C -. RA ^ 0,265 - ^''^''^^^^^ X
On peut vérifier, en passant, que la valeur du rapport --
est de :
MOTEURS A GÂZ 493
Cette valeur diffère donc de la constante (/=: 1,41, que Ton a trouvée pour les gaz parfaits.
Ayant la valeur de c, on peut trouver la température de combustion ; en effet, on sait désormais que les i4**ff,83 de mélange détonant fourniront 10.500 calories en s'échauffant à volume constant avec une chaleur spécifique de 0,194.
En appliquant la formule :
on aura pour valeur de la température d'explosion :
en supposant que la température'initiale t soit de 0^. Ce serait la température des gaz, si la combustion était parfaite et complète, sans dissociation et en supposant les parois parfaitement adiabatiques.
En réalité, il n'en est pas ainsi : la chaleur spécifique ne demeure même pas constante aux températures élevées. Toutes ces considérations interviennent pour abaisser considérablement la température, qui serait d'ailleurs beaucoup trop élevée pour les appareils.
Si Ton recommençait le calcul qui précède, en supposant que la quantité d'air, au lieu d'être strictement celle nécessaire à la combustion, fût notablement plus élevée, on verrait le chiffre de la température s'abaisser considérablement!
Pression produite par l'explosion. — Si l'on suppose que l'explosion s'effectue à volume constant, on aura pour équations des deux états extrêmes :
pv = RT et p'v = RT' ;
d'où Ton déduit :
494 MACHINES THERMIQUES
Si la température initiale est de 0*>, on aura :
= ^.o =13 environ, p 273
Comme p =: 1 atmosphère, la pression due à Texplosion atteindrait 13 atmosphères.
En réalité, comme pour la température, la pression maxima reste fort au-dessous de ce chiffre, parce que la température T' est elle-même bien inférieure à Thypothèse.
Régime de l'explosion. — Compression. — D'après les expériences de MM. Berthelot et Vieille, le changement brusque de constitution chimique d'un mélange explosif, qui constitue la détonation, se propage sous forme d'onde explosive par un mouvement ondulatoire. La vitesse est la même, que les gaz soient à pressions ou à volumes constants. La vitesse de la flamme est la même que celle de Tonde explosive. Les vitesses de détonation atteignent et dépassent 2.500 mètres par seconde, pour certains mélanges explosifs.
La présence des gaz inertes dans le mélange détonant peut empêcher l'explosion et la transformer en inflammation simple.
Quand la température théorique de l'explosion s'abaisse au-dessous de 1.700*, l'explosion n'a plus lieu.
Au contraire, une compression du mélange fait passer du régime de combustion à celui d'explosion.
La compression augmente la vitesse de propagation de la tlarame et diminue le refroidissement par les parois. De plus, elle augmente le rendement, comme on peut s'en convaincre.
Si l'on suppose, en effet, que l'on comprimé adiabatique
ment le gaz dans le rapport -5 on aura :
On a eu (p. 40) pour une détente ou compression adiaba-
tique :
T» ~ \vj Or :
d'où :
(1) T, = ToKT-'.
Dope la nouvelle température sera IV Le travail sera (p. 41) :
^U = J (T< - To).
Si q est la capacité calorifique de i kilogramme du mélange qui détone à volume constant, la température maxima sera :
Ta = T, -1- ^.
Après l'explosion commence la détente adiabatique ; la température finale s'obtiendra de la même façon que l'équation ({) ci-dessus, mais en remarquant qu'il s'agit d'une détente au lieu d'une compression, et l'on aura :
Le travail aura pour expression :
Et l'on aura pour travail réel :
C^ = r^a - ç^ ^ f (To- T, + Ta - Ta),
et comme :
496 MACHINES THERMIQUES
on a:
Si on évalue T3, Ton a :
En remplaçant et en remarquant que c disparait, on a :
-U'-an
expression dans laquelle T augmente si on augmente K, cVstd-dire la compression du mélange. •
Le principe de la compression signalé par Lebon, en iSOi, a été affirmé par Wright (1833), par Milon (1861) et pai* M. de Rochas en 1 862. Il a été industriellement réalisé par Otto, dans sa fameuse machine de 1877.
Dans les moteurs à gaz, Tallure de Tinflammation participe à la fois de la combustion et de la détonation. Cela dépend d'ailleurs d'influences multiples, telles que la compression du mélange, le rayonnement des parois, la vitesse, Fallumage, etc.
La pression maxima, dans une machine où rinflammaiion
des gaz se fait dans de bonnes conditions, est atteinte en -^
de seconde ; elle s'abaisse ensuite, sans que Ton puisse déterminer le point précis du maximum.
Quand la vitesse du piston augmente, le maximum s'éloigne du point de départ du piston ; la flamme ne peut suivre le piston. C'est là up régime défectueux qui cause une perte de travail.
