CF ‘ — = 0,112 + 0,036 II

sim

le couple résistant d’un moteur à gaz monocylindrique à simple effet et à quatre temps, d’une puissance de 30 à 60 CV et dont l'allure de régime est voisine de 200 L./m.

On commettra ainsi, sauf cas exceplionnels très rares, une erreur sur l'estimation des pertes plus faibles qu'en essayant de la mesurer dans les conditions où se fait habiluellement cette opération dans une usine, soit: avec un indicateur quelconque. une commande et une tuyauterie d’indicateur quelconques, el un mode de mesure des vilesses etdes puissances utiles quelconques.

Ainsi se trouve réalisée partiellement, dans un petit domaine de la construction des moteurs, une application pratique des recherches que nous venons d’exposer; ce premier résultat encourage à poursuivre l’extension de ce petit domaine à d’autres types de moteurs.

On peut, dès maintenant, prévoir que la forme de la relation se trouvera conservée pour les moteurs, dont les dispositions mécaniques principales se trouveront les mêmes, c’est-à-dire faisant usage d’un cylindre fixe et d’un piston fourreau coulissant directement dans ce cylindre : c’est là, et de beaucoup, le type le plus répandu actuellement puisqu'il comprend tous les moteurs fonctionnant à l'essence, suivant le cycle à quatre temps, hormis certains modèles de moteurs sans soupapes.

En ce qui concerne l'écart numérique considérable entre les coefficients & et $ relatifs au moteur S. M. I. M. de 120 CV et ceux des autres moteurs étudiés, nous avons déjà indiqué la raison qui en motive la majeure partie, à savoir l’état d'usure plus considérable où se trouvait le moteur lors des essais. De plus, ses dimensions plus fortes sont une cause de diminution relative des pertes, les grosses machines ayant un rendement organique meilleur que les petites en général.

Enfin, il importe de remarquer que les pressions Il sont, dans ce moteur, plus élevées que dans les autres, puisqu'elles s'élèvent de 2 kg./em? 3 en marche à vide jusqu'à 4 kg./cm? 5 environ à pleine charge, ce régime n'ayant pu être atteint aux essais; tandis qu’elles variaient dans les mêmes conditions de 1 kg./cm? 5 à 3 kg./cm? en moyenne pour les précédents. L'écart entre les couples de frottement Cf serait ainsi moins considérable que lécart entre les coefficients x f des deux formules.

On pourrail, d’ailleurs, tenir compte de ces différences entre les valeurs de IL, si elles devenaient considérables, en utilisant la notion de valeur maxima de celte variable, ainsi que nous l'avons fait pour le couple et ainsi qu'on le verra plus loin pour la vitesse de rotation. On calculerait alors la valeur IIm correspondant à celle du couple indiqué maximum Cim et on porterait en abscisses,

non plus les valeurs dell, mais celles du quotient Il ne nous paraîl pas nécessaire de faire l’apm

plication numérique de cette transformation très simple au cas présent, où les valeurs de II sont, en somme, du même ordre de grandeur, alors que les couples maxima des différents moteurs étaient entre eux comme 1 est à 4, et que les vitesses angulaires sont entre elles comme 1 est à 25 environ dans ce qui suit :

Remarquons, avant d’en terminer avec ce sujet, que le rendement organique du moteur S. M. I. M. de 120 CV serait, d’après les valeurs observées aux essais, de 0,88 environ à pleine charge. Bien qu'’élevée. cette valeur n’a cependant rien d’inadmissible, étant données les conditions où elle a été obtenue.

cs 44

B. — Variations des pertes avec la vitesse de rotation n.

On a trouvé pour les expressions du couple résistant en fonclion de la vilesse, les expressions suivantes pour les différents moteurs.

