CHAPITRE VIII

Motear Dugald Glerk. — Motear Benz. — Moteur Ravel. — Moteur

Day. — Moteur Bénier.

Nous avons dit que les moteurs du second type se divisent en trois groupes ; nous étudierons d*abord ceux qui fonctionnent à deux, temps. A ce groupe appartiennent les premiers moteurs à compression qui aient été inventés. A l'origine, ces machines fonctionnaient comme celles du premier type : le mélange était aspiré pendant une partie de la course avant, puis enflammé, et l'explosion poussait le piston jusqu'au bout de sa course ; la seule différence, c'est que le mélange introduit était comprimé, au lieu d'être à la pression atmosphérique. Le succès du moteur Otto engagea un certain nombre d*inventeurs à utiliser le même cycle, mais en cherchant à avoir une impulsion par tour, afin de rendre la marche plus régulière que dans les moteurs à quatre temps. Malgré cet avantage évident, les moteurs à deux temps ne semblent pas destinés à remporter,car la consommation de gaz est plus considérable et le mécanisme est plus compliqué, puisqu'il faut un second cylindre pour effectuer la compression. Nous décrirons d'abord le moteur D. Clerk, qui peut servir de type à tous ceux de cette série.

J. Lefèyae. Les Moteurs. 12

202 MOTEURS A GAZ DU SECOND TYPE A DEUX tEMPS

Moteur Dugald Clerk.

Le type des moteurs à deux temps est celui qui a été inventé en 1879 et perfectionné en 1887 par M. Dugald Clerk.

Description. — Ce moteur (fig. 60) se compose de deux cylindres horizontaux et parallèles : Tun est le cylindre de travail ; l'autre, nommé déplaceur y fonctionne comme une pompe, car il aspire les gaz et les refoule dans le cylindre principal. Le piston du déplaceur aspire, pendant la première moitié de sa course, un mélange détonant au septième, et de l'air pur pendant la seconde moitié. A. ce moment, le piston moteur est encore dans sa course avant, qu'il termine lorsque le premier piston est déjà au milieu de sa course arrière, le.s deux cylindres étant mis en communication.

Fonctionnement. — Si Ton admet que les couches gazeuses restent stratifiées dans leur ordre d'entrée, on voit que le piston du déplaceur refoulera d'abord dans le cylindre de travail une couche d'air pur, qui le nettoie et expulse les produits de la combustion par la soupape d'échappement. Celle-ci se ferme ensuite au moment voulu ; c'est alors le mélange tonnant qui est introduit dans le cylindre du moteur, puis comprimé par le piston dans la chambre de combustion. L'explosion se produit à la fin de la course arrière et pousse le piston en avant ; les produits de la combustion se détendent et l'échappement commence vers les trois quarts de la course avant.

L'expérience montre que, en réalité, la stratification des couches gazeuses est toujours assez imparfaite,

MOTEUR DUGALD GLERK 203

de sorte que Tair introduit dans le cylindre moteur pour chasser les produits de la combustion précédente entraîne toujours un peu de gaz, qui se trouve perdu ; mais on a Tavantage d'expulser du cylindre toute matière enflammée susceptible de produire une explosion prématurée, et Ton obtient une explosion plus rapide et une combustion plus complète. D'un autre côté, la détente des gaz brûlés n'est pas très considérable ; c'est le point faible de cette machine.

D'ailleurs, le moteur D. Clerk est d'une construction extrêmement simple, ne comporte aucun engrenage et marche régulièrement et silencieusement. Le piston moteur actionne l'arbre de couche par une bielle et une manivelle ; le piston de la pompe est commandé par un bouton, fixé sur l'un des bras du volant, à 90** de la manivelle, et avec une légère avance.

Dans cette machine, comme dans tous les moteurs à deux temps, il n'y a pas besoin d'arbre de distribution tournant deux fois moins vite que l'arbre de couche : le tiroir qui produit la distribution et l'allumage est commandé par un excentrique calé directement sur l'arbre de couche. L'échappement se fait par une série annulaire d'ouvertures pratiquées sur la surface du cylindre principal, vers le milieu de sa longueur: il commence dès que le piston, dans sa course avant, découvre ces orifices, et se termine seulement quand il revient les masquer dans son mouvement de retour. Le régulateur agit en supprimant l'admission quand la vitesse devient trop grande. Le cylindre est refroidi par un courant d'eau.

Self-Starter. — Ce moteur est muni d'un self- starter

particulier. Ce dispositif, décrit plus haut (page 176), consiste à comprimer dans un réservoir une certaine quantité de mélange tonnant à 5 kilogrammes environ. Pour mettre en marche, on introduit ce mélange dans le déplaceur, vers le premier quart de sa course» de sorte qu'il refoule le piston à fond de course ; l'impulsion communiquée ainsi au volant renvoie ce piston en avant et fait passer la charge dans le cylindre mo- ^ teur, où une explosion se produit et détermine la j marche régulière de l'appareil.

