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12 mars 2011 6 12 /03 /mars /2011 10:39

 

Nous avons souvent des questions sur l'alimentation des moteurs en essence aux début de l'aviation, évidemment avant l'apparition des moteur a injection directe.

Nous avons trouvé sur un périodique des année 20 une explication qui nous a semblé interressante, et alors voila extrait de :

 

L'AÉRONAUTIQUE n° 18 de novembre/décembre 1920

 

 

L'ALIMENTATION DES MOTEURS D'AVIATION en 1920.

 

Par le Commandant DUCROS.

 

          Dans les avions actuels, l'établissement d'un bon équilibre impose dans la plupart des cas un emplacement de la réserve d'essence situé en contrebas des carburateurs à alimenter. Il en résulte que l'essence doit être élevée, à l'aide d'un dispositif accessoire, au fur et à mesure de sa consommation. On s'est longtemps contenté du système employé en majeure partie en automobile, à savoir de l'alimentation d'essence sous pression, avec pompe à air et limitateur de pression (mano-détendeur). Cependant d'assez fréquents accidents, dus au peu de sécurité de ce mode d'alimentation, l'ont fait abandonner, et l'on a généralisé l'alimentation d'essence au carburateur par l'intermédiaire d'un réservoir auxiliaire ou nourrice, en charge sur le carburateur .

 

  Schema d'alimentation WEB

 

Fig. 1. — Schéma d'alimentation d'un moteur d'aviation.

 

 

         L'essence du réservoir principal est amenée à la nourrice au moyen d'un appareil spécial, pompe ou exhausteur, ayant un débit horaire minimum supérieur à la consommation horaire maximum du moteur. Cette nourrice n'étant qu'un simple relais entre le réservoir principal et le carburateur, une canalisation ramène par gravité au réservoir principal l'excès d'essence débitée à la nourrice. Théoriquement le volume minimum de la nourrice est déterminé par la condition d'éteindre l'effet pulsatoire que produirait l'alimentation directe du carburateur par une pompe. Au départ, le pilote emplit la nourrice d'une certaine quantité de combustible au moyen d'une pompe à main. Comme on le voit sur le croquis 1, l'appareil d'alimentation est en A.

 

 ***********

            La plus grande difficulté technique à vaincre pour la réalisation d'une pompe réside dans le graissage des parties mobiles en contact avec l'essence, et dans l'étanchéité. On a tourné cette difficulté soit en interposant un fluide intermédiaire (en l'espèce l'air) entre l'essence et la pompe (pompe Astra, pompe Zénith), soit en utilisant une chambre de refoulement étanche et élastiquement déformable (pompe A. M.), soit en graissant une pompe mécanique au moyen d'un lubrifiant spécial insoluble dans l'essence (pompe A. R. M., graisse à base de glycérol d'amidon), soit en employant des montages spéciaux permettant un fonctionnement mécanique sans graissage des parties en contact avec l'essence (Zéphir, Tampier).

           La pompe Zéphir est une pompe où la variation des chambres d'aspiration et de refoulement est obtenue par l'intermédiaire d'un cylindre oscillant en bois de gaïac non lubrifié; on graisse uniquement le démultiplicateur (vis sans fin et pignon hélicoïdal).

           La pompe Tampier, décrite plus loin, est noyée dans l'essence. Cette disposition permet un certain jeu aux organes et ne nécessite pas une étanchéité parfaite.

 

            Au point de vue de leur utilisation sur avion on peut distinguer deux classes d'appareils :

          -  Les appareils d'alimentation commandés par le moteur.

           - Les appareils commandés par un moyen indépendant du moteur.

        

        Appareils d'alimentation commandés par le moteur. — Ce mode de commande paraît a priori le plus rationnel. Il offre une certaine sécurité de fonctionnement et de rendement et établit une proportionnalité entre le régime du moteur et celui de la pompe. Dans cette catégorie entrent : la pompe Astra, type J et type K; la pompe A. M.; la pompe Zénith; la pompe A. R. M.; la pompe Zéphyr-, la pompe Tampier.

