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3 Influence de la température du carter sur la richesse


Concernant la richesse du mélange, l'état liquide ou gazeux du méthanol est à prendre en compte au moment où ce dernier rentre dans le cylindre. Ceci est illustré par les figures 2 et 3. La figure 2 représente le moteur en phase d'aspiration et de fin du transfert lorsque le carter du moteur est froid.
Pour mémoire, ces différentes phases sont détaillées dans l'ouvrage "Les moteurs en aéromodélisme" de François Guiral disponible à la librairie de MRA.

Carter froid
La température d'ébullition du méthanol est de 64°C. Lorsque le carter est en dessous de cette température, le carburant reste en brouillard dans celui-ci. Lors du transfert, le mélange arrive dans le cylindre avec du méthanol sous forme "condensée". Comme 2 moles de méthanol liquide occupent seulement 85 cm3. Le carburant se transforme en vapeur au contact de la chaleur du piston et du cylindre.
Par contre, ces 2 moles de méthanol en vapeur occupent
2 x R x T / P = 2 x 8,314 x ( 273 + 64) / 105 = 0,056 m3 =
56.000 cm3 soit un volume 660 ( = 56.000 / 85 ) fois plus grand !

De plus, cet échauffement du carter est ralenti par la chaleur latente nécessaire à la vaporisation du méthanol qui est d'environ 1,1 J/g. A titre comparatif, l'eau a une chaleur latente de vaporisation de 2,2 J/g et l'essence de 0,3 J/g.

Carter chaud
A la figure 3, le carburateur est réglé de la même façon, mais le carter du moteur est devenu chaud par la conduction thermique du métal qui compose le corps du moteur.
Lors de l'aspiration, le méthanol se vaporise instantanément au contact du carter. Ainsi, la quantité d'air aspiré devient moins grande à chaque phase d'aspiration, car les vapeurs de méthanol prennent, dans le carter, de la place à l'air aspiré. Pour la même vitesse de rotation, la vitesse de l'air dans le venturi du carburateur est devenue moins grande et la consommation de carburant diminue. Ce mélange est transféré dans le cylindre avec le méthanol déjà vaporisé.
Résultat, pour le même réglage du carburateur, le mélange s'est appauvrit, car le méthanol initialement sous "forme concentrée", arrive en moins grande quantité car il occupe beaucoup plus de place en volume (660 fois plus). Si ce phénomène n'était pas pris en compte dans le réglage de la richesse, le moteur cale ou se met à serrer car le mélange qui contient aussi le lubrifiant, est devenu trop pauvre...
Attention !  Réglage de la richesse avant décollage
Pour être sûr de son moteur lors du décollage d'un avion, il est nécessaire de faire tourner le moteur au sol à plein régime durant 30 secondes (avec un chronomètre, cela paraît long ...) avant de régler la richesse. Cette phase de réglage sera réalisée après quelques dizaines de secondes de ralenti après le démarrage afin d'assurer une montée de la température de façon la plus homogène possible.
Il existe une autre solution, proposée par Philippe HUMBERT pilote de remorqueur , qui consiste à réaliser le premier vol de son remorqueur sans accrocher de planeur et en étant plus riche que d'habitude. Ce vol servira à "réchauffer" le carter du moteur et le pilote par la même occasion ... Le réglage de la richesse est peaufiné après ce vol.

Après une longue période de ralenti, le carter se refroidi et du carburant a tendance à stagner sous forme liquide dans le carter. Au moment de la reprise, ce "stock de méthanol liquide" est chassé dans le cylindre qui y est vaporisé instantanément. Le mélange devient trop riche et le moteur cale. Un autre phénomène se produit lors du refroidissement qui est le changement de viscosité de l'huile de lubrification. De même l'étanchéité est modifiée lorsque le piston est sans segment. Il est donc nécessaire de remettre les gaz avec douceur lorsque le moteur a été longtemps à bas régime.

Lorsque le moteur rentre dans une période de ralenti prolongée, le carter se met à refroidir par la chaleur latente absorbée pour vaporiser le méthanol. La quantité d'air absorbée se met à réaugmenter tout en restant à la même vitesse de rotation. Le mélange redevient riche au fur et à mesure que le carter refroidit.

Réglage de la richesse après la mise en température
Ainsi, les réglages des pointeaux des gaz et du ralenti sont à réaliser après échauffement du carter par un fonctionnement à haut régime du moteur. De même lors du réglage d'un résonateur, les résultats seront comparés qu'après la stabilisation en température du carter.

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