Voir Locomotion automobile, 9 février i898, p

60 l'automobile sur route

Les brûleurs employés avec les combustibles liquides sont de formes très variables, mais reposent tous sur le principe des brûleurs à gaz des laboratoires. Dans ceux-ci la pression sous laquelle le gaz d'éclairage est distribué lui permet d'entraîner la quantité d'air nécessaire à sa combustion. En automobilisme, on a le plus souvent recours à la pression de l'air refoulé par une pompe dans le récipient qui contient l'huile minérale. On emploie aussi la vapeur de cette dernière, obtenue au début par de petits brûleurs temporaires, faciles à allumer avec un peu d'alcool et chauffant le vase clos dans lequel se trouve une certaine quantité du combustible liquide. On peut encore avoir recours à la vapeur de la chaudière pour entraîner le combustible et l'air.

Aux avantages que présente incontestablement le chauffage par les combustibles liquides, on ajoute d'ordinaire celui d'assurer une mise en pression plus rapide que le chauffage au coke. M. Forestier estime que cet avantage est plus apparent que réel, quand il faut commencer par élever la température des brûleurs principaux à l'aide de brûleurs accessoires.

Chaudières tubulaires ou à vaporisation instantanée, ont, à des degrés divers, l'inconvénient d'être peu économiques 1 : comme on leur demande une production intensive, les gaz brûlés en sortent h une température élevée (au moins 400°) ; les tubes sont sujets à des incrustations fréquentes, qui se compliquent trop souvent d'une grande difficulté pour le nettoyage.

A ces deux points de vue, comme aussi à celui du poids et de l'encombrement des chaudières tubulaires, il semble qu'on puisse réaliser quelques progrès. La voie la plus féconde semble d'ailleurs être celle qu'a suivie M. Serpollet.

L'acier doux, offrant à la traction une résistance de 38 à 42 kilog. par millimètre carré, est presque exclusivement employé pour la construction de ces générateurs.

1. Quand elles ont vaporisé 6 kilog. d'eau parkilog.de coke, comme celle de MM. de Dion et Bouton, c'est beaucoup pour elles; cependant le générateur Serpollet vaporise jusqu'à 9 et 10 kilog. par litre d'huile lourde.

CHAUDIÈRES ET MOTEURS A VAPEUll 61

2° Moteurs à vapeur.

40. — Les moteurs à Tapeur se prêtent naturellement au service automobile. — A l'inverse de ce que nous avons constaté à propos du générateur, il n'a pas été nécessaire, pour adapter le moteur au service automobile, de lui faire préalablement subir des modifications importantes. Comme il présentait naturellement les caractères de simplicité, de sûreté, d'élasticité, et, abstraction faite de la chaudière, de légèreté, que requérait ce nouvel usage, il lui a été appliqué tel quel, et nous pouvons presque dire sous les diverses formes qu'il est capable de revêtir. Effectivement, bien qu'il n'ait encore donné de résultats pratiques que sous le type alternatif, à cylindres fixes, avec simple ou double expansion, il a été essayé sous les types oscillant et rotatif. Aussi pouvons-nous, pour passer en revue les diverses applications, qui en ont été faites, suivre l'ordre méthodique d'une véritable classification des moteurs à vapeur.

41. — Moteurs alternatifs à simple expansion à cylindres oscillants. — Moteur Ravel. — Le moteur employé pour le tricycle de 1868, était constitué par deux cylindres oscillants, marchant assez lentement (100 tours par minute) pour que les manivelles aient pu être directement attelées à l'essieu moteur, parce qu'à ce régime la machine était censée supporter impunément le contrecoup des chocs de route. Cette solution n'a pas été imitée, probablement parce qu'elle était trop destructive pour le mécanisme, et que malgré l'élasticité de fonctionnement du moteur, dont la locomotive fournit la preuve si tangible, la crainte des chocs de route forçait à maintenir la vitesse à un taux par trop bas. On ne peut s'empêcher de le regretter, car en se passant des transmissions par engrenages ou autres, à plusieurs vitesses, ce dispositif permettait une simplicité qu'on ne retrouve pas en dehors de lui. Sans compter que, si au lieu de prendre un moteur à deux cylindres actionnant le même essieu, on emploie deux moteurs à

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un cylindre commandant chacun une roue, on supprime aussi la nécessité de cet organe toujours compliqué, qui s'appelle le différentiel. Qui sait si, un jour, une ingénieuse découverte, par exemple celle d'une suspension capable d'amortir suffisamment les chocs de route, ne permettra pas d'y revenir?

