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PP — Groupe motopropulseurChapitre 4 · 52 questions pratiques

Chapitre 4 : Moteur alternatif — Dosage carburant (Carburateur et FADEC)

Comprend 9 diagrammes animés — voyez-les en direct dans le lecteur de théorie interactif.

Aperçu du chapitre

Ce chapitre couvre les systèmes de dosage carburant pour les moteurs alternatifs d'aéronefs, incluant les carburateurs à flotteur, les systèmes d'injection de carburant (Continental et Bendix RSA), et les systèmes FADEC (Full Authority Digital Engine Control). L'accent est mis sur le diagnostic des pannes, les procédures de réglage, et la compréhension des circuits de carburant à différents régimes moteur.

Concepts clés

Principes fondamentaux du mélange air-carburant

Fenêtre de mélange air-carburant Fenêtre de mélange air-carburant Rapport air-carburant vs performances moteur Puissance / EGT 0 50% 100% ← Riche (excès carburant) — Pauvre (excès air) → Riche Pauvre Puissance EGT Pic de régime (meilleure puissance pauvre) Zone RICHE Zone PAUVRE Zone optimale Mélange RICHE • Puissance réduite • Fumée noire échappement • EGT basse • Dépôts de carbone • Consommation élevée • Bougies encrassées • Ralenti instable • Démarrage difficile Mélange PAUVRE • EGT élevée • Cliquetis / détonation • Risque de dommages moteur • Perte de puissance • Surchauffe cylindres • Ratés d'allumage • Soupapes brûlées • Temps de réponse lent Note : Un mélange pauvre augmente l'EGT et peut causer des dommages. Le pic de régime indique le mélange pauvre optimal. Puissance EGT Pic de régime Zone optimale Riche Pauvre

Le rapport air-carburant détermine la puissance, la température et la combustion. Un mélange riche (excès de carburant) réduit la puissance et produit de la fumée noire, tandis qu'un mélange pauvre (excès d'air) augmente la température des gaz d'échappement (EGT) et peut causer des cliquetis ou des dommages. Le pic de régime (peak RPM) correspond au mélange le plus pauvre produisant la puissance maximale ; tout enrichissement au-delà réduit le régime.

Diagramme — Moteur alternatif — Dosage carburant (Carburateur et FADEC) MOTEUR ALTERNATIF — DOSAGE CARBURANT (Carburateur et FADEC) Module M-POWERPLANT — Formation AME SYSTÈME CARBURATEUR Réservoir carburant Pompe d'essence Filtre carburant Cuve / Flotteur (niveau constant) Gicleur (débit calibré) Venturi (dépression) Entrée d'air Papillon des gaz Mélange A/C ① Circuit carburant (ambre) ② Dosage / dépression (cyan) ③ Circuit air / mélange (vert) SYSTÈME FADEC Capteurs (T°, P, N, λ) ECU (calculateur) Actionneurs (injecteurs, papillon) Alim. électrique (14V / 28V) Pompe injection haute pression Injecteurs (pilotage ECU) Admission air (avec capteur MAP) Chambre combustion (mélange piloté) ① Boucle de régulation électronique (rouge) ② Circuit carburant piloté (ambre) ③ Circuit admission / combustion (vert) COMPARAISON CARBURATEUR vs FADEC CARBURATEUR • Dosage mécanique par dépression • Réglage par gicleurs et aiguilles • Compensation altimétrique limitée • Givrage possible (carburateur) • Maintenance simple, faible coût FADEC • Dosage électronique précis (ECU) • Injection directe ou indirecte • Compensation auto (altitude, T°) • Anti-givrage intégré (réchauffe) • Maintenance complexe, coût élevé AME M-POWERPLANT v1.0

Carburateurs à flotteur

Circuits du carburateur à flotteur Circuits du carburateur à flotteur Cuve à niveau constant Flotteur Pointeau Arrivée Niveau cste Circuit de ralenti Papillon Gicleur ralenti Vis richesse Actif au ralenti Circuit principal Gicleur principal Venturi Actif à haute puissance Pompe d'accélération Pompe Membrane Injection Ouverture brutale des gaz → supplément de carburant Enrichissement de puissance Valve écon. S'ouvre à haute puissance Prévient la détonation Commande de mélange Mélange RICHE IDLE CUTOFF IDLE CUTOFF = coupure complète Diagnostic rapide • Gicleur principal obstrué → pauvre à haute puissance • Fuite d'air aval papillon → affecte ralenti • Pression carburant élevée → riche à tous régimes Procédure de réglage ralenti 1. Réchauffer le moteur 2. Régler la vis de richesse (méthode lean roll/drop) 3. Régler la vis de butée (régime spécifié) Légende Circuit ralenti Circuit principal Pompe accélération Enrichissement Le circuit de ralenti est indépendant du circuit principal. Un problème au ralenti n'affecte pas nécessairement la croisière. Mélange riche = excès carburant (fumée noire) | Mélange pauvre = excès air (EGT élevé, risque cliquetis).

