Moteur Diesel

Le premier projet de M. Diesel comportait l'emploi de deux cylindres de combustionf reliés d'une part à un cylindre jjfedétentejl'un plus grand diamètre, et d'autre part à un réservoir d'air comprimé. Le combustible proposé était du charbon finement pulvérisé, qu'on injectait et qu'on brûlait graduellement dans le cylindre de combustion. Le cycle devait être réalisé ainsi qu'il suit. Nous emploierons, dans cette description, les symboles de la légende ci-dessous ; nous appelons :

P les pistons des cylindres de combustion; b leurs soupapes de communication avec le grand cylindre; Q le piston de ce cylindre d^étente ù L le réservoir d'air comprimé ;

a les soupapes disposées entre ce réservoir et les deux petits cylindres ; d une valve d'admission de l'air atmosphérique dans la partie inférieure du grand cylindre; e une autre valve reliant cette partie inférieure au réservoir L; / une soupape d'échappement disposée sur la partie supérieure du grand cylindre.

Les petits cylindres travaillent à simple effet; le grand est à double effet.

» (1) La ra<78 anglo-saxoane .sait à l'occasion être eothousiaste, témoin ces lignes exlrailes du rapport Pray; parlant do l'application du moteur Gardie à bord des grands transaUantiqucs, il dit : no smokestack would be neeJed, beyond that the of gaUey for cooking, npon Ihe occan steamer, and without doubt tho enlire fuel gas for cooking for 1000 people coald be obtanied from the power plant.

Dans sa marche ascendante, le piston Q aspire par d Tair extérieur qu'il refoule, en redescendant, à travers e» dans le réservoir L. La partie inférieure du grand cylindre est donc consacrée à Talimentation du réservoir L en air comprimé.

Les pistons P puisent de Tair dans ce réservoir à travers a et le surcompriment dans leurs cylindres respectifs ; c'est alors seulement qu'on y introduit le combustible. Celui-ci est brûlé graduellement dans une troisième phase d'opérations. Un commencement de détente se produit durant la même course, mais elle se termine et se complète dans la partie supérieure du grand cylindre, par le jeu des soupapes b. La détente achevée, le piston Q évacue les gaz brûlés par /*. -<;3;^gnje voit : les deux petits cylindres constituent deux moteurs ' jumelés à quatre temps ; le grand cylindre qui leur est annexé réalise un dispositif de compoundage avec prolongation de la détente. Ce grand cylindre est compresseur dans sa partie inférieure et détendeur par sa partie supérieure. La conjugaison des petits cylindres avec le grand est alternante et Ton obtient ainsi une course motrice à chaque tour de la machine.

Ce projet ne nous est connu que par le schéma publié par M. Diesel dans sa communication de juin 1897, à la Société des Ingénieurs allemands.

L'idée était ingénieuse et la combinaison rationnelle ; l'inventeur a surtout revendiqué ce dernier titre, et il a obtenu le haut patronage de MM. Zeuner, Linde, Schrœter et Slaby. La machine serait donc entrée dans le monde dans les meilleures conditions et elle eût trouvé dès son berceau les plus puissantes protections.

Malgré ces heureux auspices, M. Diesel en est resté à son schéma et il a préféré réaliser autre chose : il a eu cette fois l'aide efficace de M. Frédéric Krupp d'Essen et de M. Buz, directeur de la fabrique de machines d'Augsbourg.

C'est dans ces ateliers que le premier moteur Diesel a vu le jour. On a construit une machine monocylindrique, ne possédant donc qu'un cylindre de combustion : au lieu de l'alimenter, comme on l'avait projeté d'abord, avec du combustible solide pulvérisé et tamisé, on y a admis tout simplement du pétrole vaporisé, se réservant d'utiliser ultérieurement les gaz pauvres. Le cylindre de détente a été supprimé.

Celte machine est représentée sur. les figures 94 et 95. C'est une machine pilon ; le cylindre moteur Q est boulonné à la partie supérieure d*un bâti en fonte et son. piston attaque, par Fintermédiaire de la glissière a et de la bielle 6, l'arbre coudé cd. Ce cylindre est donc à simple effet ; le piston P est très long et étudié de façon à permettre des pressions très considérables. L'arbre de couche transmet le mouvement, au moyen d'engrenages coniques, à l'arbre vertical auxiliaire g, qui entraîne lui-même l'arbre supérieur de distribution W, portant les cames B, lesquelles actionnent les soupapes V^ et V, et la soupape d'injection de pétrole D. Cette commande s'effectue par des leviers à angle obtus, visibles sur le dessin.

