Hélice Hamilton Hydromatic
- Principe HYDRAULIQUE
- Réalisation MÉCANIQUE
- Hydraulique : SOUS-VITESSE
- Hydraulique : VITESSE CONSTANTE
- Hydraulique : SUR-VITESSE
- Hydraulique : DRAPEAU
- Hydraulique : DÉVIRAGE DE DRAPEAU
- Hydraulique : REVERSE
- Hydraulique : DÉVIRAGE DE REVERSE
- Hydraulique : POMPE AUXILIAIRE
- Électrique : TÊTE ÉLECTRIQUE (ELECTRIC HEAD)
- Électrique : MOTEUR PAS-À-PAS (STEP MOTOR)
- Électrique : COMMUTATEUR (COMMUTATOR)
- Électrique : FONCTIONNEMENT MOTEUR PAS-À-PAS
- Électrique : PRINCIPES ET SCHÉMA DES COMMANDES
- Électrique : COMMANDES INDIVIDUELLES
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES réalisation MÉCANIQUE
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES - ÉLECTRO-MÉCANIQUE
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES - FONCTIONNEMENT
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES - GRAND PAS
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES - PETIT PAS
- Électrique : COMMANDES SIMULTANÉES - DÉCOLLAGE
- Électrique : SYNCHRONISATION
- Électrique : SYNCHRONISATION - DIFFERENTIAL MOTORS
- Électrique : SYNCHRONISATION - 3% SYN LIMITER (Limiteur)
- Électrique : SYNCHRONISATION - RESYNCHRONISATION
- Électrique : Fonction des relais
- MAINTENANCE MANUAL 43E60
- Capuchon de coupole
- Servo valve
- Piston
- Came fixe
- Came tournante
- Écrou de coupole
- Contre-écrou de blocage
- Bague de protection de pied de pale
- Came de fin de course de pale
- Interrupteur de fin de course
- Circuit électrique
- Bagues collectrices
- Balais
- Boîtier des balais
- Support boîtier des balais
- Tube de sortie d'antigivrage
- Bague de projection
- Vis de fixation cloison
- Repère de positionnement
- Douille de positionnement
- Cône d'hélice
- Vis de fixation du cône
- Écrou de maintien d'hélice
- Repère de positionnement
- Valve de retour d'huile
- Rouleaux
- Butée de réverse et bagues d'étanchéité
- Manchon
- Ensemble cône d'hélice
- Guide de coupole
Principe
L'hélice Hamilton Hydromatic reprend le principe de l'hélice à pas variable hydraulique en remplaçant les biellettes de commande du pas des pales par un système de rampes hélicoïdales et de rouleaux entraînant un cylindre tournant engrenant sur les engrenages coniques des pieds de pale.
Le système à biellettes ne permet pas facilement les modes mise en drapeau et inversion de pas et devient complexe avec des hélices de plus de deux pales. Le système à engrenages coniques permet des plus grands débattements et un nombre de pales supérieur à deux très facilement.
Réalisation mécanique
Éclaté hélice Hydromatic Hamilton 43E60
Éclaté cliquets-butées petit pas
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Réalisation mécanique du dôme
Un clic pour obtenir vue éclatée détaillée avec toutes les pièces constitutives du dôme assemblé.
Le dôme (5) intègre le mécanisme de changement de pas qui transforme les pressions d'huile sur le piston (4) à double effet en actions de rotation des pales. Deux cames cylindriques coaxiales sont installées à l'intérieur d'un piston à double paroi. La came extérieure (3) est fixée de façon rigide dans le cylindre, tandis que la came intérieure (1) supportant l'engrenage conique de changement de pas peut tourner. Le mouvement du piston est transmis à la came rotative par quatre galets (2) fixés entre les parois interne et externes du piston (4). Le déplacement linéaire du piston produit donc un mouvement rotatif de la came cylindrique intérieure.
Les fonctions de vitesse constante, reverse et dévirage, drapeau et dévirage de l'hélice Hamilton sont contrôlés par un régulateur (GOVERNOR) à double effet monté sur le carter avant en haut de chaque moteur. Le régulateur est constitué de :
- Une pompe à engrenages (GEAR PUMP) entraînée par le moteur, qui prend l'huile depuis le circuit d'huile du moteur et en augmente la pression à celle nécessaire pour le fonctionnement du mécanisme de changement de pas de l'hélice située dans le dôme.
