CHAPITRE VII

Le Volun^e utile

des C\>Iindrées

Il me souvient avoir vu un jour un constructeur travailler à une machine bizarre ayant Tapparence d'un canon sur son affût ou bien encore un faux air d'armature télescopique.

Je m'approchais perplexe de cet engin mystérieux et m'informais courtoisement du but pour lequel il était créé.

Après une entrée en matière qui mettait le comble à monétonnement, mon interlocuteur me tenait à peu près ce langage : a Comme je viens de vous le dire, tous les constructeurs d'automobiles actuels sont des imbéciles, je vais leur donner une leçon de mécanique qui ne sera pas piquée des vers. Voilà I concevez : ce cylindre est un moteur, il est trois fois plus long qu'un type actuel, et il n'est pas beaucoup plus lourd : un cylindre de taille or- , dinaire ferait quatre chevaux. Moi ! sans augmenter le poids sensiblement, ni Tencombrement, je vais vous en

faire douze. — Hein ! vous dites? — Douze Monsieur! ! douze!!... douze!! sicen*est pas quatorze. Je ne puis pas vous dire au juste, mais tout ce que je sais c*est que ca doit

Je ne lui donnai pas le temps de répondre et lui dis : c Je suis acheteur pour un demi-cheval i». Dix secondes après j'étais dehors, poussé par dix bras vigoureux : contre-maître et ouvriers s'étaient unis à leur patron pour me faire savoir, avec arguments à l'appui, que le jugement de leur maitre était sans appel.

Depuis deux ans, le moteur est toujours sur son bâti attendant les treize chevaux et demi qui lui manquent, et les imbéciles de constructeurs attendent toujours la leçon de mécanique promise... Donc, ce mécanicien né malin s'était dit : je vais augmenter considérablement le volume de la cylindrée et le moteur va faire une force !... mais une force !!!

L'idée est séduisante, par ma foi! Mais pensons à l'admission et pensons encore plus à l'évacuation. Il nous faudra réellement des soupapes comme des assiettes et une course immense pour assurer la totalité de l'admission. Sera-t-il possible, dans un temps d'aspiration ausS|i court que celui mis par les moteurs à grande vitesse à accomplir ce temps; sera-t-il possible d'obtenir seulement la moitié de la cylindrée ? Et la compression, à combien d'atmosphères sera-t-elle poussée ? A un quart d'atmosphère peut-être, alors que les moteurs actuels marchent avec deux et trois. Supposons la cylindrée complète. Où serait le bras d'acier capable de lancer un tel moteur?

Où serait le carburateur ayant une surface d'évaporation capable d'émettre une telle quantité de gaz?

Les moteurs actuels ont été calculés pour fournir, avec une cylindrée, une évacuation et une aspiration données, le meilleur rendement possible.

Augmenter la chambre d'explosion sans augmenter aussi la course, ne donne pas des résultats appréciables. Si nous voulons admettre une plus grande quantité de gaz, souvenons-nous que la vitesse du piston est supérieure à la vitesse de l'admission, supérieure à l'explosion, supérieure enfin à toutes les fonctions vitales du moteur : donc créons une lenteur calculée, traduite ici par une plus longue course, qui mettra plus de temps à se produire et permettra d'admettre la quantité de gaz voulue. Mais remarquons bien ceci, c'est que les organes d'admission et d'évacuation devront être augmentés également pour arrivera une réelle augmentation de force. Le trou capillaire qui laisse passer le jet d'essence dans le pulvérisateur devra aussi subir un agrandissement ; si c'est le barbottage, la surface d'évaporation devra devenir plus grande. Ce n'est qu'en observant toutes ces règles, dictées par la plus élémentaire des réflexions, que l'on arrive à voir ses eflbrts couronnés de succès.

Si Ton compare les volumes de cylindrée des moteurs les plus en vogue, on voit qu'ils ne s'éloignent pas beaucoup l'un de l'autre, suivant leur course et leur diamètre d'alésage.

Ainsi prenons un moteur de 120 millimètres de course, alésage 90 millimètres ; le volume de la cylindrée sera 753 centimètres cubes.

Un moteur de 125 millimètres de course, alésage 85 millimètres, aura une cylindrée de 790 centimètres cubes.

On voit que ce que Tun perd en course, il le regagne en alésage et vice-versa, et le volume de la cylindrée reste à peu près le même .

Si dans Tun ou Tautre cas, Ton augmente la course du piston sans augmenter Talésage, on arrive inévitablement à une augmentation de cylindrée qui équivaut à une augmentation de force. Il faut suivre naturellement les proportions d'évacuation et d'admission voulues pour un plus grand volume de gaz.

Ainsi dans un moteur de 84 millimètres d'alésage, 125 millimètres de course, le volume de la cylindrée sera 696 centimètres cubes.

Le même moteur avec une course de 140 millimètres, aura une cylindrée de 890 centimètres cubes,

On voit donc que l'explosion sera plus forte et la vitesse du moteur restera malgré cela sensiblement la même. La capacité à donner à la chambre d'explosion se cherche par tâtonnement dans les moteurs à allumage par tubes de façon à trouver le joint précis d'allumage. Dans le moteur à allumage électrique, les essais du concours de moteurs d'Aubervilliers ont démontré que la capacité de la chambre d'explosion devait être égale au 1/4 du volume de la cylindrée pour obtenir un bon rendement ainsi qu'on le verra dans la 2« partie de cet ouvrage.