42. — Woteors alternatifs à simple expansion, à cylindres fixes. — A) A deux cylindres inclinés a 45°. — Moteur Bollée. — Ce moteur a un distributeur rotatif équilibré permettant la détente et le changement de marche. Avec la chaudière décrite (§ 27), deux cylindres de 0,15 m. de diamètre et de 0,16 m. de course pour les pistons, donnent une force moyenne de 15 chx., qui peut être poussée jusqu'à 30.

43. — B) A deux cylindres parallèles. — Moteurs Serpollet (1« type), Le Blant, Scott, Weidknecht. — C'était le cas des premiers moteurs Serpollet. C'est aussi celui des machines que ce constructeur emploie pour les poids lourds, notamment pour l'omnibus qui a pris part au concours de 1 898 : les deux cylindres ont 120 mm. d'alésage et 100 mm. de course; la distribution s'y effectue à l'aide d'un tiroir plan, mû par une coulisse Stephenson, dont le secteur a divers crans correspondant aux admissions de 16, 33, 35 et 75 °/0; le cran le plus usité, même sur des rampes dépassant 50 mm., est celui de 33 °/0. La puissance moyenne de ce moteur est de 15 chevaux, à la vitesse de 415 tours à la minute ; sur les rampes, il peut exceptionnellement développer jusqu'à 40 chevaux, grâce à l'élasticité de production et de pression du générateur. Le moteur ne pourrait d'ailleurs suivre, d'une façon courante, de trop grandes productions de la chaudière sans souffrir, dans ses garnitures et frottements, de la température correspondant à une pression trop élevée. La limite de cette dernière a été arbitrairement fixée à 15 kg. par centimètre carré. Les transmission du mouvement de l'arbre du moteur aux roues du véhicule sont combinées de manière que, cette limite une fois atteinte avec la première vitesse, on n'ait qu'à embrayer la seconde pour augmenter l'effort de traction, sans que la pression se trouve modifiée.

C'est aussi le type à deux cylindres égaux parallèles, qu'a adopté M. Le Blant. Son moteur, à deux cylindres de 170 mm. de diamètre, avec course de 180 mm., a son admission par tiroirs cylindriques équilibrés pouvant varier de 10 à 80 0/0, par une distribution Walschaërts, qui, on le sait, a l'avantage de supprimer un excentrique et de marcher à tous les crans de détente, sans changer l'avance linéaire des tiroirs, tandis que la coulisse de Stephenson diminue l'avance à l'admission dans le voisinage du point mort. Ce moteur, du poids de 450 kilog. a une force moyenne de 15 à 20 chx, pouvant aller jusqu'à 30; il tourne ordinairement à la vitesse de 180 à 200 tours par minute.

Le moteur de 20 à 30 chx, capable d'en fournir exceptionnellement 60, a des cylindres de 200 mm. de diamètre et une course de 220 mm. ; il pèse 900 kilog.

M. Scott emploie le type pilon, à deux cylindres verticaux à double effet. Le moteur de l'omnibus, qui a figuré au Concours des poids lourds, de 14 chx. de force, a des cylindres de 0, 110 m. de diamètre et une course de 0, 115 m. La distribution et le changement de marche se font par le jeu ordinaire d'excentriques et de coulisses : l'admission peut se prolonger durant 70 0/o de la course motrice ; le moteur tourne normalement à 400 tours ; son poids est de 270 kilog.

M. Weidknecht, pour son omnibus à quinze places et à 500 kilog. de bagages, employait un moteur de 20 chx, dont les cylindres avaient 125 mm. de diamètre et autant de course, à distribution radiale, sans coulisse, du système Solms, assurant une détente variable dans de larges limites (10 à 83 °/0), marchant normalement à 350 tours par minute.

Le type pilon est aussi adopté par la Lancashire Steam motor C°, dont la machine n'est pas réversible, par M. D. Martyn, M. Freakley, M. Stanley. Dans le moteur Freakley, pour voiture à trente places, chaque cylindre a 11,5 cm. de diamètre et 22 cm. de course; la distribution se fait par tiroir et coulisse de Stephenson. Dans le moteur Stanley, pour voiture à

deux [places, les pistons ont 5 cm. de diamètre et 9 cm. de course.

