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et l’on doit en conclure que les frottements de ce moteur augmentent bien avec la charge.
$ B. — Recherches de Witz.
Witz (1). relate les travaux d’une commission allemande, dont Schôttler rendit compte en 1906, et qui avaient pour but d'examiner si l’on pouvait assimiler les pertes en charge aux pertes à vide mesurées à l'indicateur P’ et s’il était légitime d'écrire Pi — P’ — Pe (Pi puissance indiquée, Pe puissance. effective).
Les expériences n'ayant donné que des résultats inutilisables furent abandonnées.
Elles sont représentées figure 4 par les courbes I. II, III et JV.
La commission conclut que :
Prsanbeex ù « La valeur PIDE STATE diffère notablement de la valeur plus exacte du rendement organique
égale à ».
e Pi | Cette opinion est à la fois évidente et hasardeuse.
. . Rae \ P; Dax P’ Pe : ; Û .
Evidente en ce qui touche là différence de D ct et de représentée sur le graphique l L par la différence entre l’ordonnée iniliale et l’ordonnée courante d’une même courbe.
j Pe Hasardeuse par l'affirmation de l’exactitude plus grande de la valeur P,
Il apparaît. en effel, que les erreurs qui rendent invraisemblables les valeurs des pertes par frottement Pf = Pi Exp, reportées sur la fiqure #, viennent des mesures à lindicateur, ces mesures étant de beaucoup plus difficiles et moins sûres que celles donnant Pe.
Dans ces conditions, c’esl une supposition graluite que d’attribuer à la valeur prise par le
À Pe k Pi —:P À quotient Pr pour la pleine charge, une valeur plus exacte qu'à PRES el la forme même des courbes. généralement décroissantes pour Pi croissant, prouve le mal fondé de cette assertion, les frottements n’ayant aucune raison de diminuer lorsque les charges augmentent.
Les courbes 5, 6, 7 de la figure 4 représentent les résultats de ceux des nombreux essais cités par Witz. qui comportaient les éléments nécessaires au calcul des pertes. Toutes ces courbes ont été tracées dans le système de coordonnées usité pour les figures précédentes
Witz aborde ensuite les motifs qui l’ont conduit à appliquer aux moteurs à gaz la méthode cinétique. si précieuse, déjà utilisée par Marcel Deprez pour l'étude des frottements dans les paliers, dans un passage exposant les difficultés rencontrées dans la mesure du rendement organique. qu'il est intéressant de reproduire pour cette raison (2).
« La meilleure méthode, dit-il, est assurément celle qui repose sur la mesure séparée de Pe et de Pi.
« .…. D'autre part, pour ce qui est de Pi dans les machines à admission variable sous la dépendance du régulateur. les diagrammes diffèrent tellement les uns des autres qu'il est nécessaire d'en relever un nombre très considérable pour obtenir une valeur moyenne de la puissance développée. |
« Enfin, le montage des réducteurs de course et le tarage à chaud des ressorts d’indicateur doivent comporter une précision qui n’est pas facilement réalisée.
« Aussi, dans les expériences effectuées en janvier 1906 par M. Hubert et moi sur un moteur Cockerill à deux cylindres et à double effet de 1.450 CV. alimenté de gaz de hauts-fourneaux, nous avons été conduits à assigner à cette belle machine, un rendement organique qui atteignait 0,934 à pleine charge.
« Or. M. le professeur Riedler, dont l’habilité est connue. opérant sur un moteur de la Société de Nuremberg. de dimensions équivalentes, installé à Rombach. dans les meilleures conditions, n'a trouvé que 0,831.
« Il est donc extrêmement probable que ces différences de rendement entre deux machines, toutes deux excellentes. sont dues en majeure partie à des différences d'observation et l’on est porté
à regretter l'énorme dépense de travail nécessité par des expériences et des calculs dont on ne peut jamais garantir la rigueur absolue, et qui sont toujours exposés à être contestés après coup par ceux
qui les estiment invraisemblables ».
(4) À. Wirz, Dernière évolution du Moteur à Gaz, 1910, p. 222.
