CHAPITRE SEPTIÈME

MONOGRAPHIE DES PRINCIPAUX MOTEURS A PÉTROLE (i)

Depuis la publication de notre second volume, dans lequel une large part avait été faite aux moteurs à pétrole, ainsi qu'en témoigne la note ci-dessous, ces moteurs ont pris une grande place dans l'industrie : les tâtonnements de la première heure ont pris fin, et les imperfections du début ont élé corrigées; l'amélioration des vaporisateurs et la précision d^s distributeurs de pétrole, ces organes si délicats, ont permis de régulariser la marche, de mieux assurer les combustions et partant de faire disparaître les encrassements rapides des cylindres et des chambres de combustion. En un mot, de sérieux progrès ont été réalisés.

L*expérience acquise par les constructeurs, à leurs dépens aussi bien qu'aux dépens de leurs clients, a fixé les lypes ,et la plupart d'entre eux paraissent avoir enfin donné l'édition ne «ane^wr de leurs œuvres. Il a suffi pour cela de quelques modifications de détail, souvent peu visibles au dehors, dont l'importance a néanmoins été généralement fort considérable. Nous aurions de grandes difficultés à les signaler toutes, car il faudrait revenir sur les descriptions que nous avons déjà données des principaux moteurs. Toutefois, avant d'entreprendre la monographie des machines nouvelles, parues en ces derniers temps, nous ferons une revue rapide des moteurs plus anciens et nous nous efforcerons de caractériser leur évolution vers une marche plus parfaite et un rendement meilleur.

. (1) Noos 8Tons déjà décrit dans le tome II les motears Brayton, Priestman, Ragot, Crossley, Grob, Otto, HorDsby-Akroid, Trosty, GriffiD, Niel, Lerasseur, Root, Merlin, Knight ot Kœrting. Nous coniBnencerons donc par le noméro 19.

M. Braylon s*est adonné depuis longtemps à la construction des moteurs à pétrole et nous avons déjà décrit dans nos précédents volumes (1) les divers types qu'il a créés : mais son dernier modèle de 1895 en diffère à un tel point qu'on peut le considérer comme une machine nouvelle.

C'est encore un moteur à balancier en dessous, mais le piston P est articulé par sa tige oscillante A à l'une des extrémités du balancier BCD, qui est attelé lui-même, du même côté» par la bielle BE à la manivelle M de Tarbre moteur. Ce mécanisme est tel, que l'arbre fait plus d'un demi-tour pendant les courses descendantes du piston.

Fig. 97. ~ Moteur Rreyton.

Le balancier commande par son extrémité D le piston P' d'une pompe à air» qui envoie de l'air comprimé dans la chambre de pulvérisation du pétrole.

Ce moteur est à quatre temps ; à la montée du piston qui suit l'explosion, une came ouvre une large soupape d'échappement S et les gaz brûlés sont expulsés durant toute la course ; à la descente suivante, celte soupape se ferme, tandis qu'une soupape centrale du

1) Cf: Tome l^, page 348 et tome II, page 245.

piston S' laisse pénétrer Tair derrière lui. Au troisième temps, la soupape d'échappement S se rouvre encore un instant, pour compléter le balayage du cylindre. Mais elle se referme bientôt et l'air restant est comprimé jusqu'à fin de course. C'est alors que s'ouvre soudain une autre soupape S", qui admet à travers le pulvérisateur une charge d'air fortement comprimé d'autre part par le piston P, ; cette charge, qui est richement carburée, passe au contact d'un brûleur toigours incandescent et s'y enflamme.

Il y a donc trois soupapes. S, la soupape de décharge est montée sur le fond du cylindre ; elle consiste en un large disque fondu avec un moyeu portant à sa partie supérieure une gorge dans laquelle sont engagés les talons de deux tiges verticales diamétralement opposées. La seconde soupape S' est portée par le piston lui-même ; elle est annulaire; sa levée automatique est limitée par quatre crochets, qui assurent sa retombée exacte sur son siège. La troisième S", logée au centre du fond du cylindre, n'est qu'une soupape à pointeau, commandée par un déclic, et ramenée sur son siège par un ressort •

Nous voyons donc que le fond supérieur du cylindre porte deux soupapes; c'est lui encore qui renferme le pulvérisateur etl'inflammateur. Le pétrole est refoulé, à l'état liquide, par une petite pompe spéciale, dont le débit est réglé par le régulateur, dans une chambre, traversée par l'air comprimé par le piston P ; il est ainsi pulvérisé et vaporisé. L'air chargé d'hydrocarbure traverse tme série de toiles métalliques formant sur la tige de la soupape à pointeau S" un piston qui reçoit la butée de son ressort de rappel; le mélange s'y complète avant l'introduction au cylindre moteur.

