Moteur à explosion

“ C'est à lui que l'on doit le développement du moteur à explosion, qui a dépassé celui de la machine à vapeur que l'on doit à la houille. Aussi nous trouvons-nous actuellement sous son entière dépendance, à tel point, qu'il est l'un des facteurs économiques les plus importants, probablement même le plus important de la politique internationale.
Jusqu'ici le pétrole n'intervenait que pour une partie de sa production comme fournisseur de carburant du fait que seule l'essence que l'on retire pouvait être utilisée à cette fin. ”

“ C'est alors que des esprits ingénieux s'appliquèrent et réussirent à libérer le moteur à explosion au moyen de cette véritable usine à gaz portative qui s'appelle le carburateur : les études auxquelles donnèrent lieu tous les problèmes à résoudre s'étendent de 1875 à 1890. Petit à petit, nous voyons le moteur se dégrossir, s'affiner, tourner de plus en plus rapidement ”

“ Le principe de ces moteurs consiste à utiliser l'énergie produite par l'explosion d'un mélange comprimé d'air et de vapeurs de pétrole. Le mélange gazeux, comprimé par un piston dans une chambre d'explosion, est enflammé par une étincelle électrique. Il explose et repousse le piston, dont le mouvement est transmis par un système articulé à un arbre, sur lequel on recueillera la puissance fournie par le moteur. Il est nécessaire que le mélange de gaz soit comprimé, sans cela il brûle simplement et sa force d'expansion est beaucoup moindre. ”

“ Ainsi les élèves qui devraient connaître à fond l'anatomie du moteur à explosion, du moteur électrique, du tracteur, et aussi leur conduite, leur dépannage, leur entretien, ne peuvent consacrer que quelques rares instants à la manipulation de ces appareils ! ”

“ La force propulsive est déterminée par la loi fondamentale qui égale son impulsion à la quantité de mouvement fournie au gaz évacué vers l’arrière. On est donc conduit à réaliser un écoulement rapide vers l’arrière. Cela suppose que l’on puisse entretenir une chute de pression capable d’assurer cet écoulement : d’où la solution classique de la fusée, enceinte ouverte seulement vers l’arrière pour l’évacuation des gaz, créés par une réaction chimique appropriée dans le corps même de la fusée, ou chargés sous pression dans celui-ci par l’échappement d’un moteur à explosion. ”

“ On conçoit facilement que pour obtenir d’un moteur à pétrole le rendement maximum, il faudrait pouvoir laisser aux gaz chauds que donne l’explosion la faculté de transformer toute leur chaleur en travail mécanique. Le travail utile sera donc, dans un moteur à pétrole, d’autant plus grand que la température, lors de l’expulsion des gaz brûlés, sera plus basse et la température à la fin de l’explosion plus élevée. Mais un moteur, quel qu’il soit, ne peut marcher que si ses organes sont continuellement graissés. ”

“ Le retour de flamme ne provient pas d'une défectuosité de fonctionnement du carburateur. Ce sont certains organes du moteur qui, déréglés, peuvent, par leur manœuvre défectueuse, provoquer l'explosion dans le tuyau d'admission et dans le carburateur. ”

“ Nous savons que dans les moteurs à explosion fixes on a remédié à cet inconvénient en faisant déboucher le conduit d'échappement qui vient du moteur dans une capacité nommée pot d'échappement, dans laquelle les gaz évacués se détendent et se répandent ensuite dans l'air, par un conduit d'évacuation, avec une très faible pression, de sorte que le bruit qu'ils font en s'échappant est très atténué. ”

“ Reste la panne du moteur : mais nous avons fait observer, en parlant des machines à explosion usitées en aviation, que les progrès incessants dont elles sont l'objet en amèneront l'allègement désiré. Donc, on va disposer très prochainement de moteurs dont le poids sera assez réduit pour que, sous le poids d'une machine motrice actuelle, on puisse bientôt en placer deux, chacune de la force de la machine unique d'aujourd'hui, c'est-à-dire suffisant chacune à soutenir et à propulser l'aéroplane. ”

“ Les appareils de Culture mécanique sont actionnés par des moteurs au sujet desquels nous avons déjà donné des indications générales (1) . Dans ce qui va suivre nous ne voulons considérer que les moteurs à explosions utilisant divers combustibles (essence minérale, benzol, pétrole lampant, mazout, alcool dénaturé pur ou carburé, naphtaline, gaz pauvre, etc.) .
Le moteur à explosions peut être à petite vitesse angulaire ; il est alors appelé communément moteur lent ; lorsqu'il a une grande vitesse on le désigne généralement sous le nom de moteur rapide ou de moteur vite. ”

“ Aussitôt
que l'explosion a lieu, ce qui s'entend nettement, on lâche la manivelle, qui est immédiatement débrayée et qui reste dans sa position de repos, en bout de l'arbre du moteur, lequel continue son mouvement de rotation.
Il faut bien avoir soin, lorsque l'on met en marche le moteur d'une voiture automobile, d'ajouter aux manœuvres précédentes deux manœuvres supplémentaires qui intéressent certains organes de la voiture sur lesquels nous nous étendrons plus loin. ”

“ Le moteur à explosions, avec ses incomparables qualités de puissance, de légèreté, de solidité et d'économie, demeure maître absolu de tout véhicule qui va sans chevaux sur les routes. Il s'agit seulement d'une grande amélioration dans le confort de la voiture: l'automobile a fait mettre l'électricité chez elle.
Désormais, en effet, une automobile qui se pique de modernisme ne tolère plus que, la nuit, la route soit éclairée devant elle autrement que par l'électricité. Elle ne souffre plus qu'on lance son moteur à la manivelle; elle le veut mis en marche à l'électricité. ”