La (liasociation, c'est-à-dire la décomposition en leurs éléments des gaz du mélange détonant, peut se produire sous l'influence de hautes températures. Alors la combustion s'arrête, ainsi que l'accroissement de température. Enfin l'influence des parois paraît être considérable; il semble important d'opérer la détente avec rapidité, pour affaiblir cette influence.
Classification des moteurs à gaz. — Suivant que le mélange détonant n'est pas ou est comprimé avant son inflammation dans le cylindre, on divise les machinesà gaz en deux catégories : • Machines sans compression ;
Machines à compression.
Dans la première catégorie on rencontre une division spéciale de moteurs, dans laquelle le gaz subit, au contraire, une dilatation et qu'on appelle les machines atmosphériques, et ensuite les divers types de moteurs sans compression préalable.
Dans la deuxième catégorie on divise les moteurs à compression en deux classes : ceux à explosion sous pression constante, et ceux à explosion sous volume constant.
Enfin une troisième catégorie comprend divers moteurs particuliers, tels que les moteurs à double effet, compound, aux gaz pauvres, etc.
§ 2. — Moteurs a gaz sans compression
Dans les moteurs de cette catégorie, d'une façon générale, il se produit quatre phases, qui sont :
1® L'aspiration du mélange tonnant à la pression atmosphérique ;
2* L'explosion à volume constant;
3° La détente ;
4<» L'évacuation des produits brûlés.
Les trois premières phases constituent la course motrice ; et la dernière, la course rétrograde résistante.
On a reconnu que leur travail était inférieur à celui des moteurs à compression. En revanche, l'iniluence des parois est moindre, et leur mécanisme plus simple, ce qui tend à augmenter leur rendement.
Machines atmosphériques. — Dans ces machines, la détente est poussée à l'extrême, de telle façon que la pression finit par s'abaisser uu-dessous de Ui pression almosph<''rique, de sorte que, pendant l'expulsion des gaz, la pression devient motrice, au lieu d'être résistante.
MACHINE» A VAPEUH. 3-
MACHINES THERMIQUES
Dans ces condilious, le diagramme afTecte la forme cicontre ifig, 363) ; AA' étant la ligne de pression atmosphérique, le mélange est d'abord aspiré pendant la course 06, à une pression un peu inférieure à Tatmosphère ; Texplosion fait ensuite
FiG. 363.
monter la pression à son maximum m pendant la course be; la détonte se produit, et la pression s*abaisse à rfn, inférieure à la pression atmosphérique-; puis, pendant Texpulsion de gaz, la pression remonte pour atteindre et dépasser la pression atmosphérique.
Le type du moteur atmosphérique est la machine Otto et Lanyen.
Machine Otto et Langen {fig, 364 et 364 bis), — Dans cette machine, le cylindre est vertical et entouré à sa base par une cnvoloppo réfrigérante. La distribution du gaz se fait à la partie inférieure, et Tinilammation est produite par un bec de ijaz spécial. La tiije du piston est une crémaillère qui engrène avec uno roue dentée R, placée sur l'arbre moleur (/ï(^. 364 bis.. Cotte roue est fixée à l'arbre de telle façon que le piston transmotte tout le travail à Tarbre à la descente et rien à la montée. A cet effet, elle porte intérieurement un rochet, qui peut coincer à la descente des rouleaux d'acier A, tandis qu'il les
MOTEURS A CAK 499
laisse libres à la montée. Ces rouleaux entraînent le moyeu fixé sur l'arbre.
Lu diïtribulioQ esl commandée par un arbre auxiliaire, mû par un engrenage de diamètre égal à celui placé sur l'arbre moteur. Cet arbre 0 porte Jeux excentriques E.R', montas fous sur l'arbre ; l'un commande le distributeur, l'autre a pour fonction de i-elever légèrement le piston pour aspirer le mélange explosif. K cet effet, celuici agit sur un levier L, ose j llan t au tour du point lixe P, qui soulève luimême un taquet de lu crémaillère, et celle-ci
elle-même pendant —
de la course, volume représentant l'admission.
Un dispositif assez compliqué permet de ne produire le mouvement
des excentriques que 3W. — Fm. «oMur ■ ir>' Oiio et Langen. pendant une période déterminée de la course.
La délonation lance violemment te piston à la partie supérieure ; la pesanteurseule détruit lu force viïe communiquée. On sait que, pendant cette ascension, le piston n'entniine pas l'arbre moteur ; l'action serait d'ailleurs beaucoup liop brutale. La pression diminue pendant la délente et descend jusqu'à la valeur de la pression atmosphérique ; par sa forcivive, ie piston dépasse ce point et la pression diminue enCDri-. Quand le piston esl arrivt"' au sommet de sa course, il faut que toute la puissance vive soit transformée en travail et que
500 MACHINES THERMtQCES
le piston soit arrêté. A la descenle, la pression almosph^ri((ue agit et rend doucement le travail de la montre, tandis queréctmppemenldes gazttc produit par la partie inférieure.
