INSTRUMENTS MOTEURS

MESURE DE DÉBIT



- Débitmètre à turbine

- Débitmètre à palette

- Débitmètre massique

Introduction

Un débitmètre de carburant indique la consommation de carburant d'un moteur en temps réel. Cela peut être utile au pilote pour déterminer les performances du moteur et pour les calculs de planification de vol. Le débit de carburant à mesurer avec précision est compliqué par le fait que la masse de carburant change avec la température ou avec le type de combustible utilisé dans les moteurs à turbine.

Avion léger à moteur à injection

Sur un avion léger avec des moteurs à pistons, les systèmes ont été conçus pour mesurer le volume de carburant. La masse réelle du carburant circulant vers le moteur est basée sur un poids moyen du carburant par volume unitaire. Le dispositif simple de détection de l'écoulement de carburant est de mesurer la pression à travers les buses d'injection. Par conséquent, la surveillance de la pression de carburant aux injecteurs se rapproche étroitement de débit de carburant et fournit des informations de débit utile pour le contrôle de mélange et de planification de vol.
Schéma d'un répétiteur de carburant avec manomètre de la pression de carburant.

Debit Pression Injecteur

Un problème se pose lorsque un injecteur se bouche, le débit de carburant est réduit mais le manomètre indique une pression de carburant plus élevée en raison de la restriction (donc un plus grand débit de carburant). Le pilote devra surveiller l'EGT pour déterminer la nature de l'indication élevée.

Image Haut de page



Débitmètre volumétrique à turbine

Les moteurs à pistons des bimoteurs ou quadrimoteurs utilisent un type de débitmètre à aube (turbine) qui mesure le volume du carburant consommé par le moteur. L'unité de débit de carburant est généralement situé entre la pompe à carburant entraînée par le moteur et le carburateur.
Dans un tube cylindrique est monté un dispositif à ailettes ou hélicoîdal placé dans l'axe du conduit ou perpendiculairement à l'écoulement du carburant qui le traverse. La circulation du carburant provoque la rotation du rotor à une vitesse qui est proportionnelle au débit. Il suffit alors de compter le nombre de tours/mn du rotor pour avoir la vitesse et par suite le débit du fluide.

débitmètre volumétrique  à turbine

Une bobine inductive ( capteur magnétique) montée extérieurement capte la rotation des pales du rotor et délivre un signal électrique qui est traité par les différents systèmes électroniques qui donnent directement les valeurs de débit et de volume.
Le débit volumétrique Qv = S . V
Avec S section de passage du carburant et V la vitesse du combustible.

débitmètre volumétrique capteur
Image Haut de page



Débitmètre volumétrique à palette

Une palette mobile autour d'un axe se déplace dans un cylindre excentré parcouru par le carburant. La palette rappelée en sens inverse par un ressort prend une position d'équilibre en fonction du débit. Cette position est transmise à travers une cloison étanche à un système autosyn relié au récepteur-indicateur.

débimètre volumètrique à palette
Image Haut de page



Débitmètre massique

Un débitmètre massique est un appareil de mesure de débit basé sur la masse et non pas sur le volume. Un débitmètre massique a le gros avantage, par rapport à un débitmètre volumique, de mesurer la quantité de matière le traversant, plutôt que de mesurer le volume le traversant qui devra souvent être corrigé ensuite par la densité du produit considéré.
Le débitmètre est composé de deux rotors à aubes axiales. Le premier rotor est motorisé et entraîné à régime constant par un moteur électrique. Il imprime au carburant un mouvement de rotation constant, qui s'ajoute à un mouvement de translation en fonction du débit.
Le second rotor appelé turbine réceptrice est entraînée par le liquide en rotation. La vitesse de rotation étant constante, la force appliquée sur les aubes du second rotor dépend donc uniquement de la masse du liquide déplacée par unité de temps. Un ressort spiral calibré provoque un couple antagoniste d'une valeur angulaire proportionnelle à la masse de carburant transvasée pendant l'unité de temps.
Ce signal constitue l'entrée d'un dispositif de transmission à distance. L'ensemble transmetteur est constitué par un tachymètre entraîné par un moteur d'asservissement piloté par un amplificateur relié à un comparateur.

Pression Huile Analogique

La plupart de débitmètre sont associés à des compteurs de carburant (totalisateurs).

Instrument analogique

Affichage analogique du débit de carburant en galons par heure (USA).

Debit Fuel Flow

Instrument numérique

Affichage numérique sur Fokker100 du débit et de la quantité consommée en Kg.

Debit Fuel Flow

Image Suite