VI
Rendement organique ; limite de la détente ; choix du rapport de compression,
51. — La difficulté qu'il y a à mesurer le travail produit sur l'arbre (!*' fascicule, numéros 1S7 à 170) surtout pour les grandes forces, fait que l'on rapporte généralement la puissance des moteurs au travail effectué sur les pistons, c'est-à-dire au travail indiqué. C'est aussi au travail indiqué, ou travail brut, que l'on rapporte presque toujours la consommation ; il serait cependant beaucoup plus rationnel de ne compter que sur le travail effectif, ou sur l'arbre, comme on le fait dans les moteurs à gaz, où la puissance est souvent mesurable au frein.
Le travail électif ou disponible est le seul qui devrait entrer en ligne de compte lorsqu'on établit un moteur, et la limite de détente qui donne le meilleur résultat par cheval effectif est différente de celle qui procure la plus grande économie sur le piston.
52. — Résistances passioes {*). — Les résistances passives des ma-
(1) Der mechanische Wirkungsgrad çon Kolhenmaschinen^ par H, Lorenz, ZeiUchrift des F. D. /., 1894, p. 1267, est une étude théorique que Ton consultera avec fruit
chines proviennent des frottements et des fonctions auxiliaires, telles que ralimentation et la commande de la pompe à air.
Ces fonctions auxiliaires absorbent un travail d'autant moindre que le rendement calorifique est plus élevé ; la puissance consommée parla pompe à air dépend du reste dans une forte mesure de la quantité d*eau dUnjection nécessaire, c'est-à-dire de sa température, elle est comprise en moyenne entre 1 0/0 et 3 0/0 de la puissance développée au cylindre ; le travail d'alimentation est à peu près négUgeable.
Parmi les frottements il faut compter :
1*^ le frottement des garnitures de piston et des presse-étoupes ;
2® « de la crosse ;
3"* « des articulations de la bielle ;
4^ « des tourillons de l'arbre ;
5° « des organes de la distribution et de leurs excen-
triques.
Pour chaque degré de détente, l'ensemble de ces résistances passives peut être représenté par une augmentation fictive e de la contre-pression qui a été désignée par p' dans les paragraphes précédents.
L'ensemble des expériences au frein faites sur les moteurs de puissance modérée prouve que, pour une même machine, cette ordonnée e n'est que peu affectée par le degré d'introduction, c'est-à-dire que le moteur absorbe pour ses résistances passives un travail à peu près constant, soit qu'il fonctionne à vide ou à pleine charge. Ce résultat s'explique si l'on considère que les résistances 1°, 4« et S'», qui sont les plus importantes, ne dépendent que peu ou point de la charge (*). D'ailleurs, dans la marche à vide, les forces d'inertie conservent les mêmes valeurs, et s'il est vrai que leur travail sur le piston s'annule pour la course, il n'en est pas de môme des résistances passives occasionnées par ces forces d'inertie. Il n'est même pas difficile d'imaginer un état de choses tel que les frottements pour une certaine charge soient moins élevés que dans la marche à vide à la même vitesse.
(1) Les tourillons de l'arbre sembleraient au premier abord devoir faire exception à cette règle, mais le facteur le plus important de leur frottement est le poids mort du volant ; la pression de la vapeur, plus prolongée lorsque l'introduction est grande, ne modifie la réaction sur les tourillons que dans une faible mesure.
Assez souvent, on prend comme mesure des résistances passives d'une machine chargée le travail indiqué qui doit être développé pour entretenir sa marche à vide (*}.
53. — Recherches de M. Thurston (^). — Un grand nombre d'expériences portant sur des machines de divers types ont permis d'établirquelques faits, et notamment que le travail du frottement pour une machine déterminée n'est pas influencé d'une manière appréciable par la charge, non plus que par le régime des pressions dans le cylindre ; ce travail reste sensiblement constant depuis la marche à vide jusqu'aux plus fortes charges, et lorsque les expériences ont accusé certaines variations légères, celles-ci se présentaient parfois en sens contraire de celles de la charge, et étaient dues à des modifications du graissage.
Les expériences ont été faites en général de la manière suivante : la machine à essayer fonctionnant à vide dans ses conditions normales de vitesse et de pression, le diagramme donne l'ensemble des résistances passives d'après ce qui vient d'être dit ; on a ensuite évalué la part de chacun des frottements dans ce total en actionnant l'arbre au moyen d'une courroie, et en mesurant au moyen d'un dynamomètre enregistreur de Morin la puissance communiquée pour mouvoir la machine, d'abord à sa vitesse normale, puis en enlevant successivement les différents organes tels que le piston et sa tige, le tiroir et sa tige, la crosse, la bielle, l'excentrique ; on a obtenu par différence le travail absorbé par chacun de ces éléments.
On a eu soin de mettre les organes dans leurs conditions de fonctionnement ; ainsi, pour ce qui concerne le piston, le cylindre a été chauffé à la température ordinaire ; pour la distribution, on a
(i) Pour la machine à triple expansion Sulzer de 6.500 chevaux dont il a été question (page 129), les puissances effectives et indiquées correspondantes annoncées par le constructeur étaient :
Puissances effectives 3.000 4.000 5.000 6.000 ch.
— indiquées 3.450 4.470 5.490 6.500 —
Part des résistances passives. . 450 470 490 500 —
La puissance indiquée de marche à vide a été trouvée de 394 chevaux. (2) Ces recherches, accomplies pour la plupart au collège Sibley, ont été résumées par leur auteur dans les publications de V American Sociely of M. E. ; voir Engineerings i889, 1" sera., p. 22, 47, 68.
RBNDKMENT ORGANIQUE
sa
Détail des organes
Paiastnee
absolue absorbe^
en chevaux
Machine Stratoht-Line de 20 chevaux iry2 X 305, 2î^0 touus par minute,
TIKOIK ÉQUILIBRÉ.
Tourillons de Tarbre
('.ollier d'excentrique
Bouton de manivelle
Grosso et pi vol de crosse
Tiroir
Piston el sa tige
Total