■miimi
Ce moteur, (|ui ronwmme miiinfi de ( mèlre cube de gax à l'heure, mt^rae pijur de trth petites forces, a été en faveur à son apparition. Son mécanisme est compliqué, et sa marche bruyante, li est à peu près abandonné aujourd'hui.
Moteun ssiib compression proprement ditp. -- Dans ces
machines, les dépressions qui peuvent se produire à certaines périodes du fonctionnemenlsont trts peu imporlantes. L'aspiralion du mélange explosif a lieu jiendant 30 à 40 0/0 de la ouurse directe ; la déloualion a lieu, et la détenlt; qui suit se produit jusque dnns le voisinage de la pression atmosphérique; enfin l'évacuation des produits brûlés a lieu pendant la course rétrograde.
Moleur Bischop (fig. 365). — Ce moleur esl 1res employé, même pour les plus petites Torces, car il descend Jusqu'à 1/20 de cheval et même au-dessous.
L'arrivée d'air s'opère par rorilice A, et Tarri fait en G ; D est le distributeur mélangeur.
Le réglage s'opère par la pince P agissanl ^ 'caoutchoucd'amenée.
502 MACHINES THERBIIQDES
Quand l'alimentation s'interrompt par la transmission, an bec de gaz B provoque l'explosion; c'est le mouvement ascendant du piston qui aspire un dard de flamme dans le cylindre.
Cette explosion ferme les clapets de A et de G. Le piston est brusquement lancé en avant et guidé par un coulisseau dans son ascension ; la bielle pendante K et la manivelle M transmettent le mouvement à l'arbre moteur. La partie supérieure du cylindre communique avec l'atmosphère par l'ouverture 0.
Les diverses pièces sont équilibrées et disposées le plus favorablement possible, pour que Teffort brusque transmis ne les détruise pas. S est un bec de gaz allumé d'une façon permanente et destiné à rallumer le bec B, si celui-ci venait à s'éteindre par le fait de l'explosion. M est un réchauffeur, qui élève la température des parois au moment de la mise en marche. L'excès de chaleur des parois est enlevé par des ailettes qui favorisent la déperdition. Avant la fin de la course directe, le distributeur D ouvre l'échappement à l'extérieur pour préparer l'évacuation.
La lubrification .du cylindre est produite par les dépôts dus à l'explosion.
Ce moteur, pour de très petites forces, consomme de 500 à 700 litres de gaz par cheval-heure.
Moteur Sombard (1879) ifiij. 366 et 367). — Dans ce moteur, l'air et le gaz arrivent séparément, et les giiz brûlés s'échappent par un tiroir ï, dont la glace est représentée en plan sur la ligure 367 ; le gaz arrive en r/, et l'air en a et a\ de part et d'autre de (j.
A l'ailniission, les orifices du tiroir T se placent au-dessus des lumièn's a, a\ g. Le mélange, aspiré par le piston, s'élève dans le cylindre en tourbillonnant dans les canaux c du tiroir.
A la descente du pislon, le tiroir découvre l'orifice E d'échapprinent et ferme l'admission.
La commande du tiroir se fait à l'aide d'un arbre coudé m vu en pointillé sur la figure 366.
L'allumage s'effectue au travers d'un clapet par un injecleur à chalumeau.
On voit que ce moteur est a variante du moteur Bischop.
c quelques modincalioi
Le moteur Bîschop et ses dérivés (Sombard, Andrew, elo. sont très faciles à entretenir et à conduire. Ces apparpils,
malgré les efforts de leurs construcleurs pour les adupler aux puissance? importantes, paraissent surtout destinrs aux petites forces.
504 MACHINER THERMIQUES
§3. — Moteurs à compression
Los moteurs à gaz à compression se divisont en deux classes :
l® Ceux dans lesquels l'explosion s'opère à pression constante, qui ont d'ailleurs pris peu d'extension, à cause de certaines difflcultés spéciales ;
2® Ceux dans lesquels l'explosion s'opère à volume constant, et qui sont de beaucoup les plus nombreux.
Moteurs à explosion sons pression constante. — Le cycle comprend :
l<^ La compression du mélange détonant jusqu'à la 'pression de Texplosion ;
2° L'explosion ou combustion à pression constante ;
3° La détente adiabatique ;
4^ L'échappement à l'atmosphère.
La compression du mélange s'efTectue adiabatiquement ; il s'ensuit que le cycle est compris entre deux adiabatiques et deux droites parallèles à l'axe des volumes.