- Un tiroir de distribution (PILOT VALVE) actionné par un ressort contré par la force centrifuge de deux masselottes commande les débits de l'huile vers et depuis le dôme de l'hélice.
- Un clapet anti-retour (LOW PRESSURE RELIEF VALVE) permet à l'huile à haute pression de la pompe auxiliaire (AUXILIARY PUMP) à venir s'ajouter à la sortie du régulateur lorsque l'hélice est mise en drapeau, en réverse ou en dévirage.
- Une électrovanne (SOLENOID VALVE) qui est excitée pendant le cycle de reverse dirige le flux d'huile à partir de la pompe auxiliaire sur le côté arrière du piston.
- Une soupape de décharge (by-pass) (HIGH PRESSURE RELIEF VALVE) limite la pression de sortie de la pompe à engrenages à une pression suffisante pour maintenir le fonctionnement de l'hélice dans toutes les conditions.
Fonctionnement hydraulique du régulateur d'hélice
Sous-Vitesse
Le moteur tourne moins vite que demandé
La force du ressort du régulateur est supérieure à la force centrifuge générée par les masselottes. Les masselottes s'inclinent vers l'intérieur. Le tiroir de distribution (PILOT VALVE) est abaissé, découvrant les passages dans l'arbre d'entraînement de la pompe du régulateur (GEAR PUMP). L'huile (JAUNE) de la partie supérieure du cylindre du dôme d'hélice s'écoule à travers l'orifice de vidange (ENGINE OIL). La pression d'huile (ROUGE) est envoyée dans la partie intérieure du cylindre du dôme. Le mouvement du piston en conjonction avec le couple de rotation des engrenages coniques diminue le pas des pales. Cette diminution du pas des pales entraîne une augmentation de la vitesse du moteur et augmente la force centrifuge des masselottes qui reviennent à la positon neutre. Le pas reste fixe ainsi que la vitesse de rotation du moteur.
Pas fixe
Le moteur tourne à la vitesse demandée
La force du ressort du régulateur est égale à la force centrifuge générée par les masselottes. Les masselottes restent verticales. Le tiroir de distribution (PILOT VALVE) est en position repos, bouchant les passages d'huile de la pompe du régulateur (GEAR PUMP). Les deux conduits d'huile (JAUNE) et (ROUGE) des parties supérieure et inférieure du cylindre du dôme sont fermés ; l'huile ne peut pas circuler. Le piston ne peut plus bouger et reste sur sa dernière position. Les engrenages coniques bloquent le pas des pales de l'hélice qui reste en pas fixe ainsi que la vitesse de rotation du moteur.
Sur-Vitesse
Le moteur tourne plus vite que demandé
La force du ressort du régulateur est inférieure à la force centrifuge générée par les masselottes. Les masselottes s'inclinent vers l'extérieur. Le tiroir de distribution (PILOT VALVE) est soulevé, découvrant les passages dans l'arbre d'entraînement de la pompe du régulateur (GEAR PUMP). L'huile (JAUNE) de la partie inférieure du cylindre du dôme d'hélice s'écoule à travers l'orifice de vidange (ENGINE OIL). La pression d'huile (ROUGE) est envoyée dans la partie supérieure du cylindre du dôme : le circuit d'huile est inversé par rapport à la sous-vitesse. Le mouvement du piston en conjonction avec le couple de rotation des engrenages coniques augmente le pas des pales. Cette augmentation du pas des pales entraîne une diminution de la vitesse du moteur et diminue la force centrifuge des masselottes qui reviennent à la positon neutre. Le pas reste fixe ainsi que la vitesse de rotation du moteur.
Mise en Drapeau
L'appui sur l'interrupteur de mise en drapeau enclenche la pompe auxiliaire qui envoie la pression sur le circuit auxiliaire (AUXILIARY CONNECTOR). Cette pression ouvre la soupape de surpression basse pression (LOW PRESSURE RELIEF VALVE) ce qui court-circuite les actions du régulateur centrifuge et du tiroir de distribution (PILOT VALVE). La pression d'huile (VERTE) est envoyée dans la partie supérieure du cylindre. L'huile (MARRON) de la partie inférieure du cylindre retourne au carter par l'orifice de vidange (ENGINE OIL). Le mouvement du piston en conjonction avec le couple de rotation des engrenages coniques positionnent les pales en drapeau. Le piston s'arrête à la butée mécanique de la rampe hélicoïdale et la pompe auxiliaire est arrêtée par un contact d'un interrupteur sur les pieds de pale (CONTROL SWITCH).