L'allumeur, qui constitue la caractéristique des divers types de moteurs Brayton, est disposé autour du pulvérisateur. Deux compartiments superposés sont séparés par une cloison perforée; le premier est garni de toiles alternantes d'amiante et de métal ; le second, ouvert par le bas, contient des rangées de fils de platine, maintenus par une rondelle s'appuyant sur un épaulement du pulvérisateur. Pour la mise en train, on porte ces fils au rouge au moyen d'une flamme introduite à travers un orifice de la culasse ; on referme ensuite cet orifice par un bouchon à manette. En marche, la chaleur de l'explosion maintient ce brûleur au rouge .

: Comme au début de la course descendante, le mouvement du piston est retardé et que cette course correspond à une rotation de la manivelle supérieure, à 180^, la détente est prolongée, et la combustion complète du pétrole est d'autant mieux assurée en même temps que le rendement du moteur est amélioré.

M. Priestman a abordé la construction de puissants moteurs dans lesquels il a substitué à son allumage électrique un nouvel allumage par tubes incandescents, qui présente quelques dispositifs particuliers. Les tubes sont placés horizontalement à la partie Inférieure de la cheminée dans laquelle monte la flamme des brûleurs qui les maintiennent au rouge : ces tubes sont fermés par une soupape, qui .empêche l'allumage, quand elle est ouverte. A la mise en route, on insère un coin entre la tige de la soupape et le levier qui opère sa levée, de manière à la maintenir ouverte pendant une partie de la compression ; ce coin tombe de lui-même à la première poussée du levier. En marche, Tallumage se règle par la durée même de l'ouverture, grâce à une vis qui met la tige de butée à la longueur convenable. La partie inférieure de la cheminée est fermée par un volet qu'on replie plus ou moins, suivant le besoin du tirage.

Ce modèle d'allumeur est surtout appliqué aux machines destinées aux pays lointains et aux colonies, pour lesquelles l'emploi des piles est moins indiqué (1).

M. Priestman pense avoir perfectionné le cycle de ses moteurs en introduisant dans le cylindre, avec la charge explosive, une très faible quantité d'eau prélevée à la température de 60% sur la circulation de l'enveloppe; celte eau se vaporise, augmente la force explosive et réfrigère la paroi. Essayée et préconisée souvent depuis Hugonet Simon, cette méthode a tour à tour été reprise et abandonnée ; les constructeurs anglais s'en déclarent très satisfaits à tous égards et ils estiment à 15^ l'accroissement de puissance obtenu. Nous les félicitons de cet heureux résultat.

Signalons aussi dans cette révision un nouveau moteur à pétrole

(1) M. de Faramond de Lafajole, concessionnaire en France des breyels Priestman, nous fait savoir que l'on ne se sert pins de la pile décrite à la page 258 de notre tome II, mais bien de celle, dite type S, mentionnée à la page 298, dont la résisUnce intérieure est de O.OS ohms pour les éléments S et W.

Otto, du type vertical ; son originalité réside dans la combinaison d'un régulateur pendulaire avec la distribution par membranes, que les ateliers de Deutz ont fait breveter : les engrenages de distribution sont supprimés. La soupape d'admission, placée- à la partie supérieure du cylindre, est automatique ; la soupape d'échap-

pement installée sur le cûté du cylindre est au contraire commandée, mais elle cesse de s'ouvrir quand la vitesse s'accélère- Le pétrole est débile par une pompe, sous la dépendance du régulateur ; elle reçoit cette huile en charge d'un réservoir placé à proximité du moteur et elle la refoule dans un pulvérisateur, installé sur la culasse du cylindre. L'huile, divisée en gouttelettes fines et légères, est entraînée par l'air appelé dans le cylindre et ce mélange traverse une chambre de vaporisation, chauffée par une lampe, qui entretient l'inflammaieup à Tincandescence. Cette lampe est

