Régime de croisière idéal entre RPM et MP?

[GUJO]

Le moteur de mon 180H est un O-470 R.
Je le roule en pallier disons à 4000 pieds et normalement, j'opère mon moteur à 22 pouces de manifold( MP) et 2300 tours ( RPM).
J'ai déjà essayé à 23-24, mais il roule plus doux et il y a moins de vibrations à 22-23 donc je roule presque toujours à 22-23 en pallier.
Plusieurs pilotes volent à 23-23( 23 square) ou encore 23-24.

Quand on regarde mon POH dans la section des performances de croisière, avec une puissance de 65% environ, j'ai plusieurs choix de MP/RPM qui me donnent tous environ 10,5 gallons à l'heure.

19.5" MP à 2400 RPM.
20" MP à 2300 RPM.
21" MP à 2200 RPM.
22" MP à 2100 RPM.

Je me demandais donc pourquoi on ne nous enseigne pas à avoir un set up en croisière avec un RPM minimum( tout en respectant les arcs verts) de 22" MP et 2100 RPM au lieu de 23" MP et 2400 RPM comme c'est la plupart du temps enseigné?

Pour moi un petit RPM est comme la 5ième vitesse d'une voiture, pour améliorer la performance de consommation et la longévité du moteur, on roule en croisière sur la route au rapport qui fait que ton moteur tourne le plus doux donc au plus petit RPM possible.

Quand je compare 22" MP et 2100 RPM à mon set up actuel de 22" MP et 2300 RPM, oui ça diminue ma vitesse de 131kts à 124 kts et la consommation de 12 gallons à 10,5 gallons donc je suis plus efficace dans mon rendement par gallon malgré la perte de vitesse.
Une hélice qui tourne à 2100 RPM au lieu de 2300 RPM produit moins de friction interne, il y a donc une perte en HP supérieure à 2300 RPM qu'à 2100 RPM donc plus de force à l'hélice à 2100 RPM qu'à 2300 RPM.
Sans parler du bruit réduit en cabine, moins de vibrations, moins d'usure, imaginez si je vole 100 heures par saison et disons 80 heures en croisière, X 60 min X 200 tours donc 960,000 révolutions de moins par saison!

Le fait d'avoir un moteur qui tourne moins vite donc moins de friction produit moins de chaleur donc je pourrais « leaner» davantage pour arriver à la même chaleur de mes cylindres( PEAK EGT) donc économiser davantage d'essence sans nuire au moteur!

Que pensez-vous de tout ça?

[Louis_greniier]

Juste une petite correction sur cette notion de friction et d'usure. L'usure n'est pas uniquement facteur de la distance parcourue par les pièces mécaniques ( RPM ). Elle est aussi facteur de la pression exercée entre les composantes. Pour le même HP, quand on roule avec un RPM élevé, il y a moins de force entre les composantes mécaniques qu'avec un RPM plus bas. Mais ça s'use tout autant parce qu'évidemment les morceaux se frottent plus souvent à 2400 de RPM qu'à 2200.

Quand on teste un tissu pour sa résistance à l'usure, on a le choix, appliquer une force plus forte, moins rapide. Ou le contraire. Dans des paramètres ou la chaleur est capable de se dégager, ça ne change strictement rien entre les deux méthodes.

Ca doit être ça ici. 20 mp avec 25 de RPM, donne la même usure que 25 MP avec 20 de RPM. Si ça donne le même HP.

Ton intérêts pour les vibrations, me semble plus important. Parce que ça chaque machine a sa préférence.