        Appareils commandés par un moyen indépendant du moteur. — La commande s'obtient généralement par un propulseur à hélice mû par le vent relatif de l'avion. Quoique doué d'une grande souplesse, il a l'inconvénient de n'établir aucun rapport entre le régime de l'appareil et celui du moteur. Si l'on ajoute à cela les variations et les irrégularités du régime provenant de l'inégalité des résistances passives de chaque appareil, on se trouve en présence d'un mode assez capricieux et qui ne peut donner de résultats sérieux que si l'on adopte un appareil d'un débit extrêmement large (pompe Astra}.

         On emploie également, pour faire parvenir l'essence à la nourrice, la dépression produite par le vent relatif de l'avion dans un tube de Venturi, ou un dispositif utilisant la dépression produite par l'aspiration du moteur. Dans cette catégorie entrent : la pompe Astra, l'exhausteur Weymann, l'exhausteur S. A. C. A.

         Enfin signalons que, sans être commandés directement par le moteur à alimenter, le dispositif Touiller et l’émulseur S. T. Aé. utilisent néanmoins la pompe à air de ce moteur. Nous ne pouvons, dans cet article, décrire tous les appareils cités plus haut; nous nous contenterons d'en décrire quelques-uns permettant de se rendre compte des principes énoncés, utilisés jusqu'à ce jour pour résoudre le problème.

 

 

Exemple d'une pompe, commandée par le moteur, à chambre de refoulement déformable.

 

POMPE A. M.

 

(Les Pompes AM étaient fabriquées par la société Martin et Bernard qui deviendra  Martin et Moulet dont l'usinede fabrication étaient située à Oullins (Rhône), les premières pompes était réalisées  sur un brevet André Moulet (d'ou AM) (Note de l'éditeur)

 

            Description. — La pompe A. M. comprend une enveloppe extérieure A en aluminium et une enveloppe intérieure B métallique terminée par un embouti et plissée sur sa hauteur à la façon d'un accordéon, ce qui lui assure une certaine facilité de déformation par élasticité dans le sens perpendiculaire aux plis. Entre ces deux enveloppes, reliées, à leurs bases d'une façon étanche, circule le liquide.

 

  Pompe AM WEB 

Pompe A. M.

 

 

           Contre la chemise extérieure A se trouvent 2 boîtes à clapets contenant, l'une un clapet s'ouvrant dans le sens de l'aspiration, l'autre un clapet s'ouvrant dans le sens du refoulement. Une bielle D reliée au centre de l'embouti de l'enveloppe plissée B, et convenablement guidée dans le sens longitudinal, présente une échancrure E. Un ressort G est retenu par une de ses extrémités contre une partie fixe de l'appareil et, par l'autre, sur la bielle D par l'intermédiaire d'un organe H de réglage de tension. Ce ressort, convenablement bandé, tend à maintenir le contact de la partie arrière de F échancrure E avec une came I excentrée sur ses tourillons, qui tournent dans des paliers faisant corps avec l'élément fixe de l'appareil. La came I reçoit son mouvement de rotation d'un système de pignon hélicoïdal et vis tangente, qui le reçoit lui-même de l'extérieur par un flexible branchable sur l'arbre à cames du moteur.

 

            Fonctionnement. — La came I, tournant dans le sens de la flèche, entraîne le déplacement longitudinal de la bielle D pendant un demi-tour; le ressort G s'étire, l'enveloppe B se contracte : l'aspiration du liquide s'opère entre les deux enveloppes A et B. La came I continuant à tourner pendant un demi-tour, le ressort G se détend, repousse la bielle D dans le sens opposé, l'enveloppe B reprend sa forme première : le liquide est refoulé pendant cette phase.

          Le débit de la pompe étant supposé supérieur à la consommation des carburateurs, l'essence aspirée engorge progressivement la pompe, car le refoulement ne peut s'opérer d'une façon complète. Le ressort se bande de plus en plus, la déformation de l'enveloppe B s'accentue. La came I perd le contact de la bielle D qui n'agit plus sur l'aspiration jusqu'à ce que le régime s'établisse. La course correspondant au débit de consommation se règle d'elle-même, quelle que soit la variation de ce débit. Des essais de la pompe en dépression ont prouvé que son débit était constant avec l'altitude, les organes mécaniques agissant directement sur le liquide à élever sans interposition d'un matelas d'air.

