MOTEURS
Tous les moteurs ne conviennent pas également bien à un éclairage privé. Les machines à vapeur demandent une mise en train trop grande et ne s'appliquent avec avantage qu'à uO^ installation importante, dont Texamen sortirait tout à fait à^ notre cadre; les moteurs à air chaud demandent aussi une mi^ en train préalable. Il ne reste donc que les moteurs hydraulique^* applicables seulement dans des cas restreints, et les moteu^ à gaz.
Si Ton dispose d'une chute d'eau suffisante, les turbines grande vitesse conviennent très bien à la mise en mouvement machines magnéto ou dynamo-électriques. L'ouverture d'aioPsimple robinet suffit pour les mettre en marche ou les arrêter^ Malheureusement, ce cas-là est l'exception, et nous n'insisterons pas davantage sur une application encore si restreinte.
Moteurs à gaz. — Le moteur à gaz présente la plupart des qualités requises pour l'éclairage domestique ; aussi a-t-il déjà reçu en France, en Angleterre, en Allemagne et en Amérique, un grand nombre d'applications à cet usage spécial. Lorsque la force nécessaire dépasse un cheval, on emploie de préférence le moteur Otto dont la figure 73 montre les dispositions d^ensemble et la forme extérieure.
Rappelons en quelques mots le principe des moteurs à gaz. Un moteur à gaz se compose d'un cylindre dans lequel se meut un piston ; on introduit dans le cylindre un mélange convenable d'air et de gaz d'éclairage, et on enflamme ce mélange, soit par l'électricité, comme dans le moteur Lenoir, soit par un jet de gaz, comme dans les systèmes Hugon, Otto et Bishopp.
La haute température produite par la combustion du mélange dilate le gaz, et le piston est poussé avec une force qui dépend de la composition du mélange, de son volume et de sa combustion plus ou moins complète, plus ou moins méthodique. Lorsque le
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mélange dilaté a produit son effet, on révacue, on introduit dans le cylindre un nouveau mélange qu'on enflamme et ainsi de suite.
Yoiià le principe : il est simple, mais que de difficultés dans soD application ! Ce sont ces difficultés qui ont été vaincues par M. Otto, d'une façon très heureuse, dans le moteur que nous allons maintenant examiner.
L'aspect extérieur est celui d'une machine à vapeur; on y voit l'arbre de transmission, la poulie, le volant, la manivelle, la bielle et le cylindre moteur, mais là s'arrête la ressemblance.
Le cylindre est ouvert à son extrémité, du côté de Tarbre de la transmission; c'est un cylindre à simple effet dans lequel se meut le piston, et le mélange gazeux arrive par le fond de ce cylindre dans un tiroir de distribution qu'on voit sur la gauche de la figure.
Le fonctionnement de cette machine est particulier en ce sens que, sur quatre coups de piston, il n'y en a qu'ww seul qui produise du travail.
Considérons, en effet, la machine dans les quatre phases qui constituent sa marche normale.
Première phase. Le piston moteur aspire le mélange gazeux et rintroduit dans le cylindre.
Deuxième phase. Le mélange gazeux est comprimé parle piston qui revient sur lui-même et ramené aux | du volume qu'il occupaità la fin de la première phase.
Ces deux phases constituent le premier tour de la machine. Troisième phase. Le mélange gazeux est enflammé, le piston est repoussé, agit sur la manivelle de Farbre moteur, c'est la phase motrice.
Quatrième phase. Les gaz qui ont agi surle piston sont évacués par Je mouvement rétrograde du piston.
On voit donc que, sur ces quatre phases qui représentent /eux tours de l'arbre moteur, la seconde dépense du travail, uisqa'*elle comprime le mélange gazeux, la première et la qua- *iefne ne produisent rien et dépensent même un peu de travail
pourTaspiralioû du mélange et le refoulement de be mélange à Textérieur, la troisième seule produit du travail.
Comme les phases de la distribution d'air et de gaz ne se reoou*' vellent que tous les deux tours, il a fallu disposer toute la distri-^ bution sur un arbre spécial, dont la vitesse est deux fois moindre que celle de Tarbre moteur.
L'aspiration de Tair et l'évacuation des produits de la coinbustion se font à l'aide de soupapes mises en mouvement par des cames fixées sur l'arbre de distribution qui se soulèvent au moment précis où elles doivent fonctionner.
Le tiroir est combiné de telle sorte que le mélange gazeux n est pas homogène, mais composé de couches de moins en moias explosives à partir du fond du cylindre. Il en résulte que ce n'est pas à proprement parler une explosion qui se produit dans le cylindre, mais bien une combustion à durée prolongée,
Co résultat est obtenu en introduisant d'abord un mélange faiblement explosif ^ formé de 15 parties d'air pour une de ga^» et à la fin un mélange /br/^men/ ea:/?/o5i/ composé de 7 partie* d'air pour une de gaz. Lorsqu'on examine les diagrammes (J^* représentent la pression à chaque instant dans le cylindre, ^^ est frappé de la forme régulière que prend la courbe des pre^" sions, résultat très important quand on considère combien 1^^ pressions brusques détériorent les organes des machines par 1^^ chocs qu'elles produisent.
L'inflammation du mélange se fait par un brûleur placé à l'e?^ " térieur et qui, à un moment donné, correspond avec le tiroir d ^ distribution.