Il est certain que le volume d'une cylindrée peut varier

de quelques centimètres cubes, sans pour cela influencer beaucoup la force du moteur ; mais, comme nous le disions précédemment, il se posera d'ici quelque temps une question d'économie d'essence, qui amènera les constructeurs à faire des essais de force avec des cylindrées différentes et sur des compressions également différentes.

Il leur faudra nécessairement étudier les lois fondamentales de Bayle, Mariotte ou Gay Lussac, sur la théorie thermodynamique des gaz parfaits; nous voulons dire connaître simplement cette théorie, car dans les moteurs à essence qui nous occupent, les gaz émis par le carburateur sont loin de suivre exactement ces deux lois; mais dans Tensemble il y a un accord qui permet de connaître ce qui se passe théoriquement dans le moteur à quatre temps. (Nous disons théoriquement, car si le moteur marchait avec la donnée théorique, nous ne devrions pratiquer aucune avance à 1 échappement, ce qui, on Ta vu précédemment, est de toute nécessité dans la marche du moteur à essence.)

Nous nous sommes inspiré de ces lois pour déterminer le volume utile d'une cylindrée de moteur à grande vitesse, mais nous devons dire que ces connaissances ne nous ont pas amené aux résultats que nous attendions, le moteur à essence n'a pas assez de régularité de marche pour pouvoir donner aux vitesses différentes qu'il acquière, pour une cause ou pour une autre, des diagrammes sur lesquels on puisse baser de sérieux calculs : La loi de Bayle s'exprime ainsi, formule p *'=

Pi "4 = C, ce qui revient à dire, qu'une variation de présence de gaz équivaut à une variation proportionnelle du volume. Eh bien ! pour avoir dans un cylindre deux litres de gaz à pression atmosphérique, c'est-à-dire sans exercer aucune pression sur ce gaz, cette loi nous dit que si nous doublons la pression atmosphérique, le volume du gaz diminuera de moitié. En suivant à la lettre les données fournies par les ouvrages traitant les lois de Bayle et de Gay Lussac, il semble facile de déterminer le volume utile d'une cylindrée, pour fournir sur Tarbre une énergie dynamique de tant de kilogrammètres, en tenant compte de la pression adiabatique en a ordonnées d et du volume de la cylindrée, soit Tisentropique « en abscisses i>, mais il faut aussi tenir compte de la chute de la température pendant la détente, chute qui varie énormément avec la vitesse. Dans le moteur à essence, Téquivalent mécanique de la chaleur, ou nombre de kilogrammètres correspondant à une calorie, ne peut être constant en aucun cas que ce soit : les différences de vitesse du moteur, correspondant avec la diflférence de vitesse du véhicule, qui sert un peu de volant au moteur (grande vitesse), ou qui n'en sert pas (petite vitesse en côte), amènent des perturbations correspondantes à des différences de chaleur du moteur qui, travaillant plus ou moins vite, anéantit tous les calculs possibles.

Pendant plus d'un mois, nous nous sommes acharnes à vouloir démontrer par le calcul, ce qui doit se passer théoriquement dans un moteur à essence. Mon collaborateur, vieux chimiste distingué, couvrait des tableaux

d'équations sur lesquelles nous discutions des heures entières ; lorsque nous n'étions pas d'accord sur les résultats, ce qui arrivait très souvent, une nuée noire d'arguments, aussi noire que les lunettes derrière lesquelles il me regardait, fondait sur moi ; j'en prenais bonne note, mais la pratique arrivait, peu de temps après, démontrer par

un arrêt du moteur, que le calcul était encore une fois démenti par l'empirisme vainqueur. Donc l'expression calorimétrique de rendement varie sur la route à tout moment, et a pour cause les variations atmosphériques, les déclivités du sol, les cahots, etc..

Nous avons établi des diagrammes pour contrôler les variations de force d'un moteur. Pendant une excursion de 50 kilomètres, ce moteur de 4 chevaux effectifs, a donné des différences de force variant de 1 cheval 1/2 à quatre che\aux, et cela constamment, suivant la bonne ou mauvaise carburation et l'état de la route. On voit donc qu'il faut établir des moteurs beaucoup plus puissants que ceux indiqués par le calcul.

Sur la Vitesse

des Moteurs à vide

Si vous avez un moteur bien conditionné, lorsque vous le ferez tournera vide, il devra prendre une vitesse vertigineuse ; quoique cette épreuve ne signifie pas

grànd'chose par elle-même, elle a cependant sa raison d'être et peut servir de point de comparaison.

Admettons que votre moteur, essayé au compte-tours, vous donne 1,500 tours, ce qui, pour le diamètre de votre cylindre et sa course, ne vous semble pas suffisant ; admettons également que vous n'ayez pas sous la main un frein d'essai pour mesurer sa puissance : votre comptetours vous renseignera de temps à autre sur les progrès que vos modifications vont amener dans la marche du moteur. Trouvez-vous demain 1,600 tours? Vous pouvez être persuadé qu'il y a progrès ; après-demain avez- vous 1,800 tours? Vous avez fait un pas énorme, votre moteur fait de jour en jour plus de force. Mais remarquons bien une chose, c'est que plus il augmentera en diamètre, moins il tournera vite ; n'essayez pas, par exemple, à l'heure actuelle, de faire tourner à vicje un moteur de 90"" d'alésage à plus de 1,500 à 1,600 tours, ce serait peine perdue, la vitesse angulaire d'un moteur de ce diamètre, en plein travail, est d'environ 700 à 750 tours. Mais néanmoins, avec les progrès qui s'accomplissent tous les jours dans la construction, cette vitesse des moteurs augmentera sensiblement.

Comparons un peu les vitesses à vide des différents genres d alésage et de course ainsi que leur vitesse de régime en travail :