Louis

Un choix qui m'a toujours donner exactement le même résultat d'usure pour un temps donné: frotter le tissu avec une pression de 22 à 2400 RPM ou le frotter à une pression de 24 à 2200 RPM:

[merlin2340]

As-tu un engine monitor?
Si tu n'en a pas, fais attention de pas trop leaner parce qu'avec un moteur à carburateur, la répartition du mélange entre les cylindres n'est pas très précise et si tu n'as qu'un seul probe sur un cylindre, tu risques d'être ok pour celui-ci, mais très différent pour les autres et tu risques alors de nuire à ton moteur.
Bon vols

Steeve

[Louis_greniier]

à la même chaleur de mes cylindres( PEAK EGT)

Le PEAK n'est pas la chaleur. Ce n'est pas une température donnée. C'est la température maximum que tu atteints avant de redescendre lors de l'appauvrissement du mélange. Pour le même moteur, le Peak peut-être à 1400 pour une combinaison de MP et RPM, et de 1490 pour une autre combinaison.

C'est aussi la température à laquelle tu ne veux pas garder ton moteur en croisière.

Le Peak est atteint à une valeur d'appauvrissement selon le MP-RPM. On évalue pas le Peak selon une tempéraure fixe, on l'évalue en terme de consommation. Exemple: le PEAK est atteint à 14.8 G/Hre, Pas besoin de savoir le degré de température. On a besoin seulement de savoir qu'à 14.8 G-Hre on l'a atteint. On n'aurait pas d'indication de degrés sur notre instrument, que ça ne changerait en rien la méthode pour trouver le PEAK. Rien en toute. Les degrés ne servent à rien. C'est la consommation qui va nous servir à se situer par rapport au PEAK sans avoir à refaire les tests à chaque fois.

Et le PEAK est atteint plus rapidement par certains cylindres que d'autres. L'idée des injecteurs GAMI est d'essayer que les cylindres atteignent leur PEAK en même temps. Bref à la même consommation totale. Et non pas à la même température.

De là la mise en garde de Merlin.

Louis

[GUJO]

Que c'est intéressant de vous lire, merci beaucoup.
Vos points sont très importants, mais j'aimerais apporter un surplus d'information à partir duquel je supporte ma théorie.
En partant, je suis un adepte de faire attention au moteur. Je ne bat jamais ma machine, je considère avoir appris par un des meilleurs pilotes de brousse du Québec et d'avoir aussi un des meilleurs mécanos et je partage 100% de leurs recommandations et enseignements. Ici, je cherche à challenger ces enseignements versus ce que le POH du motoriste recommande.

Bon, comme je disais, je roule mon moteur à 22-23 depuis que je vole( donc 75% de ma puissance selon le PHOH) et ma manière de leaner ( car je n'ai qu'un cadran du EGT à aiguille) est de leaner graduellement, jusqu'au peak EGT et par la suite de ramener ça à 50 à 75 degrés plus frais.

Dans l'image du POH ci-jointe, on voit le commentaire qui ne figurait pas sur l'image initiale, ça dit en gros que à une opération à 65% de la puissance ou moins( ce qui serait mon souhait) permet de voler au peak EGT!
C'est ça qui me fait dire dans mon texte initiale que si mon moteur tourne à 2100 RPM au lieu de 2300 RPM, il y a moins de chaleur interne de créé donc de la place pour leaner plus agressivement( sans mettre en danger le moteur bien entendu).
Il y a donc un lien direct, selon le POH, entre le niveau de puissance en croisière et la manière de leaner, c-à-d que en haut de 65% de puissance, leane à 50-75 degrés de moins que le peak et à 65% et moins tu peux voler au peak. Si en plus, on ajoute le facteur de la baisse de 200 RPM, qui générerait moins de chaleur, ça permettrait donc ( cet écart de chaleur dissipée entre 2300 rpm et 2100 rpm) de leaner pour ramener la chaleur à ce qu'elle serait à 2300 tours!

Donc double avantage!
Je n'envisage pas à court court terme d'installer un lecteur de température sur chaque cylindres, mais que j'aimerais, faire des tests réels avec un avion qui en est équipé. Ça pourrait être un 180-182 ou 185, les valeurs changeraient, mais on serait en mesure de valider les hypothèses.