Moteur Winterthur 30 CV LE — 0,052 + 0,00059 n AIN

Moteur S.M.I. M. 60 CV 0,051 + 0,00076 n

Moteur S. M. IL. M. 35 CV 0,035 -+ 0,00052 n

Ces couples résistants ont été observés tous dans les mêmes conditions de fonctionnement, c’est-àdire les moteurs marchant sans explosions, avec admission ouverte en grand et compression égale à celle de la marche à pleine charge.

De telles conditions se trouvent réalisées dans lessai du moteur P. S. à deux temps par la marche sans précompression et avec compression. Si l’on exprime dans le même système l'équation de la droite représentative de ce régime (B, figure 40), on obtient la relation :

Cf

Cim

Moteur PS. 3 CV = 0,095 + 0,0000196 n

On remarque immédiatement que le coefficient du terme en n est beaucoup plus petit que les précédents, ce qui est évident, la vitesse de rotation à laquelle est adaptée ce moteur étant beaucoup plus grande. L

. Il serait illogique de prétendre comparer entre elles des machines dont la vitesse de régime varie de 200 t./m. à 4.500 [./m., soit plus de 22 fois plus, sans tenir compte de celte différence.

Fig. 41 Fig. 12

Il suffit pour cela d'introduire la notion de vitesse de régime qui joue ici le même rôle que précédemment le couple moteur indiqué maximum Cim dans l’élude des variations de la charge. Cette vilesse de régime N est soit la vitesse de marche normale au régulateur pour les moteurs à régime fixe, soit la vitesse correspondant à la puissance maxima pour les moteurs à régime variable, et l’on a ici pour les différents moteurs.

NE 2001 200 t./m. 220 t./m. 4.500 t./m.

En prenant alors comme variable le quotient n, les quatre expressions ci-dessus, deviennent toujours dans le même ordre :

D 0 LE 0118 2 Winterthur 30 CV (Droite 1) Cim N CR NE. 200 1512 - S.M.I.M. 60 CV (Droite 2) Cim N Rs DS S.MIL.M 35CV (Droite 3) Cim N Se — 0,095 + 0,088 < Ps 3CV (Droite 4)

L'analogie entre les différentes expressions est moindre que celle observée précédemment dans les expressions en Il, elle est néanmoins assez remarquable en raison des dissemblances entre le moteur P. S. et les machines à gaz avec lesquelles il se trouve comparé.

n ; C ED :

La figure 42 tracée en portant N © abscisses en ordonnées montre, en effet, que la droite À 1m

Org Nf ee à | représentalive du petit moteur ne se place pas nettement en dehors de celles qui correspondent aux grosses machines. Surtout aux vitesses d'utilisation normales, toujours plus voisines de l'allure de régime N que de zéro.

Nous croyons donc être en droit de conclure que la relation linéaire liant dans les moteurs le couple résistant dû aux frottements à leur vitesse de rotalion, est la constatation d’une loi assez générale, puisqu'elle se retrouve pour des machines aussi dissemblables qu'un petit moteur à deux temps tournant à 4.500 t./m. et pesant 3 kg. par cheval d’une part, et, d'autre part, de gros moteurs fixes à gaz à quatre tèémps tournant à 200 t./m. et pesant plus de 100 kg. par cheval.

Il ne saurait, toutefois, être question de se servir dans des cas aussi différents des mêmes coefficients et il sera nécessaire d'étudier de nombreux moteurs se rattachant à des types nettement différenciés pour obtenir une connaissance convenablement assurée des valeurs convenant à tel ou tel type de moteur.

: Nous espérons avoir montré, par ces quelques exemples, que la voie que nous avons suivi jusqu’à présent n’a conduit à aucun insuccès de principe, puisque les résultats obtenus forment un ensemble cohérent. Il convient, par suite, d'y persévérer, dans l'espoir d'apporter quelque lumière dans l'étude des pertes par frottement dans les moteurs à explosions, question restée en somme assez obscure, puisque les travaux publiés sur ce sujet et dont nous avons résumé les principaux en commençant, n’ont fait ressortir aucune relation générale entre les phénomènes et ont même présenté pariois des résultats discordants.