Moteur Benz.

Dans ce moteur (fig. 61), la compression du mélange tonnant se fait dans le cylindre de travail lui-même, bien que la marche soit à deux temps ; néanmoins l'appareil comporte une pompe chargée de refouler seulement le gaz d'éclairage, et un réservoir à air comprimé, alimenté par le piston moteur lui-même.

Supposons le piston P à l'extrémité arrière de sa course, comme le montre la coupe verticale de la figure 60 ; la chambre de compression, placée derrière lui, est remplie de mélange tonnant comprimé : Texplosion se produit et pousse le piston en avant, tandis que les gaz brûlés se détendent. Dès que le piston, dépassant le point mort, revient en arrière, la soupape d'échappement b s'ouvre; puis, après 1/30 de seconde, une deuxième soupape a s'ouvre également et le réser- j voir E envoie une charge d'air comprimé, qui balaie | pari les produits de la combustion. j

Les deux soupapes a et ô se referment dès que le

piston P est arrivé au milieu de sa course arrière ;

nais la soupape S s'ouvre aussitôt, et la pompe A'

MOTEUR BESZ

eaToie dans le cylindre A, rempli d'air comprimé, une charge de gaz, également comprimé, qui complète le mélange détonant ; puis l'explosion se produit de nouveau à la an de la course arrière.

Fin. 62. — Molaur Benc : coupes borizoutalfl et vorlLcalo.

La pompe A', placée à côté du cylindre moteur A,

reçoit le gaz par un conduit supérieur et par une soupape d*aspiration que gouverne le régulateur ; son piston plongeur P' partage le mouvement du piston moteur P, les deux tiges étant reliées par une traverse. Le gaz est d'abord comprimé dans le cylindre A', la soupape S ne s'ouvrant qu'après la fermeture des soupapes a et b; cette soupape S est appliquée sur son siège par un ressort et ne s'ouvre que lorsque le levier à coin h, commandé par la tige d et par un excentrique spécial, calé sur Tarbre moteur, agit sur la tête g.

Le réservoir d'air E est alimenté par le piston moteur P, la partie antérieure du cylindre A jouant le rôle de pompe aspirante et foulante. L'air est appelé du dehors par le tiroir plat E' et vient ainsi rafraîchir les parois intérieures du cylindre A ; en outre le tiroir E', ne subissant que le contact de l'air pur, s'échauffe très peu.

Les soupapes a et 6 sont commandées par une contremanivelle de l'arbre de couche et une tige oblique, qu'on voit sur la figure 61 ; cette tige actionne le levier C, placé sous le cylindre, au moyen de l'arbre transversal/? et d'une sorte de came oscillante D, qui soulève le levier C et par suite les soupapes à ressort a et b.

Un pendule conique règle la quantité de gaz admise dans la petite pompe. La vitesse est de 120 à 130 tours, suivant la puissance. Le cylindre est refroidi par un courant d'eau. La consommation de gaz est de près de 1000 litres par cheval-heure effectif.

Moteur Ravel.

M. Ravel a imaginé, depuis 1877, plusieurs types de moteurs à gaz. Il s'est proposé, en dernier lieu,

J. Lefèvre. Les Moteurs. 12.

21Ô MOTEURS A GÀZ t>U SECOND TYPÉ A DEUX TEMPS

« d'obtenir, sous un volume restreint, un moteur très simple, dont le piston puisse atteindre de grandes vitesses, sans présenter les dangers et les inconvénients inhérents aux machines à grande vitesse, et dont la marche régulière puisse le rendre propre à la commande directe des dynamos. » M. Ravel a donc cherché à obtenir une grande vitesse de détente, afin de diminuer la dépense de combustible, et il est arrivé en même temps à diminuer le prix de revient du moteur.

Ce moteur est vertical et du type pilon (fig. 63) : le cylindre est placé au haut d'un bâti creux, formant une chambre fermée de compression, de sorte que le piston est moteur par sa face supérieure et compresseur par sa face inférieure. La machine repose sur un socle, qui est également cçeux et sert aussi de réservoir de compression : ce réservoir communique, par deux tuyaux verticaux munis de soupapes, avec le réservoir du bâti et avec la chapelle d'admission placée à la partie supérieure du cylindre. Le gaz et Tair pénètrent d'abord dans le bâti par une chapelle d'aspiration disposée sur le bâti, à mi-hauteur, et qui renferme une soupape mue par un excentrique. L'expulsion des gaz brûlés se fait par une couronne de lumières placées à la base du cylindre et que le piston démasque à la fin de sa course avant.