44. — C) A trois cylindres a 120°. — Moteur Kécheur (fig. 24 et 25). — Les trois cylindres à double effet rayonnent autour

d'un bâti à section triangulaire A, qui leur sert de boîte à vapeur commune. La distribution se fait par trois tiroirs sous la commande de la came C, calée sur l'arbre moteur v. La tige de chaque piston tel que a1, guidée par le cadre y, porte un cadre a2, dans lequel se meut le doigt m, faisant corps avec un pignon gr, qui est ainsi forcé de tourner. Les pignons engrènent avec la roue dentée formant volant R calée sur l'arbre moteur.

Kig. 26. — Moteur Nègre.

Vue extérieure.

45. — D) A quatre cylindres. — Moteurs Nègre et Serpollet. — Dans le type adopté par M. Nègre, les quatre cylindres sont disposés en croix. Les fig. 26 à 28 en montrent les dispositions. Les quatre pistons, à simple effet, ont leurs tiges deux à deux en prolongement l'une de l'autre, et reliées à un cadre elliptique. Les deux cadres embrassent un galet, dont Taxe de rotation est fixé sur un excentrique solidaire de l'arbre moteur. La distribution

G. Layeagke. — L Automobile sur route. 5

66 L'AUTOMOBILE SUIl ROUTE

est assurée par deux tiroirs plans manœuvres par un seul excen-

Fio. 27. — Moteur Nègre.

Coupe rerlicale par l'axe.

trique. Lorsque l'admission commence derrière un piston, et

IkWI

Fio. 28. — Moteur Nègre.

Coupe TerUeale perpendiculaire à l'axe.

l'échappement derrière le piston opposé, les deux autres pistons

sont au milieu de leur course. Dans ces conditions, il n'y a pas de points morts, et l'action du moteur sur l'essieu est plus régulière.

La vapeur est admise dans la boîte à tiroirs par la tubulure supérieure (fîg. 26) ; après avoir travaillé, elle s'échappe à travers la coquille du tiroir correspondant dans un canal communiquant avec le tuyau visible sur la droite de la figure 26.

On voit comment agit le levier de changement de marche ; lorsqu'on le fait passer d une position extrême à l'autre, les tiroirs coulissent sur leur plateau et renversent la distribution. Les positions intermédiaires correspondent à des variations de la détente et la position médiane à l'arrêt.

Un moteur à pistons de 10 cm. de diamètre et de 6 cm. de course, alimenté par de la vapeur k 10 kilog., donne, paraît-il, 8 chx k 200 tours; avec de la vapeur à 15 kilog., il donne 12 chx à 400 tours, 15 à 20 à 1.000.

Dans le nouveau moteur Serpollet, les quatre cylindres sont parallèles et à simple effet : leurs bielles attaquent l'arbre moteur par deux manivelles à 90° ; cet arbre est donc dans les mêmes conditions que s'il était commandé par deux cylindres à double effet. Les bielles des deux pistons qui se font face ont leurs têtes, en forme de demi-coussinet, réunies sur le même maneton par les colliers D, D' : ces colliers, qui permettent le jeu angulaire nécessaire aux têtes de bielles n'ont en marche aucun effort à supporter (fig. 29 à 31).

Les quatre cylindres horizontaux A, A', A", A", venus de fonte deux à deux, sont disposés par paires de chaque côté d'un carter en aluminium B, qui porte en outre la boîte des cames de distribution.

Celle-ci est assurée d'une façon très simple, par les soupapes d'admission E et par les lumières d'échappement F. Ces dernières, placées à la partie supérieure des cylindres, sont simplement découvertes par les pistons arrivés k la moitié de leur course utile. Quant aux soupapes d'admission, placées au-dessus

des fonds des cylindres, elles sont commandées respectivement par quatre cames, montées sur un arbre qui reçoit son mouve-

Demi-élévation

Demi-conpe nti*l«

Fie 29 et 30. — Moteur à vapeur Serpollet à 4 cylindres.

ment de rotation de l'arbre moteur par l'intermédiaire de deux roues dentées égales G, G'. Chacune de ces cames porte une saillie qui, développée, représenterait un triangle dont un côté

coïnciderait avec une génératrice et un autre formerait une portion d'hélice autour du cylindre qui constitue le corps de la came. La liaison entre les tiges des soupapes et les cames est établie par les butoirs H, dont les vis K permettent de régler la longueur et dont les extrémités intérieures portent les galets I, que les ressorts J maintiennent contre les cames.