L'intérêt qui s'attache à ces questions est, en effet. considérable et justifierait entièrement de nouvelles études : il dépasse de beaucoup, pour peu qu'on y réfléchisse, le cadre où s’est trouvé enfermé le présent travail par suite des possibilités matérielles restreintes que nous avons pu réunir.

AP . Ë Parmi les facteurs qui limitent le rendement utile —" des machines motrices, les pertes par

Q frottement jouent un rôle important et parfois méconnu : nous l'avons fait remarquer dès le début et il ne nous paraît pas inutile d’y revenir en fait de conclusion.

En effet, le progrès continu des produits de la métallurgie moderne au point de vue de la résistance aux fatigues mécanique ou thermique permet indiscutablement un progrès corrélatif dans l’utilisation de la chaleur par les machines motrices, et l’on sait de reste l'importance immense que présente cette question qui domine l’industrie moderne toute entière.

Mais la possibilité d'accroître le rendement thermique d’un cycle déterminé, nécessite presque inévitablement l’utilisation d’écarts plus importants entre les états extrêmes du fluide évoluant. Il en résulte une diminution correspondante de . rapport de la pression moyenne idiquée p à la pression maxima pi mise en jeu par l'explosion ou la combustion de la charge, et la diminution de ce rapport fait inévitablement baisser le rendement organique.

On conçoît aisément, sans qu’il soit besoin d’entrer dans le détail, que l'augmentation, à pression moyenne indiquée pi constante, de la pression maxima Dm, ait pour résultat d'augmenter la pression moyenne II au diagramme développé: le mode de calcul de II rend le fait évident. Or, nous avons montré que pour une machine motrice donnée, à un accroissement de II correspond un accroissement du couple résistant de frottement Cf.

Dans ces conditions, le rendement organique de la machine s’abaisse et son rendement utile, produit du rendement thermique indiqué par le rendement organique, peut parfaitement ne pas se trouver amélioré par l’accroissement de rendement du cycle réalisé.

On voit ainsi apparaître nettement l'importance que présente un progrès dans la voie de l’amélioration du rendement organique : mieux encore, on distingue parmi les pertes par frottement celles qui sont particulièrement nuisibles au point de vue du progrès du rendement utile des machines, et qui sont les pertes croissantes avec II.

Ainsi donc, les pertes par frottement interviennent pour limiter l’étendue des gains sur lutilisation des machines motrices que permet l'emploi de matériaux de qualité croissante, et leur connaissance de plus en plus précise, celle de leurs variations et de leur répartition, mettra progressivement en évidence leurs origines et les moyens les plus appropriés à leur réduction.

Leur étude apparaît féconde en résultats pratiques certains, puisqu'elle fait espérer, outre le gain directement réalisé par leur diminution, le moyen de poursuivre une amélioration des cycles utilisés dans les limites permises par les matériaux dont on dispose.

Il est seulement regrettable que cette étude présente tant de difficultés en raison des ressources expérimentales considérables qu'il est nécessaire de mettre en œuvre pour la poursuivre avec fruit.

Qu'il nous soit permis, en terminant, d'adresser ici l'expression de notre reconnaissance à tous ceux qui ont bien voulu aider à la réalisation de ce travail,

publication.

ne nous ont pas fait défaut el qui a bien voulu guider nos premières expériences.

Te À la Société des Moteurs et d'Industrie Mécanique qui nous a ouvert ses ateliers pour y A éludier plusieurs de ses moteurs $. M. LM. et, particulièrement, à M. J. Brunswick, Ingénieur, chef du Service des Moteurs à gaz, qui s’est personnellement intéressé à nos recherches.

A M. le Lieutenant-Colonel Robert, Chef de la Section des Recherches du Service Technique de lPAéronautique pour l'intérêt qu'il a porté à

à notre travail, dont il a bien voulu faire assurer la

Paris, Avril 1924

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