La température de la combustion atteint dans ces moteurs un chiffre moins élevé que dans les moteurs à volume constant, et, à ce litre, ils présentent, sur ces derniers, l'avantage de diminuer l'influence des parois. Mais la complication du mécanisme et la nécessité presque absolue d'employer deux cylindres pour réaliser le cycle, ont empêché jusqu'à présent ces appareils de se répandre.
Moteur Livesay {fîy, 368). — Deux corps de pompe A et B sont placés côte à côle ; le piston Q du premier aspire de l'air par l'oritice a et le refoule >sous le piston déplaceur S, puis dans la capacité C. Une pompe à gaz R, latérale à l'appareil, refoule à son tour du gaz dans la capacité C, dès que le piston Q est au bas de sa course. L'air et le gaz, se trouvant dans la capacité C, y forment un mélange détonant. Ce mélange est enflammé, à peu près au moment où le piston
MOTEtRS A GAZ 505
de la pompe H est à la moitié de sa course, par un allumeur K.
Le mélange enflammé eJTectue sa détente, à pression sensiblement constante, dans la capacité C et dans la chambre voisine G en matériaux réfractaires. De là le mélange passe sous le piston P du deuxième cylindre B, et réalise l'effort moteur. Les produits de la combustion s'échappent par la soupape L.
I>a chambre G remplie de briques réfractaires fait l'oflire d'un véritable régénérateur, car l'orifice I. d'échappement n'est ouvert que durant la moitié de la course, cl pendant l'autre moitié, l'air ehaud est refoulé dans la capacité G. Quand cette capacité est échaufTée sutllsamment, on supprime l'arrivée de gaz, et la machine devient une machine à
506 MACHINES THERMIQUES
Moteurs à explosion sons volnme constant. — Le cycle parcoaru par le mélange comprend :
i^ L'aspiralion du mélange;
2^ Sa compression ;
3" L'explosion instantanée ;
4® La détente ;
5® L'échappement.
La compression et la détente étant supposées s'effectuer suivant des adiabatiques, le cycle est compris entre deux adiabatiques et deux parallèles à Taxe des pressions.
Ces moteurs se subdivisent en deux groupes :
Le premier comprend des machines h deux cylindres, dont Tun sert de compresseur y et Tautre de récepteur.
Le deuxième groupe comprend des machines à cylindre unique, qui, étant obligées de remplir le même office que les précédentes, ne peuvent avoir qu'une course motrice pour quatre courses simples, c'est-à-dire tous les deux tours; aussi les appelle-t-on parfois mac^hines à quatre temps ou à quart d'effet.
Moteurs à double cylindre. — Ces moteurs réalisent une explosion par tour ; ils se composent de deux cylindres, l'un servant de compresseur du mélange, Tautre de récepteur. Ces appareils présentent de nombreux types différents, de dispositions extrêmement variées.
Moteur Niel {fig. 369). — Dans cet appareil le gros piston P aspire du mélange détonant contenu dans un réservoir R placé sous le cylindre. A cet effet, l'entaille E, faite dans le fourreau, permet au gaz de passer dans le cylindre ; puis le fourreau E ferme l'ouverture 0, et le piston P, continuant sa course, aspire de l'air par le conduit G et du gaz pax la soupape G. Les deux fluides se mélangent par le diffuseur d avant de se rendre au cylindre. Enfin le tiroir T ferme Torîfice d'accès du gaz, et le piston P n'aspire plus que de l'air. Quand commence la course rétrograde, cet air aspiré passe à l'arrière du piston-fourreau F, par G et H, jusqu'en K et s'échappe en L au dehors, avec une partie des gaz de la combustion ; l'échappement se ferme alors, et le piston comprime
en K le mélaDge qui y est leniré, tandis que P refoule par 0 le reste du mélange dans le réservoir R.
L'explosion a lieu en K, et le pistuii-fouiTcuu F re<,'uit et transmet l'elTort moteur, l.e piston P recomnienci- à aspirer dans le réservoir R pour la cylindrée suivante. N est un tiroir qui, par le régulateur, peut âlre plus ou moiUs reculé sur le tiroir de distribution T, de manière à donner, iV un certain moment, accès dans le réservoir It à une certaine quantité du mélange détonant; le chemin suivi est indiqué par
s 08 MACHI^GS THERMIQUES
les lettres (. Ce tiroir esl ramené en place, quand le tiroir T revient eq avant.
Ce moteur a cet avantage, sur les machines du même type, de permettre une détente très étendue.
