CHAPITRE II

MWn de cop^ueTio^

Outillage nécessaire à l'exécution

d'un travail parfait

L'Alésage du Cylii)dre

Pour exécuter un alésage parfait, différents moyens peuvent être employés. Il faut, pour les gros moteurs, disposer d'un tour à banc coupé très résistant comme bâti, de manière à éviter le broutage qui pourrait se produire pendant le chariotage. Employer pour le corps du cylindre une fonte très douce (1), et recommander au mouleur de commencer la coulée par la partie arrière ou culasse, de manière que s'il se produisait des soufflures, elles se trouvent dans l'extrémité opposée, c'est-à-dire dans la partie glissante et non dans le voisinage de la chambre

(1) Il existe des moteurs dont le cylindre est en acier, d'autres en fonte malléable, mais la fonte douce a donné jusqu'à présent les meilleurs résultats.

-- Ift -

(1 explosion, car si la moindre porosité se trouvait à cet endroit, ce serait un moteur à rebuter.

L'épaisseur à donner aux parois du cylindre varie entre 2 et 5 millimètres d'épaisseur, suivant le diamètre du cylindre. Ainsi un cylindre en acier pourra avoir de 2 à 3 millimètres d'épaisseur pour un diamètre de piston de 65 à 70 millimètres ; en fonte, il lui faut de 4 à 4 1/2 d'épaisseur.

Un moteur de 70 à 90 millimètres devra avoir de 5 à 6 millimètres d'épaisseur pour la fonte ordinaire naturellement, en acier il pourrait avoir 3 millimètres à 3 millimètres 1/2. Lorsque le chariotage du moteur sera opéré, il devra rester encore au moins i/4 de millimètre à enlever pour finir l'alésage à mesure exacte au moyen d'un porte-lame spécial dont nous donnons ci-dessous le croquis.

Fig. 1

Ce porte-lame se compose d'une barre plate très résistante en acier d'au moins 50 millimètres de largeur, sur 15 millimètres d'épaisseur, et dont le bout est forgé en forme de lame ; deux calottes en bois dur, traversées par deux vis, garnissent chaque côté du porte-lame; on tourne le tout au diamètre exact à donner au cylindre, et l'on donne ensuite la coupe voulue à la lame. L'aiesage obtenu avec cet appareil est absolument parfait

comme diamétrage et polissage, car il enlève les aspérités produites par le chariotage, et donne un commencement de poli à la partie alésée.

Fabricatioi) des 5€gn)ei)ts

Voyons maintenant les segments. Cette partie absolument délicate du moteur, demande un soin méticuleux dans la fabrication. Il est à remarquer que ces segments étant très petits comme diamètre, doivent avoir une élasticité suffisante pour pouvoir être logés dans les rainures du piston. Il faut donc recommander à votre fondeur une matière bien douce. Quelques constructeurs ont employé le cuivre et la fonte malléable comme segments, nous recommandons hautement la fonte ordinaire, très douce pour son élasticité, sa résistance au grippage et sa douceur de frottement.

Supposons le segment découpé sur le tour dans l'anneau de fonte, autrement dit masselette, nous devons lui donner un diamètre un peu plus grand que celui du cylindre, puisqu'il faudra le couper, l'ajuster, le roder, travail qui va le faire fermer et conséquemment diminuer de diamètre. Voyons d'abord quelle épaisseur il faudra lui donner. Le raisonnement dira le plus mince possible, de manière à le rendre très élastique, car s'il est épais il s'ouvrira difficilement et vous le casserez en l'entrant sur le piston.

Voyons maintenant comment il faut procéder pour

obtenir un segment bien rond, quoique certainement il deviendra ovale lorsque nous l'aurons scié. Prenons d'abord un calibre d'alésage. Ce calibre qui va nous servir à ajuster tous nos segments, se compose d'une bague ou anneau de fonte d'un diamètre intérieur exactement semblable à l'alésage de notre cylindre. L*un des côtés aura le bord évasé en cône très allongé et au moins deux millimètres de diamètre en plus sur ce bord, pour permettre au segment d'entrer plus facilement lorsque nous l'ajusterons. Commençons d'abord par scier le segment de Tune ou l'autre des manières indiquées par les fig. 2, 3 et 4, et enduisons de rouge l'intérieur de la bague calibre.

