MOTEURS A PÉTROLE

Le cadre de notre ouvrage ne nous permet pas de donner une théorie complète de ces moteurs; nous renvoyons ceux de nos lecteurs que cette théorie intéresse aux excellents ouvrages de M. Gustave Richard [Moteurs à pétrole^) et do M. Aimé Witz [Moteurs à gaz).

Les moteurs à pétrole se divisent en deux grandes catégories :

Les moteurs à explosion ;

Les moteurs à combustion.

Dans les premiers on introduit, dans le cylindre, un mélange gazeux que Ton fait détoner, tandis que, dans les seconds, on fait brûler ce mélange graduellement, à pression constante.

Ces deux catégories se subdivisent de la façon suivante :

Premier type. — Moteurs sans compression et à explosion ;

Deuxième type. — Moteurs avec compression et à explosion :

Moteurs à deux temps;

Moteurs à quatre temps;

Moteurs à six temps ;

Troisième type. — Moteurs avec compression et à combustion ;

Quatrième type. — Moteurs atmosphériques ;

Cinquième type. — Moteurs rotatifs.

La construction des premier, quatrième et cinquième types a été abandonnée pour diverses raisons, faiblesse du rendement, dimensions encombrantes, poids exagérés; pour le cinquième type, nous devons ajouter aux raisons précédentes la diffi-

1 ^|m. v^, ch. Dunod, éditeur.

culte d'obtenir r«Hancliéil6 otlc refroidissonient du piston. Le moteur h six temps a été construit en Angleterre en tri^s petit nombre ; il est complètement abandonné aujourd'hui. H reste donc le deuxième et le troisième type, qui se partagent la faveur des constructeur ; mais c'est le moteur à quatre temps à compression et explosion qui est de beaucoup le plus répandu.

Sur le cycle h quatre temps de Beau de Rochas, on prend actuellement cinquante brevets par mois, ce n'est pas sur le principe même ni sur son application que portent les revendications, mais bien plutôt sur des détails insignifiants, tels que la forme d'un segment, le mode d'attache d'un cylindre, d'un ressort, la position d'une soupape ; la plupart de ces moyens sont quelquefois surannés, vieillots ; mais celui qui les réinvente est satisfait tout de même.

Les moteurs à pétrole, comme toutes les machines thermiques, tirent leur force, leur puissance de la chaleur, l'avantage incontestable qu'ils ont sur tous les autres est de porter avec eux, sous la forme très maniable d'une provision d'essence minérale, ou de pétrole lampant de peu de volume, la résen^e (f énergie qui leur est nécessaire. Ils n'exigent pas, comme les moteurs à feu, la surveillance constante de la pression, le soin du feu et de l'alimentation.

Le moteur à pétrole mono-cylindrique, quoique réalisant h peu près les conditions de bonne marche, présente certaines imperfections. Le travail qu'il développe est irrégulier, étant produit par une course motrice seulement sur quatre, ce qui nécessite, dans la construction de ces moteurs, l'emploi d'arbres très forts et de volants énormes, très lourds, ou l'obligation d'une vitesse exagérée. A notre avis, le moteur rationnel doit être à deux cylindres pour les moteurs î\ deux temps et à quatre pour les moteurs h quatre temps, afin de transmettre le travail à l'arbre moteur d'une façon normale par un cycle régulier, et pour maintenir la constance de ce cycle pendant la marche à vide, la marche en pleine charge et à toutes les puissances intermédiaires, le régulateur doit laisser travailler tous les cylindres et modifier seulement le travail de chacun,

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de telle sorie que, selon le moteur, la somme de travail des deux ou des quatre cylindres corresponde toujours à la puissance exigée.

En vue de leur application à la navigation sous-marine, les moteurs à pétrole doivent être étudiés et construits d'une façon toute spéciale, toute particulière, afin d'éviter les dégagements de chaleur et d'odeur.

Par une circulation d*eau rationnelle autour de toutes les parties du moteur qui sont en contact avec les gaz chauds, on obtient un refroidissement très suffisant. Par une construction soignée, par des clapets placés sur les conduites, on évite les retours ou refoulements des gaz à Tintérieur de la coque. L'odeur désagréable dégagée par les moteurs à pétrole provient des gaz d'échappement que Ton conduit, du reste, à l'extérieur do la coque. Mais un moteur bien établi et bien conduit, doit échapper des gaz incolores et inodores. L'odeur provient de trois causes : abondance de graissage, combustion incomplète, et ratés d'allumage. Les deux premiers cas se reconnaissent à la sortie de l'échappement, les gaz teintés en bleu violacé proviennent de la combustion des huiles de graissage, lorsque celui-ci est trop abondant ; les gaz teintés en noir de fumée accusent une combustion incomplète résultant de l'admission d'un mélange trop riche en carbures; les ratés se constatent aussi à l'échappement quand le bruit de celui-ci est irrégulier.

C'est donc d'un mauvais réglage, du graissage et du mélange, que provient l'odeur désagréable répandue sur les routes par les automobiles.

L'application des moteurs à pétrole à la locomotion automobile a eu pour conséquence immédiate d'initier un grand nombre de personnes à la conduite de ces moteurs, et, chose tout au moins bizarre, c'est au moment où l'emploi du moteur à pétrole a supprimé le chauffage que les conducteurs d'automobiles ont choisi le nom de chauffeurs^ alors qu'ils n'ont plus k chauffer. Ce n'est pas la seule anomalie que nous ayons constatée dans les termes employés par les chauffeurs.