[merlin2340]

Hummmm, fais attention!
Ton poh ne dit rien sur la chaleur entre les différents rpm...
Par exemple pour 70% bhp, tu as toujours presque la même consommation de carburant, peu importe le rpm, donc selon moi ta température cylindre sera sensiblement la même puisque,en roulant à plus bas rpm, tu met plus de mp pour avoir la même puissance donnée, donc plus de pression dans le cylindre et selon moi la même chaleur.
Le pourquoi tu peut voler au peak à 65% bph, c'est pcq à cette puissance le moteur ne produit pas assez de chaleur pour maganer ses composantes.
Mais encore là, sans engine monitor et sur un moteur à carburateur, c'est un jeux dangereux! Surtout lorsque tu vole à 75%bph, parce que si par exemple le probe relié à ton aiguille est sur ton cylindre le plus froid, à 75 degrés en bas du peak de ce cylindre tu peut très bien être au peak pour un autre et LOP sur les autres... Alors si t'as pas d'engine monitor, ne lean pas trop sinon tu risques de maganer ton moteur.
Au moins, avec un engine monitor, tu saurais à quoi t'en tenir pour ton premier cylindre à atteindre le peak et ton cadran se paiera tout seul...
Bon vol.

Steeve

[drapo]

Pour ce qui est du RPM pour le vol de croisière, les pilotes sur mon site de Mooney suggèrent de voler dans les hauts RPM/MP à moins de conditions spéciales (météo ou meilleure distance).
Leur réflexion est que voler un RPM/MP trop bas est plus économique mais ça serait un peu comme rouler sur l'autoroute en cinquième vitesse à 80kmh à 1800rpm. C'est plus économique mais ça risque de carboniser...

[Louis_greniier]

ça dit en gros que à une opération à 65% de la puissance ou moins( ce qui serait mon souhait) permet de voler au peak EGT!

Ca dit que tu peux voler au PEAK pour le Best fuel economy. C'est certain, t'arrives au mélange oussé que tu brules tout ton essence. 100% de ton essence est utilisée pour produire du HP. Aucune perte d'essence à refroidir tes valves, ou tes gaz d'échappements. Mais ça dit pas que c'est bon pour la longévité du moteur.

Mais ça dit pas que c'est mauvais non plus.

Ça dit que c'est le Best Fuel Economy.

Arrive ensuite la poésie, l'expérience, de tous et chacun. Et la science aussi, quand on voit tout le travail fait par GAMI.

Louis

[Louis_greniier]

Si en plus, on ajoute le facteur de la baisse de 200 RPM, qui générerait moins de chaleur.

Oussé que tu vois que ça génère moins de chaleur ?

Pour le même HP, ca va probablement générer la même chaleur. Qu'on choissise 2400-20, ou 2100-23, le moteur va produire le même HP.... et la même chaleur. Et il consommera le même gallonage.

Louis

[Louis_greniier]

C'est ça qui me fait dire dans mon texte initiale que si mon moteur tourne à 2100 RPM au lieu de 2300 RPM, il y a moins de chaleur interne de créé

C'est là que je ne suis pas. A 2100 rpm à 23 MP, ou 2400 rpm à 20 MP, on voit bien dans la charte que ça donne le même HP. Et le même HP va générer la même énergie à dissiper. La même chaleur. T'as pas plus de lousse à 2100 avec un gros boost qu'à 2400 qui force moins.

Louis

[C-GBVK]