En tournant, la saillie des cames attaque les galets par

D'*Dii-*ue en LcuL

Fui. 31. — Moteur Serpollel.

l'arête qui est parallèle à leur axe, et dont la position angulaire* correspond à une avance donnée. En continuant son mouvement, la saillie laisse retomber le galet, et par suite la soupape d'admission, lorsque le galet a dépassé l'arête qui forme une portion d'hélice. Il s'ensuit que la période d'admission sera d'autant plus longue que le cercle de roulement des galets s'éloignera davantage de la pointe de la saillie : à cet effet, l'arbre des cames est carré et il peut coulisser dans la roue dentée ainsi que dans les bagues qui lui servent de tourillons. En lui imprimant un mouvement longitudinal, le chauffeur peut à son gré faire varier l'admission de 0 à 80 °/0.

70 l'automobile sur route

Les avantages de ce moteur sont les suivants :

Les cylindres étant à simple effet, les coussinets de tête et de pied de bielle ne quittent jamais le contact des tourillons et ne subissent aucun effet de matage, provenant du changement de sens de la course du piston.

Il n y a ni presse-étoupes, ni tiroirs glissants difficiles à conserver é tanches, à lubrifier et à préserver du grippage. Tous les organes en mouvement sont enfermés dans des boîtes, qui les mettent bien à l'abri de l'air et de la poussière.

Le moteur peut marcher à une très grande vitesse.

L'influence de l'espace nuisible est supprimé : en effet, la compression a lieu pendant environ 90 °/0 de la course arrière, sans qu'elle puisse cependant dépasser la pression du générateur, car dès que cette pression est atteinte la soupape se lève automatiquement et l'excès de vapeur sort du cylindre pour rentrer dans la chaudière et en revenir à la course avant suivante.

La consommation de vapeur est des plus réduites : un moteur développant environ 4 chx h 510 tours par minute, avec deux cylindres de 80 mm. de course et autant d'alésage, ne dépense pas 10 kilog. de vapeur par cheval-heure.

Nous pouvons ajouter que dans le récent concours des poids lourds d'octobre 1898, M. Serpollet a engagé un omnibus, capable de transporter 16 voyageurs avec leurs bagages; le moteur, d'une puissance de 15 chx, était alimenté par un générateur, chauffé aux huiles lourdes provenant de la distillation du pétrole,

Ces huiles, dont un litre vaporise 13 kg. d'eau (elles dégagent un nombre de calories très sensiblement supérieur à celui que donnent le pétrole lampant et l'essence) et ne coûte que 0, 15 fr., sont des plus économiques, et dès lors particulièrement précieuses pour la traction des poids lourds, qui doit viser au prix de revient le plus réduit. Les huiles lourdes actionnaient déjà, sans nécessité de ravitaillement en cours de journée, le tramway de la Bastille à la Porte Clignancourt, du système Serpollet. A ce nouveau concours des poids lourds, elles ont pour la

première fois fait leurs preuves en locomotion sur route, et elles les ont faites très brillamment, car l'omnibus a subi avec succès les rudes épreuves spécifiées au programme (§ 326).

46. — E) A six cylindres. — Certains moteurs Serpollet, analogues au moteur que nous venons de décrire, ont six cylindres, au lieu de quatre.

Dans le moteur Clarkson-Capel de 8 chx. ', il y a six cylindres à simple effet, de 0 m. 050 de diamètre, de 0 m. 150 de course. Cette multiplicité de cylindres donne une si grande régularité, que la machine pourrait, paraît-il, se passer de volant : l'équilibrage des manivelles serait si précis que le moteur pourrait marcher à pleine vitesse, simplement suspendu par une corde. Les cylindres n'étant qu'à simple effet, les joints travaillent toujours dans le même sens, et conservent ainsi plus longtemps leur étanchéité. La distribution et le changement de marche se font par coulisses et excentriques.

La machine est, pour une très grande part, alimentée par l'eau provenant d'un condenseur tubulaire de 315 m. de longueur, sur lequel sont enfilés des anneaux de fil de fer en spirale servant de radiateurs, et constamment refroidi par un ventilateur : dans l'atelier, elle aurait marché pendant 21 heures consécutives, sans que la perte de liquide eût atteint 22 litres.

47. — Moteurs alternatifs à double expansion A) A deux cylindres.

— Moteurs de Dion-Bouton, Gillett, de la Liquid Fuel Engineering C°, de la Steam Carnage and Wagon C°. — C'est le type adopté par MM. de Dion et Bouton. Les deux cylindres sont disposés horizontalement, chacun d'un côté de Taxe longitudinal du tracteur ou de la voiture automobile. Leurs manivelles sont calées à 90° pour assurer la régularité de la marche et faciliter les démarrages. Une valve spéciale appelée « dépiqueur » permet, quand on veut donner un coup de collier, d'admettre directement la vapeur dans le grand cylindre.