MOTEURS ATMOSPHÉRIQUES

Moteur Langen et Otto.

Voici le moteur qui a donné les meilleurs résultats de tous» puisque sa consommation courante par cheval-heure s'est abaissée audessous de 760 litres, à une époque où Ton était heureux de trouver, partout autre moteur, une dépense inférieure à 1.800 litres.

J'ai déjà démontré que la supériorité incontestable de cette machine atmosphérique provient aussi bien de la perfection de son cycle que de la manière dont il est réalisé : je n'insisterai plus que sur ce dernier point. L'action nuisible de la paroi a été réduite au minimum, pendant la phase explosive, par l'instantanéité de la détente ; cette action de paroi est même rendue utile, pendant la période de contraction, puisqu'elle contribue à diminuer la pression des gaz brûlés et à augmenter par suite le travail moteur. Ce double résultat a été obtenu en rendant le piston indépendant de l'arbre de couche pendant la période explosive et en ne le faisant travailler qu'au retour, sous la pression de l'atmosphère. Le piston libre part donc comme un projectile sous l'action du mélange tonnant ; il retombe avec lenteur en entraînant l'arbre de couche.

Le concept théorique de cette machine est simple : la réalisation mécanique de l'invention est des plus difficiles et des plus compliquées. Barsanti et Matteucci avaient eu l'idée, mais ils ne surent pas la réaliser; Langen et Otto ont repris l'idée de leurs devanciers, et ils l'ont exécutée; toutefois, la solution qu'ils ont trouvée était ellemême incomplète, et leur ingénieuse machine est aujourd'hui à peu près abandonnée ; elle a été condamnée pour ses imperfections mécaniques.

Elle ne se, construit plus : mais son importance est si grande dans l'histoire des moteurs à gaz, que ce serait une erreur de ne point en donner ici une description complète.

La figure 122 représente la macliine atmosphérique de Langen et Otto (•).

Elle se compose d'un cylindre très long A, ouvert à son extrémité

Fig. m

supérieure et parcouru par un piston P dont la tige B porte une crémaillère, qui règne à peu près sur toute sa longueur, et commande

(1) Le Portefeuille économique de M. Oppermano a donné, en 1876, une description coai^ plète de ce moteur.

un pignon C placé sur Tarbre du volant. Ce pignon est fou sur cet arbre, dans la rotation qui correspond à l'ascension du piston ; il entraîne Tarbre au contraire dans sa rotation inverse. Ce résultat était obtenu d*abord par remploi d'une roue à rochet, fixée sur le même axe que le pignon ; mais on y substitua bientôt un manchon de friction, assez compliqué, il est vrai, mais très ingénieusement conçu, dont je vais essayer d'expliquer en peu de mots le fonctionnement.

Cet embrayage (appelé en allemand das Schaltwerk) se compose d'un disque m, calé sur l'arbre de couche (fig. 122 et 123) dont le moyeu cylindrique m' porte deux plateaux x x\ qui tournent librement sur lui et comprennent entre eux la denture y du pignon, maintenue par les quatre boulons / de la figure 123.

Cette denture est donc folle sur l'arbre de couche, puisque les plateaux x et j:' sont indépendants de l'arbre ; mais elle cessera de l'être aussitôt qu'elle deviendra solidaire du disque m. Or, dans l'intervalle compris entre la couronne dentée y et le dis- y\%, 123

que iM, se trouvent quatre coins, qui

appuient sur la circonférence du disque, par l'intermédiaire d'une garniture de cuir; de plus, la couronne dentée porte à l'intérieur autant de plans inclinés ; enfin une série de rouleaux sont disposés entre les coins et les plans inclinés. Lorsque la couronne dentée se meut dans le même sens que le disque, les rouleaux se logent dans le vide laissé entrelescoins et les plans inclinés; il en est de même lorsque la couronne dentée se meut en sens contraire du disque avec une vitesse moindre ; au contraire, dès que la roue dentée tend à prendre de l'avance sur le disque, les rouleaux remontent les plans inclinés et viennent exercer une pression par coincement sur les garnitures de cuir; l'énergique friction développée de la sorte entraine le disque in et par suite l'arbre de couche. Ainsi s'explique la propriété de ce curieux embrayage de n'agir que pour un sens déterminé de rotation et seulement dans le cas où le piston retombe avec une vitesse suffisante.