Fig.98. — Motour à pëtrolo Otlo.

une sorte d'éolypile; Thuile, contenue dans un réservoir inférieur, où elle subit une pression d'air de près de 3 kilogrammes, est montée par cette pression au niveau de la lampe, et elle traverse un serpentin de gazéification enveloppé par la flamme de lalampe. La vapeur de pétrole ainsi formée est injectée dans le brûleur; elle entraîne un excès d'air et forme une flamme bleue dont la température est très élevée. Nous voyons donc que cette flamme chauffe ce serpentin de gazéification, le lube d'allumage et la chambre de vaporisation.

L'air admis au cylindre est aspiré durant toute la période d'admission.

Les deux seuls organes du moteur qui doivent être réglés sont la soupape d'échappement et la pompe à huile de pétrole. Ces organes fonctionnent au moyen d'un excentrique a et leur mouvement est subordonné au jeu des membranes élastiques en cuir h et < qui commandent la soupape et la pompe (fig. 98).

Voici comment fonctionnent ces curieux appareils de régulation.

Occupons-nous d'abord de la soupape de décharge. L'espace compris entre les membranes h et la boite à membrane g communique par le tube i avec l'aspiration d'air. A chaque période d'admission, l'air se raréfie derrière A, la membrane s'infléchit et la bielle e déclenche la soupape d'échappement, qui se ferme sous l'action de son ressort de tension. Le contact étant supprimé entre le poinçon c et l'encoche 6, le levier Q, mû par l'excentrique, n'aura pas de prise sur la soupape, qui restera fermée en période de compression. Mais alors, le vide ayant cessé derrière g^ c reprend le contact de A, et à la nouvelle ascension du levier Q, la soupape de décharge sera soulevée. Le régulateur intervient alors pour empêcher ou permettre cette levée, suivant le besoin du moteur. Ce régulateur consiste en une sorte de pendule m placé sur le levier Q et pivotant sur l'extrémité de ce levier. Le ressort y^ fixé à la crosse plate ky tire le pendule sur la droite ; la saillie n bute contre le poinçon c. A la vitesse normale du moteur, le pendule n'empêche pas la prise de contact entre b etc, qui a pour effet l'ouverture de la soupape ; mais, pour une vitesse déterminée, le bras du pendule hm reste en arrière, la saillie n repousse le poinçon c, lui fait manquer l'encoche b ; le déclenchement opéré ainsi laisse donc la soupape de décharge entièrement fermée. Les gaz brûlés n'étant pas évacués, la soupape d'admission automa-

tique ne s'ouvre plus; le piston comprime par conséquent tour à tour ces gaz et subit leur détente. Cest un moyen de réglage employé depuis longtemps et dont nous avons déjà dit les avantages et les inconvénients.

Les ingénieurs de Deutz font remarquer avec raison que, pour une oscillation du pendule, les phases du cycle n'ont été interrompues que pendant deux courses du piston qui ne correspondent qu'à une seule compression des résidus d'une combustion antérieure et à leur détente, provoquées par la non-ouverture de la décharge. Aussitôt que le régulateur le permettra, la soupape s'ouvrira de nouveau et les quatre temps recommenceront en débutant par le quatrième, qui est celui d'échappement. L'emploi des membranes donne donc une sensibilité de réglage plus grande, que celle qu'on obtient par les appareils ordinaires, lesquels interrompent le cycle en supprimant ses quatre phases.

Mais le régulateur agit aussi sur la pompe à huile, de la manière qui suit :

L'huile est livrée au moteur par une pompe verticale à piston plongeur p, qui comprime de bas en haut : la boite à clapets V renferme les clapets d'aspiration et de refoulement; l'huile arrive à la pompe par l et elle va au pulvérisateur par u.

