PRINCIPE DU FONCTIONNEMENT DE LA MACHINE CALORIQUE

Ainsi que nous l'avons dit tout à l'heure, la nouvelle machine de M. Ericcson (Uflèrc surtout des premiei^s essais de cet ingénieur en ce que l'air chaud est aliandonné, comme la vapeur d'une machine sans condensation, après avoir travaillé dans la machine, cl sans chercher à recueillir une partie de la chaleur qu'il conserve encore.

Cette machine, qui est à simple effet, est composée, en principe, d'an cylindre renfermant uii foyer pour chauffer l'air, et de deux pistons, dont l'un reçoit Faction motrice de l'air chaud, tandis que l'autre, agissant en quelque sorte comme alimentaire, sert de base à l'introduction de l'air extérieur. On ne pourrait mieux comparer le jeu de ces deux pistons qu'à celui des organes d'une pompe à air aspirante et foulante, qui prend de l'air froid dans l'atmosphère et renferme entre le foyer et le piston extérieur. Seulement cette opération, qui correspondrait à un coup double complet d'une pompe, s'effectue ici pendant un coup simple, tandis que le coup complémentaire correspond à l'action motrice de l'air qui a été confiné dans lamachine, s'est dilaté par la chaleur et repousse le piston moteur.

Tout rintérêt de cette ingénieuse machine réside dans les mouvements combinés

MACHINE A AIR CHAUD. «It

tkt deux pittons et dans le mécanisme ou moyen duquel il est preduit. C'est ce que nousattons essajer d*eiLpliquer pins loin.

tNSEMBLI BI Là COICSTRUCTIO^.

4ji fig. i** de la pL 48 est mie section Tertieale faite sur Taxe du cylindre moteur et éi 4byer ;

4a iig. 9 en est une section horiiontale par le même axe ;

La fig. 8 est une section transversale suivant la ligne 1-2, passtent vers le milieu du foyer et sur Taxe de la soupape d'échappement ;

La ig. 4est une vue extérieure du bout rie la machine opposé au foyer;

Las ig. 5 à 8 sont des délails de quelques parties du mécanisme.

CTLmmffi MTBim et fotrr. — Le corps principal de la machine est constitué par nn cylindre en fonte A, dont une partie est alésée pour le jeu des deux pistons ci oinrerle à Tair libre, tandis que l'aulre reste brale et renferme une cloche B, qui forme le foyer et se trouve réunie par une bride boulonnée avec le cylindre^ dont il ferme très-exactement cette extrémité.

Ce cylhidre, auquel se rattachent toutes les pièces de la machine, est lui-même monté sur un châssis en fonte A^ qui s*appuie sur le sol.

La devanture du fourneau est formée d'une sorte de coffre en fonte P, à partir de ta grille, et dont l'intérienr, garni en briques réfmciaires, forme la porte d'entrée du foyer et un canal recourbé P^ par lequel s'échappent les produits de la coniboslion. Ce canal débouche dans un carneau circulaire P*, entourant le cylindre extérieurement, et qui se termine sur le côté par un conduit vertical P*, sur lequel en place le tuyau de cheminée ; la sortie en ce point est réglée par un registre en paillon P*. La paroi extérieure du carneau circulaire est formée d'une double entdeppe en tôle, remplie avec du pi Aire, de façon à empêcher le refroidissement des gyW qui en préservent eux-mêmes cette partie du cylindre où Pair moteur vient prendre sa chaleur.

Quant an foyer lui-même, il est formé d'une simple grille plate en fonte B% entourée de trois plaques de fonte BS pour préserver la cloche de l'action directe du condNistible, mais sans arrêter la transmission de la chaleur, comme cela aurait lieu avec un garnissage en brique ou en terre.

IbcAXiSMB DES PISTONS. — Lcs dcux pistous qui se meuvent dans la partie alésée du cylinére sont désignés, d'après leurs fonctions respectives, celui C par pUum motmtr, et cehii D par piston alimentaire. En apparence montés sur la tige a, ils sont tout à lait indépendants, et cette tige n'est réellement solidaire que du piston alimentaire D, et glisse h flrottement doux dans le centre de celui C. Ce dernier a pour tiges réelles deux plates4)andes en fer b, lesquelles sont guidées latéralement par deux glissières e, fixées sur le bout du cylindre, et servent elles-mêmes de gvtdes ft la tige a du piston alimentaire B par un moufle d qui la termine.

Ces deux pistons sont reliés séparément avec l'arbre principaA E, le récepteur de la puissance, à l'aide d'un mécanisme de transmission que nous allons décrire.

L*arbre E, monté sur des paliers e, qui sonl fixés sur des oreilles venues de fonte avec le cylindre, porte à l'une de ses exlrémiiés le volant F, et à Tautre la manivelle moiricc G. Au boulon de celle-ci sont rattachées deux bielles H et I, qui correspondent respectivement aux deux pistons de la manière suivante.

La bielle H est assemblée avec un fort levier en fonte J, qui fait partie d*un arbre K placé horizontalement en arrière et en bas du cylindre, et qui porte aussi, de la même pièce, deux bras de leviers jumeaux L, dont les extrémités viennent s'assembler avec les tiges plates 6 du piston moteur, suivant une disposition représentée en détail fig. 5 et 6. D'après cela, et avant d'aller plus loin, on voit que le piston moteur C, devant exécuter un mouvement de va-et-vient, communique par les tiges b un mouvement angulaire aux leviers I ainsi qu'à Taxe K, dont ils sont solidaires, et au levier J qui fait également corps avec cet axe; enfin, la bielle H transmet le mouvement de ce dernier levier à la manivelle, en le transformant en circulaire continu.