Fig. 2

lEMIlIIlI

Fig. 3

Fig. 4

Qnii

Lorsque l'entaille joint bien et que l'ajustage est parfait, notre segment est devenu forcément ovale, mais

comme il est plus grand que le diamètre intérieur du cylindre, nous aurons la faculté de toucher à la lime douce les parties qui vont être marquées par le rouge lorsque nous chercherons à forcer le segment dans notre bague qui a une entrée assez grande pour lui permettre de pénétrer progressivement en décelant les parties ovales. Nous aurons donc à rajuster à la lime et au grattoir jusqu'à ce qu'il passe à travers de la bague calibre en serrant légèrement. Le rouge devra marquer partout, mdiquant un ajustage parfait, et Tentaille fermer hermétiquement. Un autre moyen plus expéditif pour ajuster les segments, consiste à le prendre sur le tour lorsque Tentaille est faite dans un mandrin pince : on tourne d*abord la moitié du segment, puis on reprend la partie tournée dans le mandrin et on tourne également l'autre moitié, ce système a l'avantage d'être beaucoup plus rapide que le premier, il est pratiqué par tous les grands constructeurs.

Lorsque nos segments sont ajustés et qu'ils sont bien ronds à l'extérieur, il va nous rester à roder le piston et ses segments dans le moteur même. Le piston sans ses segments devra entrer assez juste dans le cylindre avec deux dixièmes de millimètre de jeu à peine. Les entailles dans lesquelles les segments vont se placer doivent avoir un millimètre de moins que le diamètre intérieur du segment, de manière à ce qu'il puisse se logera l'aise dans sa rainure. Ainsi, lorsque le segment est posé dans la rainure du piston, si l'on ferme la jonction, ledit segment doit se mouvoir dans son logement de bas en haut

avec un bon millimètre de jeu, cette condition est nécessaire pour qu'il puisse agir par ressort lorsqu'il travaille en compagnie du piston. Par contre, il devra être juste sur les faces latérales mais ne pas forcer, sans quoi il n'aurait pas d'élasticité et ne s'ouvrirait pas pour rattraper l'usure produite à la longue par le frottement.

Opératioi) du Rodage

Procédons maintenant au rodage proprement dit. Enduisons d'huile et de potée émeri (dite terre pourrie) le piston muni de ses segments. Si le moteur est horizontal, on devra le disposer verticalement, de manière à ce que toute la matière rodante soit répartie uniformément; il ne faut mettre que peu de potée à la fois, et faire tourner ]e moteur à deux cents tours à la minute au moyen d'une transmission quelconque, le moteur devra tourner au moins pendant cinq heures, en jetant toutes les heures une pincée de potée. On obtiendra ainsi un rodage parfait. C'est du reste une question d'examen pour apprécier les résultats.

Lorsque l'opération est terminée, nettoyer le tout à l'essence avant de remettre le piston en place. Le poli obtenu par le rodage n'est jamais brillant, le ton est plutôt mat, ce n'est qu'après un travail de quelques jours que le moteur se glace à l'intérieur.

Cette opération du rodage doit être conduite avec beaucoup d'habileté, il faut juger en examinant le piston

et ses segments si l'épreuve est poussée assez loin, un rodage trop accentué amènera une usure du piston et de ses cercles qui, sous Tinfluence de leur élasticité^ s'ouvriront à la jonction et laisseront repasser pendant la compression.

Travail de l'Accouplen)ei)t

de la Bielle sur le Pistoi)

Beaucoup de constructeurs novices se demandent pourquoi les bielles des moteurs à pétrole sont si petites ; à voir ces tiges grêles transmettant une force de 4 à 5 chevaux, ils se demandent si tout ne va pas casser lorsqu'il y aura un arrêt brusque.