Bonjour





Un moteur a son meileur rendement (meilleur consommation versus la puissance developpé )
a un regime determiné
Si on regarde les courbes de ce Lycoming on constate que c'est a 2375rpm qu'il a le meilleur rendement (avec un hélice adapté sur le banc d'essaie, qui ne permet pas de tourner a plus de 2600 rpm plein gaz) cela donne une consommation de 0,45 lbs /hp /heure
Le même moteur utilisé plein gaz sa consommation est de 0,54 lbs a 2375rpm
On remarque aussi que a bas regime soit 2000rpm plein gaz , et a 1800rpm avec une hélice adapté , sa consommation est de 0,6 lbs /hp/heure ..
Un moteur doit avoir un bon remplissage des cylindres si on veut avoir un bon rendement un certain RPM
Dans le cas plein gaz bas régime 2000 rpm le remplissage est bon , mais la friction piston contre la parois du cylindre est élevé (les bielles sont courte sur les avions . )
Dans le cas bas regime avec hélice , soit 1800 rpm le remplissge est mauvais le papillon du carburateur ferme partiellement l'admission cela empeche le moteur de respirer , cela demande une energie supplementaire pour aspirer .
Aussi lorsque le remplissage des cylindres diminuent on ne peut pas operer le moteur avec des mélange pauvre le moteur perd de la puissance . ( je sais cela ne coresspond a ce que on nous enseigne en aviation ) en aviaton la principal préocupation des moteurs refroidi a l'air c'est la temperature des soupapes échappements ..
C'est certain que la consommation d'un moteur a 50% du regime sera moindre que 75% ce qui nous interesse c'est la puissance developper par le moteur versus la consommation .
Au ralentie le moteur a son plus mauvais rendement il passe par son meilleur a 2375pm pour augmenter dépasser les 2600rpm mais plein gaz son rendement est encore meilleur que au ralentie .


Dans l'autre tabeau on peut comparer deux moteur Lycoming de differrentes puissances
Un O-235 115hp developpe a 2350 rpm 86hp pour 7,3 gallons /heure
Un O-290 D-2 135hp developpe a 2200 rpm 87 hp pour 6,3 gallons /heure
Ou.................................. a 2350 rpm 101 hp pour 7,2 gallon heure

En résumé il y a un régime idéale , et une consommation idéale , pour chaque moteur

C'est pas bon de prendre un gros moteur et l'étrangler a sa demi puissance .
c'est pas bon de prendre un petit moteur et l'utiliser proche de sa pleinne puisance en continue
Pas plus de rouler en cinquieme vitesse en auto a 50 kmh .
Les moteurs d'avions n'aprecient pas pas de fonctionner en sous charge, il se fait une usure des segments et cylindre ..

André

[GUJO]

André, Louis et Steeve, merci pour vos commentaires.
J'ai fais des recherches hier soir et il y a plusieurs sites d'aviation,que ce soit d'associations ou constructeur qui parle du « oversquarring» donc d'avoir un MP supérieur au RPM et ses bénéfices.
Je vais en publier ici et vous me direz ce que vous en retirez.
EN voici un bel exemple:http://www.mooney.com/another-longer-li ... lower-rpm/
Egalement je vais tenter de trouver le diagramme qu'André publie, mais pour mon moteur et avec MP.

[jcdostie]

N'oublie pas Dan que ton rpm est donné par ton pitch sur l'hélice.
Si tu lui donne plus de mordant (coarse), ton moteur va forcer plus et baisser en rpm.
C'est à ce moment que la courbe de torque est importante sur ton moteur.
Tsé quand ton moteur a atteind son max rpm au décollage, tu lui donne un peu de pitch sur l'hélice pour aller chercher le torque du moteur (merci encore Rudder Bug pour celle-là).
C'est pas le best de faire du bruit au décollage, même si ça fait du bien d'échoeurer les voisins de temps en temps.
Dans cette situation, ça prend des plus gros jambons (torque), sinon ton coeur va en pomper un coup ! Pas certain que c'est ce que tu veux

JC

[Charles]

C'est ça qui me fait dire dans mon texte initiale que si mon moteur tourne à 2100 RPM au lieu de 2300 RPM, il y a moins de chaleur interne de créé

C'est là que je ne suis pas. A 2100 rpm à 23 MP, ou 2400 rpm à 20 MP, on voit bien dans la charte que ça donne le même HP. Et le même HP va générer la même énergie à dissiper. La même chaleur. T'as pas plus de lousse à 2100 avec un gros boost qu'à 2400 qui force moins.