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Dévirage - Retour de Drapeau
L'appui sur l'interrupteur de dévirage enclenche l'électrovanne (SOLENOID VALVE) et la pompe auxiliaire. La pression auxiliaire ouvre la soupape de surpression basse pression (LOW PRESSURE RELIEF VALVE) et l'électrovanne (SOLENOID VALVE) envoie cette pression sur le clapet d'inversion qui passe en position haute. Le circuit d'huile est inversé par rapport à la mise en drapeau. La pression d'huile (VERTE) est envoyée dans la partie inférieure du cylindre. L'huile (MARRON) de la partie supérieure du cylindre retourne au carter par l'orifice de vidange (ENGINE OIL). Le mouvement du piston en conjonction avec le couple de rotation des engrenages coniques positionnent les pales vers le petit-pas. Dès que l'hélice commence à tourner, le bouton de dévirage doit être relâché. Lorsque le moteur tourne, le régulateur d'hélice fournit alors la pression d'huile nécessaire au positionnement des pales.
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Reverse
Le déplacement du levier de reverse en position reverse commande la pompe auxiliaire et l'électrovanne (SOLENOID VALVE) et envoie l'huile à haute pression (VERTE) sur la face arrière du piston de dôme, le déplaçant vers l'avant jusqu'à ce que le manchon de piston soit arrêté par les butées petit-pas (LOW PITCH STOP LEVER). La haute pression fait que les blocages des butées petits-pas sont rétractées permettant au piston de continuer sa course vers l'avant jusqu'à la butée mécanique des rampes hélicoïdales entraînant les pales en position inversion de pas. Avant d'atteindre cette butée, la pompe auxiliaire est coupée par l'interrupteur n°2 des cames de pied de pale, la pression nécessaire pour finir la rotation des pales est alors fournie par le régulateur qui maintient les pales en position reverse.
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La « Servo-Valve » - Repère 2 sur la coupe du haut - a un rôle actif
Pendant le fonctionnement normal, la pression d'huile est insuffisante pour déplacer le piston support des bossages. Pendant la mise en reverse, la pression d'huile est beaucoup plus forte et permet le déplacement du cylindre extérieur de la servo-valve déplaçant vers l'avant les bossages de blocage des cliquets de butée petit-pas, permettant à ceux-ci de s'effacer et ainsi de permettre au piston principal de continuer sa course au delà des butées petit-pas, jusqu'aux butées mécaniques des rampes hélicoïdales.
Dévirage - Retour de Reverse
Le déplacement du levier de reverse en position normale commande la pompe auxiliaire et envoie l'huile haute pression (VERTE) sur la face avant du piston de dôme, le déplaçant vers l'arrière, ce qui entraîne les pales vers un pas positif. Cette haute pression sera maintenue jusqu'à ce que l'interrupteur n°1 des cames de pied de pale commande l'arrêt de la pompe auxiliaire. Cela se produit juste avant que l'angle de pale n'atteigne le point de butée petit-pas, le régulateur prend alors le relais.
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Pompe auxiliaire ou pompe de drapeau
La pression auxiliaire nécessaire pour les mise en drapeau, reverse et dévirages de l'hélice est assurée par une pompe 24-volts à commande électrique. Les pompes pour les moteurs internes sont dans les moignons d'aile droite et gauche, et pour les moteurs externes elles sont en partie basse de chaque nacelle. L'admission de la pompe est relié à un réservoir lui-même relié au carter d'huile du moteur. Cet réservoir contient la quantité d'huile indispensable aux mises en drapeau et reverse et n'est pas disponible pour le moteur. La soupape de décharge (By-Pass) de la pompe est réglé pour s'ouvrir au minimum à 1450 psi (100 bars) et refermer à 1250 psi (86 bars) minimum. La pression maximum est de 1650 psi (114 bars). La capacité normale de la pompe est de 4,5 gallons (17 litres) par minute à 1450 psi (100 bars). Cette pompe est conçue pour un usage intermittent.