CHAPITRE I
Histoire de* moteur* à gnm à, coniiiresslon.
Pages 1 à 53.
Faible intérêt pratique de Thistoire des moteurs sans compression.
— Leur peu d'originalité 1
Caractërisliques essentielles des moteurs à gaz à compression du genre Olto, — Combinaison des quatre périodes : aspiration, compression, allumage, échappement, ou cycle à quatre temps, avec la conservation d'une partie notable des produits de la combustion. — Présence au cylindre, à la fin de la compression, d'un mélange hétérogène offrant à ^allumage son poids le plus riche en gaz. — Démonstration expérimentale de la réalilé de ce mélange et de la nécessité de l'enflammer au point le plus riche spécifié par Otto. — Expériences de Dewar et de sir F. Dramwell 2-8
Lebon (1801). — Moteur à compression à double eflet avec pompes à air et à gaz. -- Première indication nette de l'emploi de la compression, et, par conséquent d'un cycle à quatre temps, mais avec compression préalable hors du cylindre moteur et expulsion complète des gaz brûlés 8
IViight (1833). — Machine très remarquable, à double cfl'et. -- Compression préalable, dans des réservoirs séparés, de l'air et du gaz, combinée avec l'explosion du mélange dans des chambres de combustion séparées du cylindre moteur. — Expulsion complète des gaz brûlés^ avec admission facultative d'un volume d'air comprimé ou de vapeur entre le mélange explosif et le piston-moteur. — Régularisation par variation de la quantité de mélange admis, sans en changer le dosage
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Bamett (1838). — Trois types de machines à compression : un à simple effet, et deux à double effet. — Cycle à quatre temps effectué non pas dans un seul cylindre, mais au moyen de pompes qui en accomplissent trois fonctions : Taspiralion du mélange, sa compression et Tex pulsion totale ou presque totale des gaz brûlés. — Allumage par roriflce d'admission du cylindre moteur, mais seulement dans la machine à simple effet, dont les gaz brûlés sont totalement expulsés. — Allumage par transmission de flamme enfermée dans un robinet 10
Degrand (1858). — Machine à double effet, très inférieure à celle de Wright. — Compression préalable avec expulsion complète des gaz brûlés 13
Siemens (Sir VSrilliam) (1860 à 1881 j. — Moteurs extrêmement remarquables de 18()0, à compression, à combustion continue et à ràgênôrateurs, — Cylindres chauffés par des flammes de gaz. — Transmission par disque incliné. — Allumage par coupelles de platine incandescentes (10; ou partube incandescent (20). — Gazogène automatique per descensum (19). — Changement de marche (19). — Molour à pétrole !^20) avec régénérateur, piston déplaceur, allumage par tube incandescent, vaporisateur alimenté par une pompe à air comprimé et par une injection de pétrole réglable à volonté. Moteur de 1850 (21, à quatre cylindres. Moteur de 1881 (22j. Avantages des régénérateurs (22'. . 17-22
Otto (1861). — Moteur à quatre cylindres accomplissant le cycle à quatre temps tout entier dans un seul cylindre et d'un seul côté du piston moteur y mais chassant complètement les gaz brûlés 22
Million (1861). — Compression du mélange hors du cylindre moteur, conservation hypothétique des gaz brûlés: aucune localisation de l'allumage 23
Beau de Rochas (1861). — Brevet non publié, et brochure sans aucun dessin ;'/'»/' '^i'i'^" du cycle àquatre temps comme celui qu'il faudrait s'efforcer de réaliser dans un seul cylindre, et avec un mélange absolument actif, sinsyiiz brûlés^ comme 0//o, en 1861, mais des deux côtés du pislo)i moteur^ et avec un allumage spontané 25
Otto (1876-1877). — Brevet fondamental de 1876 et brevet de perfectionnement de 1877, constituant le premier moteur à gaz véritablement industriel (27).