Cette communication/qui est, comme nous Texpliquerons bientôt, celle m^mede la Torce motrice, et qui est par conséquent la source du mouvement de Farbre E, revient au contraire de cet arbre au piston <'\Iimentaire, dont le mouvement n'est alors que le résultat d'une commande. La bielle I, qui sert à l'opérer, réunit la manivelle motrice à un bras de levier M, qui fait partie d'un troisième axe N, monte au-dessus du précédent, et porte un levier 0, terminé par une fourche par laquelle il se relie au moufle d, fixé sur la tige a du piston D. Raisonnant comme, tout à l'heure, mais du point de départ inverse, la bielle 1, commandée par la manivelle G, fait décrire un arc de cercle au levier M, et par suite h l'axe N et au levier central 0» lequel donne enfin au piston D un mouvement rectiligne alternatif.

Par cette combinaison, aussi singulière par la forme qu'ingénieuse par ses résultats, les deux pistons, l'un créant le mouvement de rotation de la manivelle G, et l'autre en recevant le sien, ont une marche très-différente. Loin de conserver entre eux le même rapport de position, tantôt ils se rapprochent ou s'éloignent l'un de l'autre et se meuvent avec des vitesses constamment difi'érentcs.

Le jeu combiné des pistons, ainsi que nous en avons dit un mot en commençant, a précisément pour objet de prendre de l'air extérieur, de l'enfermer dans le cylindre A pour qu'il s'y chauffe et y aiguière la force élastique voulue pour engendrer du travail moteur ; cette action se divise nécessairement en deux phases qui correspondent aux deux coups simples du piston G pris pour base; l'alimentation d'air froid a lieu lorsque ce piston s'enfonce dans le cylindre A, et l'action motrice se développe pendant le mouvement contraire, c'est-à-dire pendant qu'il s'éloigne du foyer.

L'introduction de l'air dans la machine résulte du jeu de soupapes ménagées à chacun des deux pistons. Le piston moteur G est formé d'un plateau en fonte garni de quatre soupapes f, disposées pour s'ouvrir de dehors en dedans, c'est-à-dire dans la direction voulue pour l'introduction de Tair extérieur entre les deux pistons, mais en surmontant l'effort exercé par des leviers g à contre-poids^ qui les tiennent appuyées sur leurs sièges.

Le piston alimentiiîre D est composiS en principe, de deux plateaux superposés et laissant entre eux un intervalle vide, par lequel la communication peut s'établir entre Tespace ménagé autour de la cloche et celui des deux pistons. Cette communication e^t réglée par une soupape fonctionnant :\ peu près comme celle d'un soufflet; elle est formée d'une plaque de tôle d*acier h, rappelée par quatre lames de ressort qui la maintiennent appliquée contre quatre ouvertures pratiquées dans cette paroi du piston.

Du côté opposé, ce dernier est armé d*un man(*Jion de tôle i, qui emboîte la cloche B extérieurement sans la toucher, et porte une fonçure concaxe i^ laissant

entre elle et le plateau antérieur du pistou un large espace que Ton remplit de charbon de bois pilé, aûn de soustraire cet organe à l'action calorifique directe de la cloche.

Échappement de l'air chaud. — Pendant la période neutre du mouvement de la machine, Tair moteur du coup actif précédent doit pouvoir s'échapper librement dans Tatmosphère. On a ménagé à cet effet, au cylindre et dans la partie du foyer, une tubulure avec conduit extérieur j, en y installant une soupape R, dont les fonctions sont réglées mécaniquement pour s'effectuer en temps voulu. Ce mécanisme comprend une Ciunme Q, placée sur Tarbre moteur, laquelle agit sur l'extrémité d*un levier h bascule Q% dont l'exlrémité opposée vient embrasser, par une fourche, la tige de la soupape. Tant que la camme n'atteint pas te levier, celui-ci, rappelé par un fort ressort h boudin k, tend à soulever la soupape et à la tenir appuyée sur son siège, action à laquelle s'ajoute la pression intérieure par l'air chaud. Hais au pasr sage de la camme ces deux efforts sont vaincus et l'échappement | eut se produire. Un enclanchage à levier kf a été ajouté dans le but de retenir le levier {y abaissé et d'ouvrir la soupape R lorsqu'il faut arrêter la machine.

Détail du fonctionnement. — Lorsque le piston moteur C est au commencement de ta course, à l'entrée du cylindre ouverte à l'atmosphère extérieure, par la combinaison même du mécanisme de transmission à l'arbre moteur le pislon alimen-

«taire D se trouve très-rapproché du premier, non pus h leur minimum d'écartément, mais à 65 millimètres, (andis qu'au maximum ils sont à 313 millimètres l'un de l'autre, et à enviion 4 au minimum.

Si nous prenons, la machine étant au repos mais le foyer en feu, les pistons à ce commencement de course, et si, îx l'aide du volant, on donne au mécanisme un mouvement initial, voici ce qui se passe :

Les pistons commencent à s'enfoncer dans le cylindre, el, par la disposition même du mécanisme, le piston aUmentaire marche d'abord beaucoup plus rapide-* ment que l'autre, de façon qu'en très-peu d'instants l'intervalle qui les séparait s'est augmenté de 65 millimètres à 3i3. Or, l'air primitivement confiné dans l'intervalle minimum lendant à se raréfier dans le même rapport, la pression extérieure prédomine, repousse les soupapes fdw premier piston, et finalement cet intervalle se remplit d'air froid à la pression atmosphérique ; c'est la période d'alimentation d'air dont nous avons parlé et qui est produite par les vitesses difforeutielles des deux pistons.