Le piston est actionné par l'excentrique a, qui lui transmet le mouvement par les leviers o et /; à condition toutefois qu'il y ait enclenchement en q^ ce qui exige que la membrane ait fléchi dans sa boite, à la suite d'une aspiration par le tuyau ù Notre figure représente ce qui se passe en période d'admission; la membrane t s'est incurvée, et la pompe a été rendue solidaire du mouvement de l'excentrique; le piston refoule alors de l'huile par le tube u. Un ressort, placé au fond du cylindre, fait redescendre le plongeur.

Mais, la membrane ayant alors repris sa position normale, les trois phases de compression, d'explosion et de décharge se produisent sans que la pompe fonctionne.

La vis Wy agit sur le levier ^ ce qui permet de régler la course du plongeur p et de réduire à volonté la quantité de pétrole à injecter par chaque admission de mélange.

Le bout du levier / est construit de manière à pouvoir être manié à la main : au moment de mettre en marche, on pompe par ce levier

et Ton remplit d'huile le tuyau u allant au moteur : un robinet de vérification^ placé au bout de l'injecteur, permet de s*assurer que l'huilé a atteint son niveau ; un mince fllet de pétrole jaillit par Torifice ainsi débouché.

Jlrrivè^ d'huile du Réservoir

Kig. U9. — Moteur à pétrole Otto.

Ce dernier modèle du moteur Olto présente en somme de très intéressantes nouveautés, qui le signalent à l'attention des intéressés.

Le moteur Crossley, maintes fols transformé, toujours amélioré, paraît enBn avoir trouvé son type idéal, et il s'est placé parmi les meilleures et les plus parfaites machines à pétrole. La figure 96 la représente telle qu'elle se construit aujourd'hui; une légère modification de détail dont nous parlerons plus loin n'a pas changé le modèle que nous figurons. Nous prions le lecteur de se reporter à notre description du tome 11 (1) et de lire ensuite la légende suivante, qui facilitera l'intelligence du dessin ci-dessus :

A soupape d'admission de l'air.

B Vaporisateur.

C Tube d'allumage, chauffé ainsi que le vaporisateur, par une lampe à pétrole J •

D Jaugeur d'huile avec pulvérisateur.

F Came de distribution.

6 Levier d'échappement.

H Soupape de décharge, rappelée par un ressort.

J Lampe.

K Ecrou de réglage de l'huile.

M Réservoir d*huile logé dans le bàti.

S Régulateur d'huile.

0 Canal d'huile alimentant la lampe.

P Canal alimentant le jaugeur.

Q Canal de retour de l'excès d'huile.

R X Pompe à huile.

Le jaugeur de pétrole D assure un dosage constant des charges d'huile, indépendamment des passages à vide, alors que la pompe continue toujours de fonctionner. Cet ingénieux appareil se compose d'une chambre cylindrique d'une capacité un peu supérieure à une charge d'huile ; le liquide est fourni d'une part par la pompe, et il est aspiré d'autre part par le piston moteur, dans le cylindre, à travers une soupape de pulvérisation. Mais la soupape d'admission ne venant pas à fonctionner, l'huile retourne au réservoir de la pompe, de telle sorte que celle-ci peut continuer de fonctionner, malgré les passages à vide.

La soupape d'admission d'air A était automatique jusqu'en ces

(1) Voirtomo II, page 257.

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derniers temps; mais les ingénieurs de la maison Crossley ont préféré la commander par un balancier attaqué par un levier d'excentrique, lequel prend son mouvement sur l'arbre de distribution; un ressort relève la soupape après qu'elle a été abaissée par la pression du balancier.

Le vaporisateur est aisément amovible, et on le remplace rapidement en cas d'accident.

Au concours de Cambridge, le moteur Crossley a été classé premier pour sa consommation, qui n'a pas dépassé 373 grammes à pleine charge, allumage compris.

La Compagnie des Moteurs universels Grob a jugé utile, pour répondre aux besoins de son immense clientèle (1), de créer un modèle horizontal, dans lequel le carburateur est placé contre la culasse du cylindre. Le service de la distribution est effectué par un arbre horizontal à cames, commandant les soupapes d'admission d'air et! de décharge.

Le moteur Hornsby, hautement récompensé au Concours de la Société Royale d'agriculture à Cambridge, par deux premiers prix, voit s'élargir tous les ans son champ d'exploitation, et MM. de Mot ot C* en ont placé un grand nombre en France.