Moteur ïtugald Clerk {fig. 370). — Dans ce moteur le gai
esl aspiré par un conduit g et suit le chemin 1, â, 3, i, en
passant par la soupape S, puis il se mélange à Tair de façon à former le mélange détonant. C'est par un espace annulaire, étranglé pour supprimer le tourbillonnement, qu'il pénètre dans le cylindre déplaceur D. Le volume d'air et de gaz mélangés, nécessaire à l'explosion, est ainsi aspiré pendant la moitié environ de la course du piston déplaceur P.
Pendant la fin de la course, ce même piston continue à aspirer de l'air seul, comme précédemment, par l'intermédiaire de la capacité A. Le tiroir T a fermé l'arrivée du gaz. Cet air, admis pendant la dernière moitié de la course, est censé se juxtaposer au mélange sans s'y mêler.
Fio. 370 bia.
Dans la course rétrograde, cet air non mélangé est refoulé dans le cylindre moteur M pendant la moitié de la course arrière du piston déplaceur D, qui correspond à la deuxième moitié de la course avant du piston moteur P|. Cet air arrive par ^jk et chasse devant lui les gaz brûlés de la course précédente.
Pendant la demi-course finale du piston D, correspondant
510 MACHINES THERMIQUES
à la demi-course initiale arrière du piston P| moteur, le mélange explosif est aspiré par le même chemin.
En ce qui concerne le piston moteur P, la course avant comprend l'explosion du mélange comprimé, précédé d'une couche d'air pur ou de mélange pauvre; ensuite détente suivie d'échappement anticipé par les ouvertures e que le piston découvre avant d'avoir terminé sa course. La fin de la course aidant sert à l'admission de Tair refoulé par le piston déplaceur P.
Au commencement de la course arrière s'achève l'échappement des gaz hrûlés mêlés à l'air, qui sert de véritable fiettoyeur. Pendant ce temps, l'entrée du mélange explosif continue et s'achève, et ce mélange se comprime ensuite peu à peu dans la chambre d'explosion G, que la valve V maintient close. En a se trouvent les brûleurs de Bunsen, qui provoquent l'explosion du mélange.
Le tiroir T est commandé par l'intermédiaire d'un excentrique et d'un renvoi de sonnette.
La figure 370 bis représente le diagramme d'une machine Clerk.
Le point a étant l'état initial du gaz au moment de Texplosiou, la ligne ab représente l'explosion à volume sensiblement constant.
De 6 en c se produit la détente qui croise l'adiabatique réelle indiquée en pointillé ; de c en d, échappement anticipé des gaz brûlés; de d en e, introduction de l'air chassé par la pompe de compression qui balaye le mélange et qui achève de produire l'échappement et le nettoyage de e en f, Enfm, de f en a, compression adiabatique du mélange.
Ce diagramme est réalisé par l'indicateur de pression, sensiblement comme l'indique la figure.
Le moteur Clerk, très répandu, peut être considéré comme le type des moteurs à compression à volume constant et à double cylindre.
Moteur Seraine pour petites forces (fig, 37i). — Le cylindre moteur M est situé au-dessus du cylindre de compression C à la desrenie, le piston moteur aspire en M le mélange détonant qu'il refoule ensuite dans le compresseur C. De là le gaz
MOTEUna A GAZ 51
passe à l'allumeur A, qui reDHamine. Les puissances de c
moteur peuvenldi'stenJrojusqu'ù quelques kilogiammi-lros.
■oteors à cjlindre unique. — Os machines ne peuvenl Tiiurnir qu'une lîourse molrire pnur i[iiati-e courses simples. Il s'ensuit la nécessilé U'avoir une vitesse r.on si durable e( un volant important, à moins d'nccoupler deux machines semblables ù manivelles parallèles.
MACHINES fHERMIQUES
Les quatre phases du cycle comprennent chacune une course. Ce sont:
Aspiration du mélange ;
Compression du mélange;
Explosion, détente, échappement anticipé;
Fin de Téchappement.
Le type de ces machines est la machine Otto, apparue en 1877, qui réalisa pour la première fois et définitivement le moteurà gaz et à compression véritablement industriel. C'est Otto, qui, le premier, établit ainsi le principe du moteur à quatre temps, lequel marque une date dans Thistoire des moteurs à gaz.
Machine Otto {fig. 372). — Dans cette machine, le piston laisse à l'arrière du cylindre C {fig. 373), dans lequel il se meut, un volume égal au tiers du volume total.
*. \ X.V\ x\ \NV».-N >'\i,\V\\\xN"* « »'»\W'»\S'.\* ^ • ■*»*.-. ■«,
Fio. 372. — Moteur Ollo.
Pendant la course aidant n° 1 se produit Taspiralion du mélange sensiblement à la pression atmosphérique ; dans la course arrière n^ 1, le tiroir ferme l'admission, et le mélange explosif osl comprimé par raclion du volant; cette pression atteint 2 kilotjrammes; dans la course avant n*»2, IVxplosion et ladélenlcse produisent, suiviesd'un échappement anticipé des produits de la combustion; enDn, dans la course arrière n° 2, se produit la lin de l'échappement.