(2) On trouve également des documents forts intéressants à ce sujet dans la 5° édition (1923), du Traité théorique et pratique des Moteurs à Gaz du même auteur (p. 503 et suivantes). Le montage des indicateurs, leur emploi et les précautions qu’il comporte y sont étudiés en détail et les difficultés nombreuses que l’on rencontre y sont examinées à la lumière d’une longue expérience,
dt Ste ARS
Witz donne ensuite de très intéressants détails sur les méthodes employées lors de l'essai
précité. et ajoute : s «Les rendements organiques obtenus sont très élevés et ils paraîtront sans doute à quelques-uns
un peu forts. Nous avons dit comment nous les avons déterminés en tenant compte de l'aire négative du diagramme. généralement négligée, et en déduisant le travail effectif du travail électrique ».
L’auleur indique donc par cette phrase que les résultats lui semblent anormaux: il est intéressant de faire ressortir plus clairement ces anomalies. RE
Le moteur Cockerill, essayé par Witz, présentait les caractéristiques suivantes :
Moteur A. — Deux cylindres à double effet montés en tandem: alésage 1 m.. course 1 m. 100; puissance effective maxima 1.600 CV; vitesse de régime 95 t./m., pression moyenne 5 kg./cm? 25. Le moteur de Nuremberg. étudié par Riedler (1), répondait à la description suivante :
Moteur B. — Deux cylindres à double effet montés en tandem: alésage O0 m. 850, course 1m. 100; puissance effective maxima 850 CV, vitesse de régime 105 t./m., pression moyenne 5 kg./cm? 29. Enfin, Witz (2) donne les résultats obtenus sur un moteur ayant les dimensions ci-dessous :
Moteur C. — Deux cylindres à double effet montés en landem: alésage 0 m. 800, course 1 m. 100; puissance effective maxima 850 CV, vitesse de régime 106 t.;m., pression moyenne 4,75 kge./em2.
Ces trois moteurs brûlaient du gaz de hauts-fourneaux.
On peut qualifier de très analogues ces lrois machines du même type, en tant que eycle de fonctionnement et combustible employés, nombre et disposition des cylindres, dont les vitesses de régime diffèrent de 10 o/o et les dimensions de 20 o/o seulement.
Enfin des moteurs de cette puissance, tous trois soigneusement construits, présentent certainement une grande régularité de fonctionnement el des perles par frottement régulières et analogues.
La figure 5 montre les résultats fournis par les trois moteurs, représentés de la même façon que pour les précédentes figures.
Les deux points obtenus par Witz sur le moteur’ C, l’un par sa méthode cinétique, l'autre par mesure de l'énergie électrique nécessaire pour maintenir le moteur en régime au moyen de sa dynamo fonctionnant comme moteur, ont été reportés tous deux sur la ligne représentative de nulle puissance effective
Pf Pi
Pim Pim
soit Pi — Pr = 0.
Il est, en effet, plus rationnel de les assimiler ainsi à un essai en marche à vide avec explosions;
(1) @) A. Wrrz, Dernière évolution du Moteur à Gaz, p. 234 et 250.
Races ’ 4 b h dont les pressions sont parfois analogues aux pressions de compression existant dans le cas de la marche à vide entraînée, que de leur attribuér une pression nulle et de les porter sur laxe des ordonnées.
On trouvera, d’ailleurs, dans les chapitres suivants. des considérations qui justifient ce choix. L'examen de la figure 5 montre, jusqu’à l'évidence, par l'irrégularité des courbes, que l’on se lrouve uniquement ‘en présence d'erreurs accidentelles de mesure. Il serait, en effet, invraisemblable d’admettre que les pertes minima aient pu être: 0,06 pour le moteur A.
Y 0,17 » » Le B.
0,20 » » — °C, alors que ces trois machines présentent entre elles une étroile analogie. | La lendance générale des trois courbes à s’incliner du côté des puissances indiquées croissantes, doit être également regardée comme une nouvelle preuve d’erreurs importantes dans les mesures, d'autant plus importantes qu’elle est plus accentuée (cas du moteur A). Nous n’en donnerons pour preuve, dans cet exposé préliminaire, que la constatation de fail suivante.