Composants principaux

  • Flotteur et pointeau : Maintiennent un niveau de carburant constant dans la cuve
  • Gicleur principal : Dose le carburant à haute puissance
  • Gicleur de ralenti : Alimente le moteur au ralenti
  • Pompe de reprise : Fournit un supplément de carburant lors de l'ouverture brutale des gaz
Pompe de reprise du carburateur Pompe de reprise du carburateur LÉGENDE Carburant Carburant pulsé Air Mélange COUPE DU CARBURATEUR — OUVERTURE BRUTALE DES GAZ CUVE Niveau constant Flotteur Pointeau Arrivée carburant Gicleur principal POMPE DE REPRISE Membrane Ressort Clapet entrée Clapet sortie Supplément carburant Papillon Ouverture brutale Venturi Air Mélange riche DIAGNOSTIC — CLAPET ANTI-RETOUR USÉ SYMPTÔMES • Raté d'accélération (hésitation) lors de l'ouverture brutale des gaz • Retour de flamme possible dans le carburateur • Moteur cale si les gaz sont ouverts trop vite CAUSE Clapet anti-retour usé ou bloqué en position ouverte — le carburant reflue dans la cuve TEST 1. Déposer le carburateur 2. Souffler dans le conduit de sortie de la pompe CLAPET USÉ (VUE) Normal Usé Fuite CORRECTION : Remplacer le clapet anti-retour et vérifier la membrane de la pompe de reprise. NOTE TECHNIQUE Un clapet usé provoque un enrichissement instantané insuffisant lors de l'accélération.
  • Valve économiseur (power enrichment valve) : S'ouvre à haute puissance pour enrichir le mélange et prévenir la détonation
  • Vis de richesse de ralenti : Ajuste le mélange au ralenti

Circuits de carburant

  • Circuit de ralenti : Actif lorsque le papillon est presque fermé ; le carburant passe par le gicleur de ralenti
  • Circuit principal : Prend le relais à mesure que le papillon s'ouvre ; le carburant passe par le gicleur principal
  • Circuit de puissance : La valve économiseur ajoute du carburant à pleine charge

Systèmes d'injection de carburant

Injection continue de carburant Injection continue de carburant POMPE À CARBURANT Entraînement moteur Pression : 20-25 psi carburant sous pression RÉGULATEUR DE PRESSION Maintient pression constante retour carburant (excédent) carburant dosé DISTRIBUTEUR DE DÉBIT Répartit vers chaque cylindre INJ. 1 pulvérise INJ. 2 pulvérise INJ. 3 pulvérise INJ. 4 pulvérise tubulure tubulure tubulure tubulure COMMANDE DE MÉLANGE Riche / Pauvre IDLE CUTOFF coupe l'arrivée commande VIS DE RICHESSE DE RALENTI anti-horaire = enrichit MOTEUR ALTERNATIF Les injecteurs pulvérisent dans les tubulures d'admission Mélange air-carburant admis dans chaque cylindre Système Continental — Injection continue : la pression est maintenue constante (20-25 psi), le distributeur répartit le carburant vers chaque injecteur. LÉGENDE Carburant sous pression Retour carburant Commande

Système Continental (injection continue)

  • Pompe à carburant : Fournit la pression (20-25 psi typiquement)
  • Régulateur de pression : Maintient une pression constante
  • Distributeur de débit (flow divider) : Répartit le carburant vers chaque cylindre
  • Injecteurs : Pulvérisent le carburant dans les tubulures d'admission
  • Vis de richesse de ralenti : Ajuste le mélange au ralenti (tourner vers l'extérieur/anti-horaire enrichit)
  • Commande de mélange (mixture control) : Permet d'appauvrir ou d'enrichir pour l'altitude et les phases de vol

Système Bendix RSA

  • Unité de commande de carburant (fuel control unit) : Intègre régulation de pression et dosage
  • Régulateur de pression : Maintient la pression différentielle
  • Valve de mélange : Contrôle le débit vers les injecteurs
  • Vis de richesse de ralenti : Ajustement séparé du mélange au ralenti
  • Pompe de reprise : Sur certains modèles, pour l'accélération