Le cylindre est en poHe-à-faux ; le tiroir TT se meut sur le Tond du cylindre perpendiculairement à Taxe. Il est comraandi^ par un arbre latéral parallèle h cet axe et qui Tait
deux fois moins de tours que l'arbre moteur, afin de ne remettre le tiroir en position ijue tous les deux lours. Une came K de cet arbre entraîne un levier L, qui fait fonctionner
la soupapes d'échappement. Le liroir de distnbution glissa entre deux contre-plaqués. H porte Ae\i\ omerlures l'une o, double, sert à l'introduction du mtlange de g.i7 el d'air ;
MACHrNGS THERMIQtES
Taulre, g^ sert à rinflammation du mélange gazeux. On voit sur la -figure 374 Tarrivée d'air en a et de gaz en 6 ; en r {fig. 37o on voit que le fond du cylindre est en communication avec le brûleur r qui sert à Tinflammation.
Le tiroir est mis en mouvement par un plateau-manivelle P, à Taide du manneton m.
Fio. 376.
Le cycle parcouru est représenté par la figure 376. Suivant ah se produit l'aspiration à la pression atmosphérique sensiblement ; suivant 6c, a lieu la compression pendant la course suivante ; puis l'explosion cd à volume constant, et la détente de suivie de Téchappement, suivant ef, qui dure pendant le parcours ef du piston et qui fait tomber la pression à un chiffre un peu supérieur à celui de Tatmosphère. La deuxième course rétrograde ou quatrième course simple achève enfin Téchappement suivant la ligne fa qui ferme le cycle.
L'allumage dans le moteur Otto a ceci de remarquable que, «la pression étant plus grande dans le cylindre qu'à l'extérieur, la llamme du brûleur serait refoulée au dehors.
MOTEURS A GÂZ 545
Aussi Éi-t-on- disposé les choses de manière à transporter à Taide du tiroir T une flamme sous pression. A cet effet, un brûleur intermittent fournit à la lumière du tiroir une certaine quantité de gaz qui s'enflamme au passage devant un brûleur permanent, et qui est transportée entre les deux contreplaques jusqu'à l'oriflce central d'admission et d'allumage. Un trou d'équilibre permet d'établir la pression du cylindre dans l'intérieur de la lumière contenant le gaz incandescent, avant la communication avec le cylindre.
Un régulateur à forcé centrifuge règle, à l'aide d'une came, l'arrivée du gaz, en agissant sur la soupape d'admission ; il peut arriver à supprimer celle-ci complètement, si la machine s'emballe.
Le moteur Otto .est très répandu; sa puissance varie de 1/8 de cheval à 400 chevaux et au-dessus, avec une consommation de 600 à 800 litres de gaz par cheval et par heure. Il demeure comme le type de la machine à gaz véritablement pratique, et il a servi de modèle, du moins en principe, à presque tous les autres moteurs.
On construit aussi des moteurs Otto à deux cylindres, qui réalisent une explosion par tour et ont, par suite, une plus grande régularité de rotation.
Machine Delamare-Debauteville [fig, 377 à 378). — Ces machines fonctionnent généralement au gaz Dawson, obtenu par décomposition de la vapeur d'eau surchauffée.
Le cylindre G est en porte-à-faux et muni d'une enveloppe réfrigérante R. L'air arrive par A, et le gaz par le tube G ; le mélange s'effectue dans la sphère A, dans laquelle le gàz passe quand le piston est à la ftn de sa course arrière. La soupape S, qui permet l'accès du gaz, est actionnée par le levier L, mû lui-même par la commande du tiroir qui donne accès au mélange détonant dans le cylindre.
Le mélange aspiré par le piston pénètre par l'orifice 0 ; à cet effet, le volant donne le travail nécessaire. A la course suivante, le mélange se comprime jusqu'à occuper 23 à 25 0/0 du volume primitif, s'il s'agit de gaz Dawson, et de 30 0 0, s'il s'agit de gaz d'éclairage.
Quand la compression est effectuée, la lumière I du tiroir
M6 MACHINES THEHMIQOeS
se place devaDl l'allumeur F, et l'exploslou a lieu. E1I« est produite par une étincelle électrique continue fournie par une bobine d'iuduclioD.
Fia. Til. — XichlM D<luur«-DalMHilc<illc.
Lailétente i^ tan t elTer^ tuée, l'échappement se Tait par le duit E, qu'une soupape mue par un arbre latéral, âéit au moment voulu.
Un régulateur fi pendule agltsur l'extrémité du levier L, qui détermine lui-m^me l'ouverture ou le maintien de l'occlusion de la soupape S d'arrivée de grz. Si le tiroir marche trop. vite
blî
quand la machine s'emballe, le levier échappe la soupape qui ne s'ouvre pas.