Les biellettes r actionnent en même temps, au moyen des leviers Xy le piston d'un petit compresseur à air Q, disposé sur le côté du cylindre moteur ; l'air comprimé est remisé dans le réservoir L ; le même tuyau s relie ce réservoir au pulvérisateur de pétrole, A chaque course ascendante du piston Q, le compresseur envoie de l'air en L dont la pression est ainsi maintenue constante. Nous dirons plus loin le rôle de la soupape Y.

Voici dès lors comment fonctionne ce moteur.

En descendant, le piston P aspire de l'air par V ; il le comprime en remontant^ la pression de compression ainsi développée est un peu inférieure à celle qui est maintenue dans le réservoir L. Quand le piston P redescend,la cameN ouvre la soupape D,etil se produit une injection de pétrole divisé, servi par une pompe spéciale, que le dessinateur n'a pu montrer sur notre dessin; en même temps, il vient une chasse d'air de L, qui pulvérise le liquide. Or, cette pulvérisation dans une atmosphère à haute pression et déjà chaude a pour effet de produire une combustion spontanée du pétrole, sans qu'il soit néjcessaire de prévoir aucun dispositif d'allumage. Ce fait était connu avant que M. Diesel eût construit sa machine, mais c'est lui qui l'a appliqué le premier, réalisant ainsi le but qu'il poursuivait à savoir, .de créer le maximum de température avant la combtistion ; il a gagné par surcroit la suppression de tout inflammateur. L'injection du pétrole cesse dès qu'une partie de la course motrice est effectuée et il se produit une détente, supposée adiabatique ; à la fin de cette deur xième course ascendante, la soupape V, s'ouvre pour laisser échapper les gaz brûlés.

Les quatre courses correspondent par suite aux deux séries d'opérations ci-dessous :

l"* course — descendante — Aspiration d'air;

2"* course — ascendante — Compression d'air ;

S^^course — descendante — Injection de pétrole, combustion.

et détente; 4"®course — ascendante — Échappement.

Fig. 94. — Moteur DiesoU

. La durée de rinjectioii du pétrole, et par suite la quantité injectée est variable par le régulateur.

La compression d'air devait d'abord être énorme et M. Diesel ne pariait de rien moins que de 250 kilogrammes; c'était un vœu imprudent; il s'est borné ensuite à 35 kilogrammes, et il a eu le rare mérite de réussir. On ne saurait trop l'en louer.

On a adapté à cette machine un ingénieux dispositif de mise en route, en utilisant la pression de l'air comprimé. 11 suffit de pousser le levier H (voir le plan d^ la figure 95) pour faire jouer des cames supplémentaires, qui admMient à chaque tour de Tair comprimé du réservoir L dans le cjiindre par la soupape Y, et font descendre le pifllon ; l'échappejuent s'ouvre d'ailleurs quand le piston remonte. Vu 4a forte pression du réservoir, laquelle atteint 40 kilogrammes, rimpulsion est suffisante pour mattre le moteur en route au troisième coup« On retire alors la goupiUa d'arrêt d et un système de cliquetp permet îde faire manoeuvrer lep cames ordinaires.

l!el«si Je premier moteur de 20 chevaiix construit à Augsbourg. Les ttmiBDsions de cette machine nous sont connues ; le cylindre moteur a un diamètre de 2B0 millimètres et la course du pislon qst de O'^ySOSS. Le compresseur a d'ailleurs 70 millimètres d'alésage el sa , course est de 0™,200. Or la machine faisant 172 révolutions par minute, on a rélevé sur le pislon moteur un travail indiqué de 27,85 chevaux (1) desquels il a fallu 4éfalquer un travail négatif de la pompe de compression de 1,29 cheval; il restait donc 26,50 chevaux nets. Le travail effectif mesuré au frein sur l'arbre a atteint 19,87 chevaux; le rendement organique ressort par suite à 74,80 9é : ce rendement est médiocre. A demi-charge, il est même tombé à 57,80 %.