Système FADEC

Boucle capteurs-FADEC-actionneurs Boucle capteurs-FADEC-actionneurs CAPTEURS Régime moteur Capteur de position (tr/min) Température EGT / Tête de cylindre (°C) Pression Pression d'admission (inHg / kPa) Position des gaz Papillon des gaz (degrés) Paramètres additionnels Pression carburant, tension, etc. CALCULATEUR FADEC Acquisition des données Traitement des signaux capteurs Calcul du mélange Rapport air-carburant optimal Commandes de sortie Signaux vers actionneurs ACTIONNEURS Servo carburant Contrôle du débit de carburant (injection électronique) Mélange riche/pauvre Allumage Avance à l'allumage (timing électronique) Bougies d'allumage Rétroaction Surveillance des paramètres en temps réel Codes d'anomalie ⚠ Maintenance Codes d'anomalie à investiguer Aucun contournement autorisé Suivre instructions fabricant Rétroaction : surveillance continue et ajustement en temps réel Signaux capteurs Commandes actionneurs Rétroaction Circulation active

Le FADEC est un système électronique à pleine autorité qui gère :

  • Le dosage carburant (injection électronique)
  • L'allumage (timing)
  • D'autres paramètres moteur en temps réel

Il utilise des capteurs (température, pression, régime, position des gaz) et des actionneurs pour optimiser la combustion, l'efficacité et réduire la charge de travail du pilote. Les codes d'anomalie doivent être investigués et les capteurs défectueux remplacés selon les instructions du fabricant — le contournement est interdit.

Formules et procédures importantes

Méthode du "lean roll" (roulage pauvre)

Méthodes lean roll et lean drop Méthodes lean roll et lean drop Méthode Lean Roll (roulage pauvre) 1. Réchauffer le moteur à température de fonctionnement 2. Régler la vitesse de ralenti (ex. 800 RPM) 3. Appauvrir le mélange jusqu'au pic de régime (leanest best power) 4. Enrichir légèrement jusqu'à chute de quelques tours (riche du pic) Régime vs Mélange Pic Appauvrissement → Interprétation RPM ↑ = trop riche RPM ↓ immédiat = trop pauvre Méthode Lean Drop (chute pauvre) 1. Régler la vitesse de ralenti à la spécification 2. Appauvrir le mélange jusqu'à chute du régime (lean drop) 3. Enrichir jusqu'à remontée du régime au maximum 4. Réglage final : légèrement riche du pic (stable + refroidissement) Chute puis reprise Chute Enrichissement → Procédure de réglage du ralenti — Séquence correcte 1. Réchauffer le moteur 2. Régler le mélange de ralenti (vis de richesse — méthode appropriée) 3. Régler la vitesse de ralenti (vis de butée — valeur spécifiée) Systèmes d'injection Continental (injection continue) • Pompe 20-25 psi, régulateur pression • Vis de richesse : anti-horaire = enrichit • Commande de mélange pour altitude Bendix RSA • Fuel control unit intégrée • Valve de mélange vers injecteurs • Vis de richesse séparée FADEC — Pleine autorité électronique • Capteurs : température, pression, RPM, position gaz • Actionneurs : dosage carburant, allumage • Codes d'anomalie : investiguer systématiquement • Aucun contournement (bypass) autorisé
  1. Réchauffer le moteur à la température de fonctionnement
  2. Régler la vitesse de ralenti à la valeur spécifiée (ex. 800 RPM)
  3. Appauvrir le mélange jusqu'à ce que le régime atteigne un pic (leanest best power)
  4. Enrichir légèrement jusqu'à ce que le régime chute de quelques tours (riche du pic)

Interprétation : Si l'appauvrissement fait augmenter le régime, le mélange initial était trop riche. Si l'appauvrissement fait chuter le régime immédiatement, le mélange initial était trop pauvre.

Méthode du "lean drop" (chute pauvre)

  1. Régler la vitesse de ralenti à la spécification
  2. Appauvrir le mélange jusqu'à ce que le régime chute (lean drop)
  3. Enrichir jusqu'à ce que le régime remonte au maximum
  4. Le réglage final est légèrement riche du pic pour un fonctionnement stable et un refroidissement adéquat

Procédure de réglage du ralenti (séquence correcte)

  1. Réchauffer le moteur à la température de fonctionnement
  2. Régler le mélange de ralenti (vis de richesse) selon la méthode appropriée
  3. Régler la vitesse de ralenti (vis de butée) à la valeur spécifiée

Réglage du niveau de flotteur

Utiliser l'outil ou la jauge spécifiée par le fabricant (pas de méthode universelle). Suivre les instructions du manuel de maintenance.