FiG. 378.
\*e diagramme de cette machine est de même nature que celui de la machine Otto ci-dessus décrite.
Moteur Lenoir {fig. 379). — Le moteur à compression de
Fio. 370. — Moteur Lenoir.
Lenoir comporte un réchauffeur R, lequel est disposé en
518 ■ MACHINES THEHHIQCES
prolongemenl du cylindre moteur. La coupe de ce cylindre est indiquée eo R, ; on voit qu'il est muni inlérieurement d'ailettes rayonnantes. Cet organe entretieut le liylindre à température élevée; la compression facilite ainsi l'inllammation, bien que le gaz employé ait une teneur faible.
L'échapppiiiRnt s'efTectue parla soupape S, commandée par le levier I. et la tige T, actionnée par un arbre auxiliaire qui fait également mouvoir le distributeur.
L'allumage, analogue à celui du moteur Otto, se fait par un transport de flamme sous pression.
La figure 380 donne In croquis du tiroii', on reconnaît en a l'arrivée d'air, et en (/l'arrivée degaz; tnf elf, les brûleurs. Le mélange s'elTectue dans la chambre M. Le régulateur est à force centrifuge et agit sur un balancier qui, en soulevant le levier do commande de la soupape de prisa de gaz fi, actionné lui-même périodiquement parla machine, permet à ce levier d'agir ou non sur celte soupape.
Moteur de In Compagnie parisieitite du Gai {(tg. 3BI). — Ce moteur date de 1891. Il est vertical et à quart d'effet, comme les précédents. En G se fait l'arrivée de gai, en M l'aspiration et le mélange, en E l'échappement.
L'allumage sVlTecluP électriquement à l'aide d'une pile, d'une bobine de RhumkorfT et d'un inflauimateur F ; L est le levier d'admission de gai mis en action par une came C lixée sur l'ai-hre auxiliaire 0; R est le levier d'échappement mû de la même façon. Cet arbre 0, mû à son sommet par l'arbre moteur à l'aide d'engrenages coniques, porte également un r^'^gulnteur & force centrifuge qui soulève oh abaisse la came d'action, de manière à lui faire échapper, au
moment Où la vitesse s'accroît, le levier L de. commaDde de la soupape d'admission de gaz. Une enveloppe réfrigi^rante S empêche un échauffement trop important du cylindre. Le
moteur représenté fournit 1/2 chr'val à 400 tours. Il conitomme l'"',13 de gai par cheval-heiiri' ; la compression atteint 5 kilogrammèlrcs.
S20 MACHINES TUERMIQL'ES
^4. — MoTtCKS UIVEIIS
Celle cali'goiic Je moteui-s comprend Ips moleurs roinpound el les tuoleiira ù double elTet.
■oteius compound. — Ces moteurs présentenl lh<'>orii|uciiient Ic iiiëiiies avanlages que les moteurs com|)oimd à vapeur, cesl-ù-dire une plus grande ri^gubrité de marche el une usure moins grande des organes. Jusqu'à présent cependiint ils n'ont pas paru donner les résutlats satisratsaDls qu'on pouvait en attendre.
Moteur Ollo ctimpound (jîy. 382el 383).— (.es deux cylindres H,
MOTEURS A (lAZ
H) sont à hdiile pi'ession ; le cylindre B, à basse pression. Le piston de ce dernier est conjugué aux deux autres de manière qu'il accomplisse sa première course motrice pendant que le piston du cylindre H accomplit le refoulement en B des produits brûlés de la course accomplie, et que le piston du cylindre H| accomplit la compression du mélange. Pendant la deuxième course motrice, c'est le contraire qui a lieu. Dans ces conditions, il y a un coup de piston moteur à chaque tour du moteur, qu'il vienne de H, de H, ou deB.
Fi.;. Ïg3.
Les produits brûlés passent de H en B par le conduit C {fiy. 383) à travers les soupapes S, I, l'une Je di- lente, l'autre de retenue. L'échapperaenl de B se fait par la soupape U mue par un levier coudé spi'-cîal L. [.es soupapes S et I sont mues par de.s cames et des Jeux de leviers appropriés. Les soupapes de retenue s'ouvrent avant les soupapes de détente et de suite après la fermeture anticipée de la soupape d'écliap- ■ pement U, de sorte que la pression de l'échappement existe sous les soupapes de détente et facilite leur levée.
Les distributions du gai et de l'air sont failes à l'aide de tiroirs semblables ft ceux de la machine Otto déjà décrits.