Cette légèreté de la bielle a sa raison d'être, d'abord à cause des vibrations qui seraient bien plus sensibles avec un organe lourd, ensuite à cause de la vitesse qui permet d'adopter des pièces légères cependant incapables de se déformer.

Il est tout naturel que ai le moteur tournait à 100 tours à la minute, par exemple, et que ce moteur soit de 4 chevaux, au premier coup d'embrayage notre petite bielle serait pliée comme un roseau ; le cas n'est pas le même avec les moteurs à grande vitesse, plus ils tournent vite, moins la bielle a besoin d'être résistante. Il v a du reste des théories basées sur la résistance des masses en mouvement, nous ne nous y arrêterons pas, le côté

scientifique n'offrant pas beaucoup d'intérêt à flgurer auprès des démonstrations pratiques et sont plutôt du domaine de l'ingénieur.

Voyons maintenant l'attache de la bielle au tourillon logé dans le piston : ordinairement, dans l'intérieur de celui-ci, deux portées venues de fonte sont ménagées pour recevoir un tourillon qui le traverse de part en part, c'est sur le tourillon fig. 5,que viendra s'adapter l'œil de la bielle motrice A. Une précision absolue doit être observée pour le forage du trou recevant le tourillon. En effet,

si ce trou n'est pas parfaitement parallèle au plan du piston lui-même, il s'ensuivra un hors d'équerre de la bielle qui amènera un grippage immédiat des coussinets de la tête de cette bielle. Dans l'œil de cette bielle, nous pratiquerons des petites gorges à l'intérieur et sur les faces latérales. A, pour ser^■ir de canalisation à l'huile, deux trous graisseurs seront pratiqués de chaque côlé de cet

œil, pour permettre à l'huile de pénétrer facilement ; si le moteur est vertical, la lubrification s'opère bien; s'il est horizontal; il faut prendre une précaution élémentaire que nous allons indiquer. Dans le piston, et juste au-dessus de rattache de la bielle, on fore un trou muni d'un petit tube de cuivre qui vient tomber juste en face de l'un des trous graisseurs de l'œil, Thuile arrive par ce conduit et assure un graissage parfait. Le tourillon et la bielle seront cémentés très fortement: nous donnons plus loin un petit traité de cémentation permettant de bien réussir cette trempe. Dans les pièces de moteurs automobiles, les organes fatiguent énormément, et il faut à la cémentation une certaine épaisseur pour offrir les conditions de résistance nécessaire à un bon fonctionnement. Toutes les pièces ayant passé par la cémentation sont sujettes à déformation, il faut les rectifier, c'est-à-dire les passer sur des machines spéciales qui les recalibrent malgré la dureté du métal. Toutes les maisons sérieuses rectifient leurs pièces, travail nécessaire qui assure au moteur une grande douceur de fonctionnement, et lui permet de donner toute sa force. Lorsque, dans un moteur à grande vitesse, la lubrification de tous les organes est assurée, on peut avec avantage employer les frottements acier trempé sur acier trempé, l'usure est nulle; mais, direzvous, la théorie des frottements qui conseille ceci, cela, etc. PZncore une fois la théorie est mauvaise conseillère en cette occurrence : si la machine dont il est question tournait avec régularité passe encore, mais songez que lallumage, la carburation, la compression,

sont autant de causes de ratés qui vont engendrer des chocs formidables lorsqu'ils fonctionneront mal, et ébranler rapidement toutes les attaches motrices de votre moteur.

Un point essentiel qu'il est bon de désigner, c'est l'importance que l'on doit attacher à la longueur du piston : plus il sera long, moins le cylindre sera sujet à l'ovalisation, plus le travail sur Tarbre coudé sera transmis avec rendement maximum. L'ovalisation nécessite certainement un effort pour se produire, cet effort deviendra nul puisque le guide de la bielle sera très long Considérons qu'un piston de machine à vapeur a sa tige maintenue par la garniture presse-étoupe ; dans le moteur à explosion, rien de tout cela, bien au contraire, il y a d'abord les efforts d'inertie des pièces en mouvement occasionnant des vibrations, d'autres vibrations ensuite occasionnées par les variations de pression sur le piston.