Relations entre les concepts

Symptômes et causes typiques

Relations circuit de ralenti vs circuit principal

Symptômes ralenti vs croisière — matrice de diagnostic Symptômes ralenti vs croisière — matrice de diagnostic Carburateur à flotteur — Relations circuit de ralenti vs circuit principal Symptôme observé Circuit en cause Symptôme ↓ / Circuit → Vis de richesse de ralenti Fuite d'air en aval du papillon Gicleur principal obstrué Riche au ralenti Mélange trop riche au ralenti — fumée noire, régime instable ✓ Cause probable Vis trop riche — tourner anti-horaire pour appauvrir Effet partiel Une fuite d'air appauvrit le mélange — peut compenser Aucun effet Le circuit principal n'est pas actif au ralenti Ralenti irrégulier Régime fluctuant, tendance au calage, instabilité Cause possible Réglage incorrect — vérifier la procédure lean roll ✓ Cause probable Dépression maximale au ralenti — l'air parasite s'engouffre Aucun effet Le gicleur principal n'alimente pas le circuit de ralenti Perte de puissance en haute puissance Manque de carburant, régime max réduit Aucun effet La vis de ralenti n'agit que lorsque le papillon est fermé Effet mineur À haute puissance, la dépression est plus faible — impact réduit ✓ Cause probable Débit maximal requis — un gicleur obstrué affame le moteur Note : Une fuite d'air en aval du papillon affecte principalement le ralenti (dépression maximale) ; le circuit principal est indépendant du circuit de ralenti.
  • Le circuit de ralenti est indépendant du circuit principal. Un problème au ralenti n'affecte pas nécessairement la croisière.
  • Une fuite d'air en aval du papillon affecte principalement le ralenti (où la dépression est maximale) et moins la croisière.
  • Un gicleur principal obstrué affecte principalement la haute puissance (où le débit est maximal) et peu le ralenti.

Relations pression de carburant et mélange

  • Une pression trop élevée (ex. 30 psi au lieu de 20-25) cause un mélange riche à tous les régimes.
  • Une pression trop basse cause un mélange pauvre à tous les régimes.
  • La pression est régulée par le régulateur de pression (Bendix) ou le régulateur intégré (Continental). Un défaut de régulation affecte tout le système.

Relations commande de mélange et arrêt moteur

Commande de mélange et position idle cut-off Commande de mélange et position idle cut-off Arbre de décision — Diagnostic des pannes de ralenti (moteur alternatif) Moteur tourne au ralenti Mélange tiré vers IDLE CUT-OFF (commande de mélange en position coupe) Le moteur s'arrête-t-il ? (coupe complète de l'arrivée carburant) OUI FONCTIONNEMENT NORMAL Valve ferme bien NON ANOMALIE DÉTECTÉE Moteur continue de tourner CAUSES POSSIBLES : • Câble de mélange mal réglé (course incomplète vers coupe) • Valve de mélange bloquée ouverte (carburant passe encore) CÂBLE MAL RÉGLÉ • Course insuffisante • Butée mal positionnée • Jeu excessif dans le câble • Réglage étrier/embout VALVE BLOQUÉE • Impuretés / débris • Corrosion interne • Ressort cassé • Siège endommagé VÉRIFICATIONS COMPLÉMENTAIRES • Essai au ralenti accéléré • Contrôle de la richesse au ralenti Fonctionnement normal Anomalie Causes possibles Actions correctives
  • La position IDLE CUTOFF doit couper complètement l'arrivée de carburant.
  • Si le moteur continue de tourner, la valve de mélange ne ferme pas complètement (câble mal ajusté ou valve défectueuse).
  • Le primer (amorceur) peut maintenir le moteur en marche si la valve de mélange est fermée, mais pas en continu.

Relations FADEC

  • Le FADEC remplace les systèmes mécaniques par des capteurs et des actionneurs électroniques.
  • Les codes d'anomalie doivent être investigués systématiquement.
  • Le remplacement de capteurs doit suivre les instructions du fabricant.
  • Aucun contournement (bypass) n'est autorisé.
Chapitre 3Moteur alternatif — Allumage et démarrageChapitre 5Moteur alternatif — Admission et échappement

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