Louis

La charte donne le HP à l'hélice. Ça ne dit rien sur la quantité d'énergie perdue par friction ou autrement et qui est directement corrélée à la température d'opération du moteur. Pour ça, il faut regarder la quantité d'énergie totale fournie au moteur, qu'on voit par le fuel flow, par rapport à la quantité d'énergie extraite du moteur, qu'on voit en HP. La différence entre les deux donne la quantité d'énergie à dissiper par refroidissement dans le moteur.

Si on regarde la charte dans la colonne Standard Temperature et qu'on interpole pour 66% de puissance à 2400rpm, on voit qu'il faut 11.6 gph pour produire cette puissance. À 2200 rpm, on voit qu'il faut aussi 11.6 gph pour produire 66% de puissance. Bref, la quantité d'énergie fournie au moteur est la même pour une puissance donnée, peu importe le RPM. Ça signifie qu'il n'y a pas de différence significative dans la performance du moteur (ou la quantité d'énergie perdue dans le moteur, si vous préférez). Par conséquent, sa température d'opération devrait être très similaire. Peut-être même un peu plus basse à un RPM plus élevé vu la température plus basse de la chambre de combustion due à la pression plus basse qu'à un faible RPM, et au plus grand volume d'air frais admis.

Pour ma part, pour avoir expérimenté avec ça pas mal, le RPM n'a pas d'effet discernable sur le CHT pour une puissance donnée. Par contre l'hélice semble plus efficace à un RPM plus élevé parce que j'obtiens une vitesse de croisière supérieure de 1 ou 2 noeuds à l'altitude de croisière (8000-14000') avec un RPM plus élevé. C'est pour cette raison que je mets ça à 2400rpm quand je roule WOT.

[C-GBVK]

Bonjour

Suivant l'hélice ou le ( pitch) pas adopté avec une hélice variale on peu avoir la même puissance disponible dans une fourchette de RPM
Soit a 2200rpm ou a 2500rpm
Si il y a un RPM idéal pour le moteur c'est principalement du a l'arbre a cam qui a une épure differrente dans le dessin d'un cam on tiend compte de l'inertie de la veinne gazeuse qui entre dans le moteur et qui on sort (plus le moteur est dessinné pour tourner vite, plus les angles de chevauchement fin echappement et début admission sont grand )
C'est encore plus marqué sur avance ouverture échappement bien avant que le piston soit au point mort bas .
Juste examiner deux moteurs presque identique celui bien connu
Continental o-200 100 hp
Continental C90 90hp
Même cylindre même piston même vilbrequin course , la principale differrence c'est les angles d'ouvertures de l'arbre a cam . Un a sa puissance de 100hp a 2750rpm et l'autre sa puissance de 90 hp a 2575 rpm .
A l'usage notament en bas regime avec une hélice a pas fixe le C90 est plus performant dans sa phase décollage .
C'est le même principe pour les moteurs Marine V8 de GM qui sont de la même architecture que ceux des autos , l'arbre a cam est different

Dans les graphiques moteur O-290 D-2 on nous donne deux courbes , essaie sur le banc
celle (full throttle ) on met le moteur plein gaz et progressivement on le freine la courbe dans ce Lycoming commence a 2800 rpm (rouge) et on arrte le teste a 2000rpm
théoriquement on pourrait descendre encor plus bas mais la friction interne du moteur devient trop importante .
L'autre courbe avec hélice sont maximium RPM correspond a 2600rpm plein gaz , on réduit la puissance progressivement jusqu'a 1800rpm on établie la courbe a different RPM de puissance, de consommation, de couple .
Dans la pratique courente on adapte une hélice dans ces valeurs c'est a dire plein gaz en palier 2600rpm pour ce moteur (exception pour les hydravions )
Avec une hélice a pas variable on peut avoir plus de possibilité , mais le meilleur rendement sera toujours dans une étroite fourchette de RPM que le moteur soit haut MP ou bas MP .

André