de réservoir". Car autant que je m'en souvienne, la sortie du robinet est directement envoyée à travers la cloison pare-feu, ce qui empêche de mettre la PE juste derrière le robinet en cabine.

 Une autre solution est de ne rien toucher jusqu'au gasco qui n'aurait qu'une seule sortie, renvoyée en cabine pour y mettre la PE, puis retraverser pour aller à la PM. Variante, on laisse la PE où elle est et je fais une boite autour ventilée par de l'air froid, ou pas de boite du tout en considérant que le carburant circule dans tout le circuit. Bref, on passe au circuit série en essayant de na pas déplacer les organes, mais juste en changeant les tuyaux et connecteurs.

 Une chose est sûre, il va falloir déplacer le capteur de pression après la PM.

 Je propose donc qu'en mesure conservatoire, bien que le temps se soit bien refroidi, on installe un anti-retour dont je t'ai parlé sur la ligne PE-carbu en attendant de trouver une solution perenne et d'acquérir le matériel.

 

21 septembre.

Vidéo.

 Peyrillac LF2443 est l'objet de cette nouvelle vidéo dont les images ont été tournées en Juillet de cette année lors de notre Envolée bis du Massif Central. Elle n'a jamais sur ma chaine fait l'objet d'une vidéo spécifique, voila qui est corrigé.

 

  Je prends une semaine de vacances en famille et nous reprendrons nos activités Jojo à mon retour.

29 septembre.

Vapor lock.

 De retour aux affaires, j’ai eu le compte rendu du père qui lui n’a pas lâché l’affaire. Il a mis des capteurs de température sur deux lignes carburant, puis fait tourner le moteur au sol sans voler. Il a ainsi enregistré une température de 60° sur la ligne PE - carbu et de 50° entre gasco et PE. À 60°, il n’y a plus de carburant liquide dans la ligne, car le point d’ébullition est plus bas, le tuyau ne peut donc monter au-delà du point d’ébullition qu’une fois qu’il n’y a plus de liquide à l’intérieur. C’est cohérent avec notre modèle de compréhension.

 Je viens de recevoir la vanne anti-retour en alu de chez Pierburg utilisée sur automobiles que j’ai immédiatement testé à la bouche. Parfaitement étanche aux gaz dans le sens retour, nécessitant une pression initiale d’ouverture de 150 mb (données constructeur). Une fois ouverte, la perte de charge diminue en dessous de 150 mb, sans que je sache pour l’instant de combien. Ça serait interessant de le mesurer pour savoir quelle pression délivre l’ensemble PE + anti-retour avant le démarrage moteur.

 On va faire des manipes cette semaine avec le père dont évidemment je vous tiendrai au courant.