          Grâce à son automaticité, cette pompe peut être utilisée débitant directement dans la cuve à niveau constant du carburateur.

 

 

POMPE TAMPIER.

 

          Cette pompe est du type à palettes. Montée directement dans le fond du réservoir, elle envoie l'essence, grâce à un robinet à trois voies, soit directement au carburateur, soit dans la nourrice d'alimentation. La pompe est commandée mécaniquement par une suite de petits arbres creux reliant des pignons d'angles; une de ses particularités les plus intéressantes est de fonctionner normalement sans graissage.

 

 

 

Pompe Tampier WEBLa pompe Tampier.

 

          A l'intérieur du carter 1 peut tourner un corps de pompe cylindrique 2, dans lequel glissent les palettes 3 poussées par le ressort 4- Comme le montre la figure, le corps de pompe cylindrique 2 est légèrement excentré par rapport au carter. Lorsque, par l'intermédiaire des pignons d'angle, on communique un mouvement de rotation à l'arbre portant les palettes, l'essence arrivant par l'orifice 5 est refoulée dans la chambre cylindrique entourant l'arbre.

         Le trop-plein de la nourrice d'alimentation revient au réservoir par l'intermédiaire de la pompe. Des essais ont prouvé que cette pompe était très robuste. Elle a permis d'obtenir un débit horaire de 310 l avec une hauteur de refoulement de 1 m, et de 163 l avec une hauteur de refoulement de 6 m.

 

  Appareils commandé par un moyen indépendant du moteur.

 

 

POMPE ASTRA, TYPE D. (*)

 

          En principe la pompe Astra (pompe à fluide interposé) est composée de deux organes nettement séparés : une pompe à air et un pulsateur, réunis par un tuyautage. La pompe à air, aussi simple que possible, est composée d'un piston se mouvant dans un corps de pompe, comprimant et détendant alternativement une même masse d'air et communiquant avec le pulsateur, dans lequel un diaphragme, étanche à l'air et à l'essence, reproduit l'effet aspirant et foulant du piston de la pompe à air ; il transmet cet effet à l'essence qui, puisée dans le réservoir, passe par les clapets du pulsateur et est refoulée à un niveau supérieur dans une nourrice, d'où se fait alors, par gravité, l'alimentation du moteur. Dans ce cas, l'essence est ainsi absolument séparée des organes en mouvement de la pompe, et ne peut en entraver le fonctionnement.

         Dans le type D, le piston est actionné par une hélice mue par le vent relatif de l'avion.

         La pompe à air est constituée par un carter dans lequel tourne, entre des paliers, une vis tangente engrenant avec une roue hélicoïdale portant un bouton-manivelle. Celui-ci est relié par une bielle au tourillon intérieur d'un piston, disposé dans un cylindre. L'axe de la vis tangente porte l'hélice. Le corps de pompe se prolonge par un tube auquel se fixe le tuyau reliant la pompe au pulsateur.

         Les membranes du pulsateur étaient primitivement en baudruche. Cette substance est malheureusement très putrescible et résiste mal à l'humidité; la Société Astra a donc remplacé la baudruche par des diaphragmes en peau de chèvre parcheminée, qui offrent l'avantage de bien résister aux effets de la petite quantité d'eau qui peut se trouver mélangée à l'essence.

          La pompe Astra à hélice a l'inconvénient théorique de n'établir aucun rapport entre le régime de l'exhausteur et celui du moteur. On remédie à cet inconvénient en employant une pompe ayant un débit très large et plus que suffisant pour l'alimentation du moteur, même à vitesse réduite. La pompe Astra (1), comme toutes les pompes faisant intervenir des masses gazeuses, est influencée parla dépression atmosphérique qui diminue son débit (230 l au sol, 130 l à 6000 m).

 

Pompe Astra-1 WEB

 

 

 

Pompe Astra, type D. la pompe à air;

 

 

Pompe Astra-2 WEB

 

 

Pompe ASTRA type D, le pulsateur.

 

EXHAUSTEUR WEYMANN.