Nous entendons constamment parler d'avance à Tallumage; or on n'avance pas Tallumage, on rétablit le moment d'allumage^ mais on ne peut ni ne doit l'avancer.

On établit un moteur à pétrole en arrêtant ses dispositions, géométriques, en choisissant le rapport du diamètre du piston à sa course, et en déterminant ses dimensions pour une force donnée à une vitesse prévue. Cette vitesse varie aujourd'hui dans des proportions très grandes, de 150 à 2.000 tours à la minute ; mais, quelle que soit la vitesse choisie, Tallumage devra toujours se produire au môme point, c'est-à-dire à la fin de la période de compression, moment qui correspond exactement au maximum de compression et au passage du point mort par la manivelle de Tarbre moteur.

Plus la vitesse du moteur est grande, plus il franchit vite le point mort et, par suite, plus il s'éloigne rapidement du point d'allumage ; or, pour une compression donnée, Tinflammation se propage à la masse gazeuse dans le même temps, pendant lequel, selon la vitesse, la manivelle parcourt un chemin plus ou moins grand, formant un angle qui atteint 35 à 40° dans les moteurs à 1.500 tours.

Cet angle, formé par le moment initial d'allumage et le moment de Tinflammation de la masse gazeuse, doit être reporté en avance, c'est-à-dire que, dans les moteurs à 1.500 tours, à inflammation électrique, le contact d'allumage se fait à ^S** avant le point mort, qui est réellement le point d'inflammation. A la mise en marche, ce point est retardé de 35°, et il est rétabli ensuite progressivement^ mais non avancé.

Il faut donc, pour obtenir le meilleur rendement, quelle que soit la vitesse de régime choisie, que les organes qui concourent à produire l'allumage soient réglables pour que l'inflammation ait lieu dans tous les moteurs au moment où le mélange gazeux est à son maximum de compression, ni avant, ni après; car, si l'allumage a lieu avant, l'inflammation donne naissance à un travail qui tend à faire tourner le moteur à l'envers ; si, au contraire, l'allumage a lieu après, les

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gaz se sont partiellement décompressés, et le moteur ne produit plus qu^une partie de sa puissance.

On arrive à déterminer le point d'allumage d'une façon précise en relevant dos courbes au moyen de l'indicateur de Walt, mais pour des vitesses inférieures à 600 tours à la minute seulement. Pour les vitesses supérieures, il est impossible de se servir de cet appareil; le moment d'allumage, dans ce cas, est déterminé par tâtonnements.

A la mise en marche, comme il est impossible de lancer le moteur à sa vitesse de régime, il est indispensable de retarder momentanément Tallumage pour faciliter la mise en marche, sans cela le moteur aurait, comme nous l'avons déjà dit, une tendance à se mettre en marche dans le sens opposé, à faire marche arrière. Dès que le moteur est en marche, on rétablit progressivement le point d'allumage.

Cela n'est pas une nouveauté comme on semblerait le croire, car les moteurs à pétrole datant de 20 années étaient pourvus de ce dispositif.

Par les considérations que nous venons d'exposer, on voit que l'on retarde l'allumage pour faciliter la mise en marche ; mais une fois le moment normal rétabli, on ne peut l'avancer sans troubler le rendement du moteur.

La caractéristique essentielle des moteurs à pétrole est la carburation de l'air qui sert à composer le mélange détonant.

Cette carburation de l'air est obtenue au moyeu de deux catégories d'appareils bien distincts : les carburateurs et les vaporisateurs.

1® On opère a la température ambiante de 20® en employant des carburateurs qui transforment les essences de pétrole (densité 650 à 720) de l'état liquide à l'état gazeux.

2® Les vaporisateurs qui nécessitent le chauiïage préalable d'un vase clos qui sert de vaporisateur et dont les parois sont portées et maintenues à une température de 250° à 400", variable suivant les appareils et la densité du pétrole employés; on peut les classer en trois types principaux A, B, C, tous pourvus de vaporisateurs opérant la carburation de Tairdu mélange

détonant par volatilisation du pétrole, goutte à goutte, à mesure des besoins du moteur.

Dans le type A, la volatilisation s'opère après la pulvérisation du pétrole et en présence du complément d'air nécessaire à sa combustion, dans un vaporisateur séparé, chauffé par les gaz de Téchappement à une température de 150" h SIX)".

Dans le type B^ la volatilisation se fait dans un vaporisateur distinct de la chambre de compression du moteur. Ce vaporisateur est porté par une lampe à une température très élevée qui gazéifie en partie le pétrole; Taddition de Tair complémentaire se fait au cylindre moteur.

Les machines du type C, la volatilisation s'opère dans le prolongement de la chambre et chauffée par les explosions du moteur, avec ou sans pulvérisation.

On facilite la marche en allumage spontané en garnissant l'intérieur de matières réfractaires, ou en faisant venir de fonte des nervures minces que les explosions maintiennent à la température d'allumage.

Nous donnerons quelques-uns de ces appareils, les détails de leur construction et leur fonctionnement.