Le réglage de la machine se fait automatiquement; un régif " laleur à boules placé dans une calotte sphérique, au-dessous dit cylindre, et mis en mouvement par l'arbre de distribution, agit, par une combinaison de leviers, sur une came qui permet ou empêche l'introduction du gaz dans la machine, suivant que sa vitesse est au-dessous ou au-dessus delà valeur moyenne pour laquelle le régulateur est disposé. C'est donc par le nombre d'explosions, ou plutôt par le nombre de coups de piston moteurs.
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produits en une minute, que la vitesse est maintenue, sinon parfaitement constante, du moins entre deux limites très rapprochées. Cette disposition rend la machine très élastique et Tempêche de s'emporter ou de se ralentir, quelles que soient les variations du travail résistant.
La machine est complétée par une circulation d'eau qui empêche le cylindre de s'échauffer, un graissage automatique mis en mouvement par la machine elle-même, un compteur à gaz, I une poche en caoutchouc qui empêche que les aspirations du gaz par la machine ne produisent des variations trop brusques dans les becs voisins.
Ajoutons que le moteur Otto est silencieux, résultat dû à la combustion graduée qui supprime les chocs, et aux réservoirs intermédiaires, placés sur les conduites d'aspiration de Tair et de l'évacuation dans l'atmosphère des produits de la combustion. Le moteur de quatre chevaux effectifs, marchant à 160 tours par minute, pèse 1800 kilogr. avec son socle. Il faut lui fournir 40 litres d'eau par cheval et par heure, pour le refroidissement ducvlindre, ou installer un réservoir de 1500 litres à circulation continue.
Le moteur Otto consomme moins de un mètre cube de gaz environ par cheval et par heure ; c'est un sérieux progrès sur les machines Lenoirqui, à l'origine, consommaient 2700 litres.
Pour la commande des machines dynamo-électriques attelées directement sur les lampes, le moteur a un seul cylindre, à une vitesse assez irrégulière qui se traduit, à chaque coup de piston moteur, par une sorte de respiration de la lumière assez fatigante.
On fait disparaître cet inconvénient par plusieurs artifices. Tantôt on double le volant de la machine et on dispose aussi des volants sur les transmissions; tantôt on emploie un moteur à deux cylindres conjugués qui donnent alors une vitesse absolument constante; tantêrt on dispose en dérivation sur les bornes de la machine une série d'accumulateurs qui jouent le rôle de volant électrique, emmagasinant l'énergie électrique pendant les
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instants où la production est excessive et restituant ensuite peo-j
dant les instants où elle devient insuffisante.
Hoteur à gaz domestlqtie de M. Forest. — Pour in ^ éclairages électriques de peu d'importance, là où l'on peut chir^ gerdes accumulateurs pendant quelques heures de la journée, et où ta force nécessaire n'atteint pas nn cheval, le petit moteur de M. Forest constitue un appareil à bon marché, de construction
Kg. M.
h gaz dumc9tic]ue de M, Forest.
simple, facile h mettre en marche clà entretenir, et dont l'application se trouve toutintUquéc.
Cet appareil, comme ses dcviinciers, est constitue par un cylindre à simple effet dans lequel se meut un piston auquel la déflagration du mélange détonant formé par l'air et le gaz d'éclairage imprime une impulsion par tour; cette impulsion se transmet à l'arbre de rotation par l'intermédiaire d'une manivelle ou d'une bielle en retour, ce qui permet de réduire le volume de l'appareil. La distribution s'opère à l'aide d'une came qui fait ouvrir et fermer périodiquement le tiroir pour produire
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IfnccessÎTeinent les trois phases d'admission, d'inflammation et ^i' échappement.
La distribution est réglée de telle sorte que rinflammation se IpToduitdans la partie où le mélange est le plus explosif, ce qui 1 tonespond aux conditions de rendement maximum. La légende
Fig, 7&. -- Vue Isiéralc et coupe homonUlc <Iu
qui accompagnela figure 75pennet do sai^^ir le rùle dos dilTcrents organes qui composent le moteur.
Le bec inflnmmaleur, éteint à chaque coup par l'explosion, se rallume chaque fois ù un bec veilleur disposé à la piirtic anlé> heure du tiroir. Pour refroidir le cylindre, M. Forest a disposé à sa surface une nervure hélicoïdale très haute et très mince, venue de fonte avec le cvlindre lui-même, et offrant à l'air om-
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biant une grande surface de refroidissement, tout en augmentant sa résistance mécanique.
On règle la vitesse du moteur en réglant Faccès de Tair à l'aide d'une plaque et d'une contre-plaqué percées de fentes longitudinales parallèles. La section d'arrivée de l'air dépend des positions relatives des fentes ménagées sur la plaque et la contreplaqué mobile à volonté. Le moteur Forest se construit sur cinq grandeurs diflërentes. Le plus petit type, dont le socle n'a pas plus de 46 centimètres de longueur sur 29 centimètres de largeur, développe 4 kilogrammètres par seconde et consomme environ 200 litres de gaz à l'heure. Le type de tO kilogrammètres consomme 300 litres ; celui de 15 kilogrammètres {\ de cheval) consomme environ un demi-mètre cube ; celui de \ de cheval dépense 700 litres et celui d'un cheval, le plus grand type construit jusqu'ici, demande 1 400 litres par heure. Ces chiffres.;^ montrent que le moteur Forest convient surtout pour lespetites^^ forces, car, dès qu'on dépasse un cheval, les moteurs Otto, dépensant moins d'un mètre cube de gaz par chevajetpar heure, sont^ par ce fait même plus avantageux. Le choix de l'un ou de l'autre de ces moteurs est donc déterminé par la nature des applicajE^ ^-.^ tiens.