 

  

             Dans ce dispositif le travail nécessaire pour élever l'essence des réservoirs à la nourrice est obtenu par l'aspiration d'une trompe de Venturi, actionnée par le vent relatif que produit le déplacement de l'avion. Un flotteur arrête automatiquement cette aspiration lorsque la nourrice est pleine; et il n'est plus besoin de tube de trop-plein pour le retour de l'essence aux réservoirs, comme sur les nourrices alimentées par pompe.

           Le dispositif d'alimentation d'essence comporte trois éléments essentiels :

                          1° l’exhausteur proprement dit, qui est l'organe actif;

                          2° la nourrice, dans laquelle est placée l'exhausteur ;

                          3° la source de vide.

          La nourrice est la nourrice normale de l'avion à alimenter, sur laquelle est prévu le logement de l'exhausteur.

 

  Exhaustteur Weymann WEB

 

L’exhaustteur weymann Ex. D.

 A gauche, coupe de l'exhausteur; à droite, schéma de distribution d'essence du Spad XIIl muni de l’exhausteur.

 

         Description de l’exhausteur. - L'exhausteur est un récipient composé d'une cuve 1 s'emboîtant sur une collerette 3, fixée à la nourrice dans laquelle on veut amener l'essence. Ce récipient communique avec l'extérieur :

                   1° par la prise d'arrivée d'essence 4 ;

                   2° par la prise de vide 5;

                   3° par la prise d'air 6;

                   4° par la soupape d'évacuation d'essence 7.

            La prise d'air 6 est fermée par un pointeau 8 à longue tige 9, guidée à sa*partie inférieure. Un flotteur u coulisse le long de la tige 9, entré la butée inférieure 12 fixée à cette tige et la butée supérieure formée par le pointeau. La prise de vide 5 est fermée par un pointeau 14, commandé par un levier 15 qui pivote autour de l'axe 16. La prise d'air 6 est entourée d'un bouchon étanche qui communique avec l'air extérieur par le tube 17 et avec la prise d'air de la nourrice dans laquelle est placé l'exhausteur porte-tubes 18. '

            Au repos, la soupape 8 est fermée par le poids du flotteur; le pointeau de vide 14, commandé par le pointeau d'air 8 par l'intermédiaire du levier 15, ne s'appuie pas sur la prise de vide qui est alors ouverte. La soupape d'évacuation d'essence 7 est alors fermée sous l'action du contrepoids. Le vide se fait dans la cuve, l'essence y pénètre aspirée par la pipe d'arrivée d'essence. Cette essence monte dans la cuve et soulève progressivement le flotteur 11. Ce dernier, quand l'essence atteint un niveau déterminé, décolle le pointeau d'air 8 qui est brusquement soulevé tant par l'action du flotteur que par l'action du ressort conique 13 et ouvre la prise d'air, en môme temps qu'il ferme la prise de vide par l'intermédiaire du levier 15. A ce moment, le vide ne s'exerce plus dans la cuve, et l'essence s'écoule par gravité dans la nourrice A.

            Les mêmes phénomènes se reproduisent dès que le flotteur, entraîné par l'essence dont le niveau dans la cuve est suffisamment descendu, ferme par le pointeau d'air la communication avec l'air extérieur et met la cuve en communication avec la source de vide. On voit que l'exhausteur s'arrête automatiquement quand le niveau d'essence dans la nourrice atteint le niveau qui, dans l'exhausteur, maintient le flotteur de telle façon que le pointeau d'air reste soulevé et le pointeau de vide fermé.

            Sur les avions, la source de vide ne peut être fournie par l'aspiration du moteur qui est généralement insuffisante et l'on utilise la vitesse même de l'appareil. On dispose, à cet effet, sur le plan supérieur de l'avion et dans le vent de l'hélice, un aspirateur composé d'un double ajutage de Venturi. On peut, au départ, utiliser la dépression due à l'aspiration du moteur, qui est suffisante au ralenti.

 

Commandant DUCROS.

 

(*) Il existe deux autres types de pompe Astra (types J et K), d'un fonctionnement identique à celui du type D, mais dont la pompe à air est commandée par le moteur au moyen d'un flexible.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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  • Je suis un historien aéronautique bien connu et j'ai publié de très nombreux articles, et j'ai visité de nombreuse base aérienne, en France et en Europe; ainsi que trois ouvrage sur: Les Autogires, les Loire 46, et les Bloch 174.
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