Brevet de 1876. — Combinaison essentielle elentièrement nouvelle du cycle à quatre tempSy Qxécuiè dnuii un seul cylindre, f/'uu se u/ côté du piston, £^\ec Idiconser ration d'une partie notable des gaz
TABLE GENERALE ANALYTIQUE \)oo
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IrûléSy de manière k constituer, à la fin de la compression, un mélange hétérogène riche aux environs de rallumage, — Définition, représentation et constitution de ce mélange (30) — Indication du lieu de Vallumage au point le plus riche (28-31). et spécification de son fonctionnement et de ses effets (29-31). — Application du mélange hétérogène à un moteur sans compression (29). " Réglage par variation du volume de mélange admis, sans en modifier le dosage au point riche (31).
Brevet de 1877. — Rappel de la théorie de Tallumage au point riche (34). — Allumage par transport de flamme sous pression : deux dispositifs, avec ou sans canal spécial (34-37). Réglage par suppression complète de Fadmission du gaz (39). — arbre fie distributio7i tournant deux fois jnoins vile que le moteur commandant le tiroir d'admission et d*allumage, la soupape d'échappement et le régulateur. Fermeture mécanique de Fadmission du gaz lors de Farrêt du moteur (39). — Mise en trnin par suppression de la compression (40]. — Tiroir équilibré en partie ou totalement par les gaz de Fexplosion (42).
Caractériiitiques principales du moteur Olto, Sa combinaisoyi essentielle (l}). — Pourquoi celte combinaison conslitue Féssence du moteur Olto (44i. — iXouveauté de celte combinaison (44-45). Pourquoi Olto admet, dans son moleur sans compression, de Fair pur en excès, au lieu d'y retenir les gaz brûlés (41). — Utilité de la conservation des gaz brûlés dans les moteurs à compression intérieure (45); — indifférence relative de celte conservation dans les moteurs à compression extérieure (45). Rôle de Fadmission d'une tranche d'air pur dans les moteurs à compression : ce n'est qu'un moyeu de réglage par le prolongement de la détente (4(3; 27-47
Discussion du mémoire de lieau de Rochas; il ne conserve pas les gaz brûlés comme Olto (48-49). Cette conservation, qui n'est pasoblij^atoiredansun moteur à compression intérieure (4S), mais qui simplifie du tout au tout ces moteurs (48, 53) était considérée, avant Olto, comme imposxtOle par tous les inventeurs (49, 51, 53). Signification réelle de la 4" période du cycle de Beau de Hochas (49), toute différente de celle d'Otto (51). Différence radicale, au point de vue pratique, des cycles d'Otto et de Beau de Rochas (52, 53). Le mélange hétérogène d'Olto est un corps travailleur nouveau (51, 4Sj, sans l'emploi duquel le moteur à gaz moderne n'existerait pas (52, 51). Heau de Rochas n'a pas inventé le cycle à quatre temps (50, 52), réalisé avant lui par Lebon en 1801 (8), avec une compression extérieure, et par Olto en 1861 (50) avec un moleur à compression intérieure, exé-
956 TABLE GÉNÉRALE ANALYTiUCE
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cutant, comme le projelait Beau de Rochas, le cycle à quatre temps dans un seul cylindre, mais d'un seul côté du piston au lieu des deux (50; et en chassant aussi complètement les gaz brûlés Çi2). Allumage spojitané de Beau de Rochas (52, 53). . 47-53 Rôle joué par le Mémoire de Beau de Rochas dans l'histoire des moteurs à gaz (27, 53).
Résumé de l'histoire des moteurs à gaz à compression. Deux grandes dates: Lebon (1801), Otto (1876. Travaux de Siemens eideClerk 53
GHAPITnE II Généralités.
Pages 55 à 113.