Si l’on essaie de représenter grossièrement l’ensemble des mesures faites sur ce moteur par une courbe d’allure continue (— en pointillé sur la figure —) le phénomène n'ayant aucune raison de présenter de brusques variations d’allure, on constate qu’en extrapolant légèrement cette courbe vers
la droite. on coupe l’axe des abscisses pour une valeur de voisine de 1,2.
Pim
Ce fait peut s'exprimer de la façon suivante :
S'il avait été possible de faire un essai avec une surcharge de 20 o/o, la valeur la plus probable des pertes par frottement eut été de 0, el le rendement organique probable eut élé. par suite, égal à l’unité..
Or, une telle surcharge peut souvent être acceptée temporairement par les moteurs: elle eut correspondu à une pression indiquée de 6 kg./cm°? 3 dans le cas actuel, pression parfois dépassée exceptionnellement dans de semblables moteurs.
Cette remarque confirme donc l'opinion émise sur lines actilidé de lallure générale de la
courbe en question, sans faire élat des variations accidentelles considérables dénotées par les différentes valeurs mesurées.
$ C. — Différents résultats et opinions sur la question.
Letombe (1) a cru cependant pouvoir attribuer la diminution des pertes constatées sur le moteur A ci-dessus. à une élévation du cofficient de frottement du piston dans les cylindres quand la charge diminue.
Cette augmentation serait due, selon lui, à la combustion de l'huile de graissage du piston sous l’action des flammes produites dans l’alésage du cylindre par les combustions retardées que l’on observe aux faibles charges.
Une telle façon de voir est en contradiction avec l’expérience qui montre toujours une diminution de température des gaz à la décharge et une diminution de la quantité de chaleur cédée par ceux-ci à la paroi. ainsi qu'avec la théorie qui indique un abaissement des températures maxima et moyenne du cycle lorsque la puissance va en diminuant.
Il semble difficile d'admettre que. dans ces conditions. le graissage soit beaucoup plus défectueux à faible charge qu’à pleine charge, par suite d’une combustion de l'huile assez active pour entraîner une augmentation du coefficient de frottement suffisante pour contrebalancer la diminution des réactions latérales du piston consécutive à l’abaissement de la pression indiquée.
La cause de cette anomalie apparente, et d’ailleurs très fréquentes dans les résultats d’essais de moteurs, doit, en général, être recherchée à notre avis dans un ordre de phénomènes, tout à fait différent, dont on trouvera une étude à propos des essais à l’indicateur.
Güldner (2) reproduit les résultats de deux essais qui présentent également le même défaut et que représente la figure 6.
La courbe A est relative à un moteur à deux cylindres de 50 CV à 150 t./m., de 350 mm. d’alésage et 600 mm. de course, marchant au gaz de ville.
(1) L. LETOMBE, Conférence de la Technique Moderne, 8-1-13. Technique Moderne, 15-3-1913, supplément.
(2) Hugo GüLDNER, Moteurs à Combustion, p. 69 et 445.
On Fenarque que sa décroissance esl plus rapide encore que celle de la courbe A figure 5. el qu'une surchage de 15 o/o seulement annulerait les pertes par frottements. A La ne B de la figure 6 correspond à un moteur monocylindrique de 50 CV de 381 mm. 2 alésage et 581 mm. de course, fonctionnant au gaz d'éclairage avec une compression de 5,92 (en rapport de volumes) l'allure normale étant de 200 t./m. ce moteur présenterait, lui aussi, d’après les résultats observés, des pertes décroissant avec l’augmentalion de puissance, mais moins rapidement que celles du moteur A.
Haeder (1) donne un tableau très complet des valeurs considérées par lui comme normales pour le rendement organique des différents Lypes de moteurs à gaz, comparées avec celles de la machine à vapeur.
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La figure 7 donne les courbes obtenues en partant de ses chiffres pour les types de machines suivants :
A moteur monocylindrique à simple effet;
B moteur à quatre cylindres à double effet ;
C machine à vapeur.
Il est à noter, à ce propos, que les moteurs à quatre cylindres à double effet sont toujours
de très grandes machines. généralement de 20 à 200 fois plus puissantes que celles de la classe A.
Robertson (2) a admis que la perte par frottement dans un moteur à gaz pouvait se représenter par une formule linéaire en fonction de la puissance indiquée.