Supposons d'abord que le piston, arrivé au bas de cette course, commence à remonter : il aspire le mélange tonnant par sa face inférieure et le fait pénétrer dans la chambre du bâti ; en même temps, sa face supérieure refoule les gaz brûlés et les chasse au dehors, jusqu'à ce qu'il soit venu masquer la couronne

MOTEl.'R RAVUL 211

de lumières. A ce moment, la soupape d'admission

Fio b3 — MolBui

s'ouvre pendant un instant, sous l'action d'un excen-

trique, et laisse entrer dans le cylindre la charge de mélange tonnant, provenant de la chambre du socle ; ce mélange est ensuite comprimé par le piston et allumé à la fin de la course arrière. L'explosion chasse ensuite le piston en avant, et l'impulsion se continue jusqu'à ce que les lumières de décharge se trouvent découvertes. En même temps, la face inférieure comprime le mélange renfermé dans la chambre du bâti et le fait passer dans celle du socle.

Lorsque la vitesse augmente, la pression du mélange contenu dans le socle tend à augmenter aussi. Un clapet modérateur s'ouvre alors et laisse repasser une partie de ce mélange dans la chambre du bâti ; la pression augmentera donc dans cette chambre, et le piston, en se soulevant, aspirera moins fortement le mélange. L*efFet contraire se produira si la vitesse diminue. Le réglage s'obtient ainsi très simplement.

Ce moteur est à grande vitesse, 480 tours pour le modèle de 2 chevaux. La chambre d'explosion est refroidie par une circulation d'eau et la partie inférieure du cylindre par de larges ailettes.

Moteur Day.

Ce moteur est analogue au précédent et d'une construction extrêmement simple. Il est aussi du type pilon, et possède, au-dessous du cylindre, une cavité close, renfermant la bielle et la manivelle et servant de chambre de compression. Il n'y a pas de soupapes : toutes les manœuvres se font par des orifices qui se trouvent démasqués successivement.

Le piston, dans sa course avant, comprime le mélange dans la chambre du bâti et découvre, au-dessus

de lui, d'abord l'orifice d'échappement, puis celui d'admission. Pour éviter qu'une partie du mélange tonnant s'échappe par la première ouverture, une lame dirige le courant gazeux vers la partie supérieure du cylindre. Le piston, en remontant, aspire le mélange dans la chambre du bâti ; en même temps, il terme successivement les deux orifices d'échappement et d'admission et comprime le mélange renfermé dans le cylindre. L'explosion se produit, au contact d'un tube incandescent, par le seul effet de la pression.

Ce moteur peut tourner dans les deux sens et possède une vitesse considérable, supérieure à 300 tours.

Moteur Bônier.

Cette machine est disposée pour être associée avec le gazogène du même inventeur, que nous avons décrit plus haut (page 151 ). A côté du cylindre moteur D (fig. 64 et 65) est fixée une pompe de compression formée de deux cylindres A et B, de diamètres différents, dans lesquels se meuvent deux pistons. Le premier appareil aspire de l'air pur par une soupape «, non figurée ; le second aspire le gaz pauvre par la soupape b. Les deux fluides sont ensuite refoulés, par la soupape c, dans la boîte de mélange C, puis difi'usés dans le cylindre D, à travers les orifices S. L'échappement se fait par les ouvertures h, placées aux 5/6 de la course avant, de sorte qu'elles restent ouvertes pendant le dernier sixième de cette course et pendant le premier de la course arrière. Le fonctionnement est semblable à celui dès appareils précédents.

Afin de balayer complètement les gaz brûlés, la pompe A agit d'abord seule et envoie de l'air pur : le

mélange tonnant est introduit ensuite, après que le

piston moteur a masqué les ouvertures h. Voici com-

MOTEUR BÊNIËR 2l5

ment ce résultat est obtenu : comme les deux pompes

ira

fonctionnent ensemble et que leurs cylindres sont en

communication permanente par les tuyaux de refoulement et la boîte C, on a interposé, sur le tuyau de refoulement de la pompe B, une soupape qui empêche cette pompe de se remplir d'air pendant la première période de Taspiration, l'air arrivant plus facilement que le gaz, qui est aspiré à travers la couche de combustible du gazogène. Cependant la soupape dont nous venons de parler ne se ferme qu'incomplètement, de manière à laisser pénétrer seulement la petite quantité d'air nécessaire pour remplir le tuyau de refoulement ; la position de la soupape se règle par un écrou. La proportion d'air et de gaz pauvre dans le mélange tonnant est déterminée par le rapport des sections des cylindres A et B.

Régulateur. — Le régulateur est placé en /, sur le côté du cylindre moteur; il commande un papillon, qui règle l'entrée du gaz en b, suivant les besoins. On peut reprocher à ce dispositif que, si l'admission de gaz devient trop faible, on a un mélange pratiquement inexplosible : une certaine quantité de gaz traverse donc inutilement le cylindre D et s'échappe sans avoir été brûlée, ce qui constitue une perte.

Des essais eflFectués sur une machine de 5 chevaux ont indiqué une consommation de 800 grammes de charbon maigre par cheval-heure effectif ; un moteur de 10 chevaux consommerait 650 gr. et un de 15 chevaux 598 gr.