La compression. — Avantages d'une compression modérée de 2 1/2 à 3 atmosphères (5i). Inconvénients d'une compression exagérée (56). Influence de la compression sur la température de Texplosion (55). L'avantage de la compression n'augmente pas proportionnellement à la compression: formule de Salanson (56) — Cas d'une détente isothermique (57). Pour un même degré de compression, Tavanlage est d'autant plus sensible que la pression de l'explosion est moins élevée. Avantage des dosages faibles (59, 67). — Influence de la dépression à l'aspiration (61). — Avantage général de la compression (62) : avec détente jusqu'à la pression atmosphérique (^8, 64), avec une même pression d'explosion et dilTérentes détentes (65). — Recul de la limite d^inflammabilitè au delà de 1 de gaz pour 14 d'air en volumes (66). — Avantage d'une flamme d'allumage puissante (57), produite par l'inflammation du mélange hétérogène au point le plus riche (67). — Meilleur dosage : ne peut se déterminer théoriquement doit être en moyenne aussi pauvre que possible (59). Moyens de l'obtenir. Expériences de Salanson et Debuchtjj Brooks et Ste\s;art (67). — Influence de la vitesse du piston. Expérience de Ebbs (68) 55-68
Combustion des mélanges gazeux explosifs 68-77
Expériences de MM, Mallard et Le Chalellicr . — Influence de lintensité de l'allumage. — Refroidissement des gaz dé-
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tonés en vases clos. Gaz permanents (69), mixtes (69), condensablcs (70). — Dissociation : acide carbonique pur 1500* (70), mélangé de Co,0 et Az. (71); vapeur d'eau, dissociation très faible à 3300» (71). Id. pour Foxyde de carbone (71). — Températures de combustion à volume constant déduites des pressions observées et de la loi du refroidissement (71, 72). — C/ialeurs spécifiques des gaz. Acide carbonique (72). Vapeur d'eau (73). Gaz parfaits. Egalité de leurs chaleurs spécifiques moléculaires jusqu'à 3000" (74). — Augmentation des chaleurs spécifiques avec la température(74, 75). Gaz parfaits (75). Acide chlorhydrique (75). Chlore (76). — Températures de combustion à pression constante (76) sans dissociation 68-76
Chaleur de combustion du gaz d'éclairage, 5500 calories au mètre cube •.,.... 77
Influence des parois 77-111
Importance de cette influence (77). bilTèrence entre Tinfluence des parois considérée isolément dans un appareil de laboratoire et leur influence réelle dans un moteur à gaz (78). — Travaux du D' Slaby (78). — Théorie de la combustion dans les moteurs à gaz, La dissociation est inadmissible (79). Réalité de la stratification &Otto (79). Expériences de Lewicki (80). Discussion de Topinion de M. Wilz sur Tinfluence des parois dans un moteur à gaz (81). Difl'érence entre les courbes de détente de Witz et celles observées sur les moteurs (81, 86). Le rendement des moteurs n*augmenle pas avec leur vitesse (82, 83), ni avec la température des parois (84,88). Expériences de lirooks et Steward [88). Valeurs de y dans les moteurs à gaz (86). — Réponse de M. Witz (89). Réponse du D' Slaby, Exactitude des données deTindicaleur (92, 90). Données multiples du travail d'un moteur à gaz (93). L'utilisation de la chaleur est, toutes choses égales, d'autant meilleure que la température propre des parois est plus basse (93). Maxima, dans le moteur essayé, pour de l'eau de circulai ion sorlant à 16** (97). La loi est indépendante de la vitesse (97). Une augmentation de 80® dans la température de Teau de refroidissement diminue le rendement du cycle de 6 à 7 p. 100 99). Chute de tempé- ' rature — /, — /j — dans un moteur Otto (100). Influence du frottement du piaton (101) Influenre de la vitesse du moteur : elle n'augmente pas le rendement (101), augmente la perte à l'échappement et les résistances organiques (101).
Expériences de Dugald Clerk (103). Détonation des gaz en vase clos. Appareil de Clerk (103). Gaz de Glascow (104). Gaz de Oldham (105). Air et hydrogène (105). Augmentation de la
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vitesse de l'explosion avec la richesse du dosage (105). Meilleur dosage (106). On ne doil jamais employer, dans les moleurs sans compression^ un dosage inférieur à 1 de gaz pour 11 d'air (107). L'emploi de Vhydrogène pur serait impralicabie, et sa présence dans le gaz tend à en diminuer la puissance (108). — Refroidissement des gaz brûlés. La pression de l'explosion est toujours notablement inférieure à celle due à la chaleur de combustion (108). L'influence des parois n'explique qu'en partie celle chule de pression (109), pas plus que la variation des chaleurs spécifiques (109)ou la dissociation (109). — Combustion prolongée' pendant la détente (109) d'autant plus que la dilution est plus étendue (110) ; la dissociation agit pendant l'explosion proprement dite (110).
Comment il faut diminuer l'influence des parois (110). Trois moyens à employer; inutilité des chambres de combustion isolées. — Les régénérateurs 111