La figure suivante va vous faire connaître théoriquemenl quelles sont les causes amenant l'ovulisation des

Kig. 6

cylindres en démontrant le moment des efforts qui agissent sur le bâti du moteur.

Lorsque l'explosion se produit dans le cylindre elle détermine sur le fond du cylindre une pression que nous dénommerons P', une pression d'égale valeur P est déterminée sur le piston.

Or cette pression P se décompose en deux forces, F et R agissant Tune suivant la bielle et l'autre perpendiculairement à Taxe du cylindre, c'est cette force qui, n'étant pas équilibrée par une tige parallèle à Taxe du cylindre et reliée directement au piston, détermine sur la partie supérieure du piston un coefficient de frottement susceptible d'amener l'ovalisation du cylindre; d'autre part, pendant la compression, le même inconvénient surgit, mais en sens inverse et en de bien moins grandes proportions.

On voit donc la nécessité d'allonger les pistons de manière à opposer à ces efforts un guide naturel qui puisse assurer un bien plus long usage du moteur.

Les mêmes considérations indiquent qu'il faut installer l'attache de la bielle le plus près possible du fond du piston.

Ces cas d'ovalisation s'appliquent aussi bien aux moteurs verticaux qu'aux moteurs horizontaux^ mais il est unaulre point qu'il faut envisager dans les moteurs horizontaux, c'est la légèreté qu'il faut donner au piston afin d'éviter l'ovalisation par excès de poids.

Graissage Auton)atique des Bielles

Dans les moteurs horizontaux, le graissage de la bielle s'obtient plus difficilement que dans les moteurs verticaux. Différents moyens sont employés pour éviter le grippage fâcheux qui guette ces organes. Dans les moteurs où la bielle ne tourne pas dans un carter, on munit le coussinet prenant place sur le vilebrequin d'un graisseur compte-gouttes. Si la bielle tourne dans un carter il est encore bon, malgré cela, de prendre des précautions contre le grippage, en disposant sur le carter et audessus de la bielle motrice un compte-gouttes à débit lent, qui permet de lubrifier au démarrage si Thuile fait défaut dans le bain du carter. Un autre moyen consiste à disposer également au-dessus de la bielle une tubulure aboutissant à un graisseur coup de poing, de temps à autre le conducteur envoie sur la bielle la valeur d'un dé à coudre d'huile, ce système est beaucoup employé depuis quelque temps. Les bielles creuses sont aussi utilisées par certains constructeurs. La bielle est percée de part en part; les uns fixent à chaque extrémité de la partie à lubrifier une mèche de colon et emplissent le milieu de la bielle d'une certaine quantité d'huile : le coton empêche l'huile de s'échapper trop vile. D'autres garnissent Tintérieur de la bielle de graisse consistante que Ton tasse au moyen d'un graisseur à pression dit « StaufTer ». Malgré tout, l'emploi d'un carier est recommandable

pour éviter Tintroduction de la poussière qui forme émeri et aide pour une bonne part à l'usure des organes.

Mais comment arriver à produire léger et résistant? La fonte malléable est tout indiquée, elle permet d'atteindre de petites épaisseurs. Il faut nécessairement étudier le modèle d'une façon sérieuse pour ne pas tomber dans l'extrême, éviter de produire un piston que la première explosion va déformer et mettre hors d'usage. L'étude et la bonne confection du modèle doivent donner une pièce légère et robuste. Nous avons eu en mains un piston en tôle douce emboutie, ingénieusement combiné, mais comme cette nouveauté n'a pas encore fait ses preuves nous ne l'indiquons qu'à titre de simple curiosité.

P" p"^ DES pYCLES & ^UTOMOBILES )

ROGHET- PETIT

Société Anonyme au capital de 2,000.000 de francs Siège Social : 23, AVENUE DES CHAMPS-ËLTSÉES, PARIS

Les Auton)obile5

ROGHET,