Ce dispositif étant compris, il est aisé de se rendre compte delà marche de la machine, en observant la direction des flèches marquées sur la figure 122. Le volant tourne de gauche à droite, par dessus ; le piston, ayant reçu l'impulsion de la charge explosive, vole en l'air avec une rapidité extrême, en entraînant à contre-sens le pignon C,

qui est alors fou sur Tarbre; en vertu de la force vive emmagasinée, les gaz brûlés se détendent jusqu'à une pression bien inférieure à celle de Tatmosphère, et il se fait un vide partiel dans le cylindre. Mais, à un moment donné, la pression contraire de l'atmosphère, jointe au poids de tout l'appareil mobile, détermine un mouvement rétrograde du piston : ce mouvement, rapide au début, provoque le jeu des coins de Tembrayage, et le piston, devenu solidaire de Tarbrc moteur, effectue un travail utile. Mais il se développe alors sous le piston une contrepression qui ralentit sa marche; bien que le pignon continue de tourner dans le même sens que le volant, les coins se dégagent et la roue dentée redevient libre ; le piston achève sa course et expulse les gaz brûlés. Mais il faut alors qu'il remonte pour aspirer une charge nouvelle de gaz tonnant : ce mouvement est produit par un mécanisme spécial qui est figuré sur la droite de la figure 122. Nous pouvons en aborder maintenant la description.

Parallèlement à l'arbre du volant m se trouve placé un second arbre w, par lequel s'opère la double fonction de relevage du piston et de commande du tiroir de distribution T ; la transmission du mouvement se fait de m et n par les roues dentées R et R', situées à Tarrière-plan du dessin et représentées par une ligne pointillée. L'excentrique E' commande le tiroir ; l'excentrique E relève le piston. L'action de ces deux excentriques ne devant s'exercer que par inter mittence, on a été obligé de les rendre fous sur l'arbre n : ils sont donc entraînés par imrochet cf, dont l'action sera suspendue aussitôt que le verrou e aura perdu le contact de ses dents. Le cran h du levier c est chargé de cette mission : c'est à lui qu'incombe la fonction d'immobiliser les excentriques en décrochant le verrou. 11 n'agit qu'après que le levier b aura soulevé le piston par l'intermédiaire du taquet a et que le tiroir aura introduit une charge sous le piston et l'aura enflammée; son action s'exercera du reste aussi longtemps que le levier c, soulevé par le ressort r, maintiendra le verrou ; elle cessera aussitôt que, dans la marche rétrograde, le taquet a aura abaissé ce même levier o.

L'admission du mélange tonnant est dès lors opérée très simplement. Le tiroir T laisse pénétrer l'air et le gaz par deux ouvertures séparées ; l'air est pris directement à l'atmosphère, le gaz arrive par un tuyau muni d'un robinet ; ils sont appelés tous deux par le relevage automatique du piston sous l'action du levier b. L'allumage luimême s'effectue par aspiration de la flamme d'un brûleur.

On règle la vitesse du moteur en ouvrant plus ou moins le robinet du gaz. Mais il importe de faire remarquer au lecteur que l'on possède

en outre le moyen de modérer la marche de la machine en réduisant la section de l'orifice d'échappement : dans ce cas, en effet,la descente du piston estralentie et le nombre des coups de piston diminue par minute. G'eslune particularité curieuse du moteur Langen et Otto, que le nombre de coups de piston soit indépendant de la vitesse du volant; le volant peut être assimilé à une toupie que l'on fait mouvoir par des coups de fouet ; la vitesse de rotation de la toupie dépend assurément du nombre de coups de fouet; cependant, en diminuant les résistances passives, on peut entretenir une vitesse égale avec un nombre moindre d'impulsions motrices. Il en résulte qu'un même moteur peut fournir un travail variable avec des vitesses fort différentes ; ainsi, dans les essais de Meidinger, relatés à la page 205, le travail a passé de 48 à 26 kilogrammètres, alors que la vitesse diminuait de 106 à 40 tours par minute et le nombre de coups de piston de 43 à 20; ces variations paraissent indépendantes les unes des autres dans une certaine mesure.

Le moteur Langen et Otto, que nous venons de décrire, est, sans contredit, un des plus ingénieux qu'on ait réalisés, et je n'hésite pas à déclarer que son mécanisme est un des plus remarquables qui aient été imaginés ; nulle machine n'a été d'autre part plus économique ; malheureusement sa marche bruyante et peu régulière en a condamné l'emploi et ses inventeurs eux-mêmes ont renoncé à la construire. Cet échec n'atteint pas les machines atmosphériques dans leur principe, hâtons-nous de le dire : ce n'est pas leur cycle qui est condamné, mais seulement l'appareil mécanique par lequel on l'a réalisé jusqu'ici.

On n'en construit plus aujourd'hui et le moteur que nous venons de décrire est abandonné depuis longtemps ; mais il serait téméraire d'affirmer que ce type soit condamné sans retour. Les moteurs mixtes analogues aux machines de Bisschop et François, seront sans doute une solution à laquelle on reviendra un jour.