■oteora à double effet. — Les moteurs à double ell'el ont l'avantage de présenter un encombrement moindre que les moteurs ù simple effet; mais ils exigent, pour le piston, une garniture, ce qui est un inconvénient. De plus, l'action des
U2 MACHINES THERMIUCES
parois est très importante, l'échaulTement étant très coosidé-
On a renoncé aux machines à double effet sans compression, malgré leur régularité, leur rendement étant très faible.
Les machines à double effet à compression ont un rendement plus élevé ; mais elles présentent une complication plus grande du mécanisme. On peui citer, dans cet ordre d'idées, les moteurs Hugon (1865] et Lenoir.
I Moteur Lenoir {fig. 384).
S — Ce moteur date de i81'ï.
I 1^ mélange détonant s'ef- :! fectue dans une boite de I distribution spéciale, et g l'indammalion a lieu par s une étincelle électrique. Le tiroir T effectue la distribution tantt^t d'un côté, tantôt de l'autre du piston; le tiroir U sert à l'échappement. L'allumafie se fait parles deux bornes A et A à l'extrémité desquelles Jaillit l'étincelle électrique sous l'action d'un commutateur mû par la machine mi'me. l'ne circulation d'eau froide rafraîchit continuellement le cylindre.
Emploi des gaz pauTres. — Les gaz pauvres sont produits par lu décuiiijioïilioii de la houille dans les gazogëDes.
MOTEtMS A GAZ 523
Suivant que l'on fait inlerveuii' ou non la vapeur d'eau, on obtient les yaz à l'air ou les gm à l'eau. Entre tes deux extrêmes prennent place une série Je gaz de coni|iositiou9 variables. Parmi eux se trouve le ga/.- Dowson, fort employé, surtout en Angleterre, pour faire fonctionner les machines à gai.
La plupart des gazogènes peuvent fabriquer chacun des deux gai fondamentaux ou leurs intermédiaires; mais les gai d'air sont 1res ))eu appliqués aux moteurs, car ils sont trop peu inllammables. Ils contiennent, en général, de 30 k 35 0/0 de gaz combustible en volume, et leur puissance calorifique, qui est quatre à cinq fois inférieure à celle du gaz d'éclairage, ne dépasse pas 1.000 à 1.200 calories au mètre cube.
Les gaz les plus employés sont les gaz à l'eau dont la puissance calorifique atteint 1.500 calories (gai Dowson). Pour les forces mo>ennes la puissante calorifique de la houille ainsi distillée apparaît en ilernieie in ai y se mieux utilisée que dans les machints à vapeur
En perfectionnant ks gazogènes et les mo leurs on pourrait en core augmenter les ren déments de ces derniers Dès maintenant on arrive à construire couramment des moteurs à gai de 200 chevaux, qui luttent avantageusement, grâce à l'emploi des gai pauvres, avec les machines à vapeur.
Dans ces grands moteurs, la chaleur des gai brûlés pourrait amener des explosions; aussi les refroidit-on, en général, par des injections de vapi'ur on d'eau avant l'échappement. La figure 885 indique le <lispositif imaginé par Otto.
S est la soupape d'admission du mélange; I, la lumière
524 3IACHIISES THERMIQUES
d'inilammatioD ; K est l'injecteur d'eau pulvérisée qui envoie un jet dans le canal C d'admission au cylindre.
La dépense de ces moteurs à gaz pour grande force descend à 0^^,100 par cheval-heure effectif. On cite même des moteurs du type Otto fonctionnant au gaz Dowson,dont la dépense en anthracite est descendue à 4o0 grammes par cheval-heure.
Ce n'est que dans quelques années, quand le temps aura permis d'apprécier la résistance de ces moteurs à gaz, que l'on pourra juger de leur valeur relativement aux machines à vapeur.
Emploi simultané dn gaz et de la Tapeur d*eaa. — On
s'est proposé d'utiliser la chaleur perdue par les parois, ainsi que celle emportée par les gaz brûlés qui s'échappent, en lui faisant produire une certaine quantité de vapeur qu'on envoie ensuite dans le cylindre moteur à gaz ou dans un cylindre séparé. On espérait qu'indépendamment de l'effort moteur produit cette vapeur servirait à atténuer les chocs.
Los divers moteurs réalisés dans ce but n'ont pas donné de résultais supérieurs à ceux des moteurs de compression bien établis.
En résumé les moteurs à gaz paraissent dériver de plu^ en plus du type Otto à quart d'effet, ou à quatre temps, c'est-à-dire à cylindre unique et à compression.
L'utilisation des gaz pauvres et leur application aux grands moteurs de 100 chevaux et au-dessus se répandent de plus en plus et permettent de lutter avec la machine h vapeur.
Les moteurs à gaz résolvent, du moins provisoirement, le problème de la distribution de la force motrice et prennent un développement de plus en plus grand, malgré la concurrence que leur fait l'électricité.