Par contre, le rendement thermique a été remarquable ; le chevalheure effectif a été obtenu par une consommation de 247 grammes de pétrole ordinaire. On n'avait jamais encore signalé un aussi beau résultat : il est vrai de dire aussi qu^on n'avait jamais comprimé à 35 kilogrammes dans aucun moteur. Nous ne reviendrons pas sur les conséquences de ce fait, car nous avons exposé précédemment nos idées théoriques sur ce point. Le moteur Diesel est le triomphe des hautes compressions; on connaissait leurs avantages avant que l'ingénieur allemand eût créé sa machine ; mais nul n'avait su les réa-

(1) La pression moyenne était de 4^.38. . —

User. Son invention constitue donc surtout un perfectionnement d'ordre pratique.

La douceur et la régularité de la marche du moteur Diesel ont été remarquées aussi ; c'est le mérite des moteurs à combustion depuis longtemps connu et signalé, mais trop *^ oublié peut-être ; l'énorme publicité donnée aux résultats obtenus à Augsbourg, ramènera l'attention sur ces moteurs qu'on avait trop négligés.

Ajoutons que le moteur Diesel est à combustion et à quatre temps, alors que les moteurs de ce genre précédemment établis étaient à deux temps. C'est encore une nouveauté de cette machine si remarquable d'ailleurs.

Mais il parait qu'on nous ménage d'autres surprises et qu'une machine, en chantier depuis deux ans, sera une nouvelle merveille. Notre curiosité, mise peut-être trop /tôt en éveil, se lasse (l'attendre, mais il faut croire que les espérances des inventeurs n'ont pas élé déçues. —

On annonce aussi qu'il se poursuit en ce moment des essais à Augsbourg en vue de marcher au gaz pauvre ;

Kig. 95. — Moteur Diesel.

un gazogène Lencauchez a été mis en service dans ces recherches. Nous ne savons rien non plus des résultats de ces expériences. On nous a dit toutefois qu'un nouveau type de moteur à gaz a été établ|, plus simple et moins/con^pliqué que le premier, et possédant par suite ' ^ un meiirèur renàéîÂèntf organique : il serait par conséquent plus économique encore.

Une Sociétéffrancaise au capital de 1,200.000 francs a acheté tous ces brevets Diesel ; elle construira dans Tatc^ler de Longueville, près Bar-le-Duc» dans la Meuse. Une licence a aussi été accordée à la compagnie des Constructions Mécaniques de la rue Lecourbe à Paris.

Moteurs atmosphériques.

Ce type est abandonné, malgré sa perfection théorique, par suite des difficultés pratiques de sa réalisation : il était devenu classique et célèbre sous le nom de Langen et Otto.

Moteurs rotatife.

De nombreux essais ont été faits depuis longtemps pour recueillir rénergie de la vapeur en faisant agir sa pression sur un piston animé d'un mouvement de rotation, au lieu d'avoir un mouvement de vaet-vient ; on éviterait ainsi de passer par les organes habituels de transformation et de modification de mouvement. Watt lui-même avait cherché à résoudre ce problème et, depuis lors, plus d'un inventeur s*est usé à poursuivre le même rêve.

Ces échecs ont provoqué l'invention des turbo-moteurs, dans lesquels l'énergie de la vapeur est d'abord employée à communiquer de

la vitesse au fluide, et dont la quantité de mouvement est ensuite utilisée pour produire une impulsion ; le succès deParson et de M. de Laval semble démontrer que, dans cette voie, les inventeurs ont plus de chance d'aboutir à la fortune.

La difficulté qu'on rencontre dans les machines rotatives est celle des joints ; dans les turbo-moteurs, c'est la vitesse qui constitue recueil. Ce sont des difficultés qu'on surmonte souvent : il est donc possible qu'on y réussisse un jour.

La vapeur d'eau à haute pression et fortement surchauffée, ayant donné de bons résultats, on a été amené à essayer de marcher aux gaz tonnants, soit en les faisant exploser ou brûler dans une enceinte séparée, soit que l'explosion ou la combustion ait lieu dans le cylindre même.

C'est ainsi qu'est né le cinquième type; il est encore dans l'enfance et nous n'en dirons que peu de mots. S'il nous est donné de poursuivre plus tard la publication de cet ouvrage, nous aurons sans doute un plus important chapitre à consacrer aux moteurs rotatifs. Pour le moment, nous ne pouvons donner que des indications générales sur les systèmes auxquels les inventeurs donnent la préférence.