“ Moteur « Minerve ». Tous les moteurs à explosion sont, nous le répétons, sujets à un échauffement excessif des parois du cylindre qui contrarie la régularité des explosions et dérègle complètement leur marche, justement lorsqu'on a le plus besoin de compter sur eux ; par exemple, lorsque, pour escalader une longue et forte rampe, on précipite les explosions et qu'on augmente la quantité de chaleur développée. ”

“ Pour mettre le moteur en train, il ne suffit pas d'ouvrir un robinet et d'allumer un brûleur. Par suite du réglage nécessaire des appareils d'allumage, de la difficulté de l'explosion entre des parois froides, la mise en route est une opération souvent difficile. Au début de l'emploi des moteurs à gaz, on se contentait de tourner à bras d'homme, au volant, jusqu'à ce que le régime soit, établi. ”

“ C'est le 3e temps qui s'appelle « Explosion ». C'est le seul temps « moteur », c'est-à-dire utile. (Fig. 9.) Maintenant, puisque nos gaz sont brûlés, il est aisé de comprendre qu'avait de faire rentrer du gaz frais dans le cylindre pour reproduire une nouvelle explosion, il est indispensable d'évacuer ces gaz. Pour cela, une autre soupape analogue à la première va s'ouvrir pendant que nous allons une fois de plus repousser le piston vers le fond du cydindre. Le piston va agir comme un piston de seringue ainsi que nous l'avons dit plus haut et va chasser les gaz brûlés. ”

“ Il est indispensable de lancer le moteur à explosions en lui faisant accomplir, au moment de la mise en marche, au moins les deux premiers temps du cycle : aspiration et compression, en tournant une manivelle reliée à l'arbre-vilebrequin et qui s'en dégage automatiquement à la première détente des gaz. ”

“ L'apparition du moteur Diesel permet cette substitution. Mais pulvérisant pour le brûler un combustible plus lourd et plus visqueux, il fonctionnera sur une combustion plus lente de gouttelettes plus grosses et qui brûleront par suite un peu à la manière des lamelles de poudres de l'arme à feu de gros calibre, le canon, tandis que le moteur à essence fonctionnant sur un brouillard beaucoup plus ténu et d'une combustion plus vive, presque une explosion, rappelle plutôt l'arme à feu de petit calibre, le fusil. ”

“ Lorsque l'avance à l'allumage est trop considérable, l'explosion se produit avant que le piston ait atteint l'extrémité de sa course.
La pression des gaz enflammés agit dans un sens contraire au sens de marche du piston. De l'antagonisme de ces deux efforts peut résulter un choc lorsque, à un moment donné, la pression des gaz dépasse la force qui déplace le piston dans le cylindre. Le volant du moteur intervient, à ce moment, joue son rôle régulateur et assure sa marche, mais le choc a troublé son fonctionnement et ébranlé les organes. ”

“ En faisant pénétrer une flamme dans un cylindre ainsi rempli d'air carburé suivant des proportions déterminées, on provoque la combinaison des gaz, laquelle se produit avec explosion. La détente des gaz chauds est suffisante pour repousser avec violence le piston mobile enfermé dans le cylindre et produire une action motrice utilisable. C'est l'antique idée du moteur à poudre de l'abbé Haute-feuille et de Huygens, rénovée, améliorée, et avec du gaz ou de l'essence de pétrole au lieu de poudre à canon. ”

“ Une des grandes différences entre la machine à air chaud et le moteur à gaz, c’est que dans ce dernier type de moteurs la haute température développée par l’explosion est produite dans l’intérieur du cylindre et non dehors, de sorte que, malgré la haute température des gaz au moment de l’explosion, on peut refroidir le cylindre, le piston et empêcher les luhréfiants de se dessécher au moyen d’un courant d’eau froide. ”

“ Les progrès auxquels je viens de faire allusion sont de plusieurs ordres. En ce qui touche à la fois dirigeables et aéroplanes, il faut d’abord obtenir des moteurs à peu près aussi sûrs que les moteurs marins du type ordinaire. Le moteur dit « du type aviation, » à explosion, est encore assez loin de cet idéal [1] . Mais, outre qu’il fait constamment des progrès, il faut tenir compte de ce que les véhicules aériens grandissant tous les jours, les moteurs employés disposent de plus de place et de plus de poids, double condition favorable à un fonctionnement régulier. ”

“ Si l'air comprimé du réservoir est envoyé à ce moment derrière ce piston, il agira de la même façon que les gaz après l'explosion; le piston se déplacera. Avec un dispositif de distribution d'air comprimé permettant d'admettre successivement l'air sous pression, dans chacun des cylindres, chacun des pistons sera actionné, et l'arbre du moteur tournera jusqu'à ce que sa vitesse soit suffisante pour aspirer le mélange du carburateur et pour qu'une explosion se produise. ”

“ La disposition des organes dans les deux cylindres permet d'obtenir l'aspiration du mélange combustible dans l'un d'eux, pendant que l'explosion s'effectue dans le second, de sorte que, pour chaque tour de l'arbre moteur, une explosion se produit. ”

“ Une cause d'arrêt, ou plutôt de ralentissement, peut résider dans l'encrassement des toiles métalliques, ou tamis, disposées sur le trajet du tuyau d'aspiration ou sur le robinet d'admission. Les gaz n'arrivant plus en quantité suffisante, l'explosion est amoindrie et le moteur ne fait plus sa force normale. ”

“ L'aiguille est solidaire d'une sorte de piston G formant soupape, car sa paroi inférieure s'applique, au repos, sur une ouverture annulaire H par laquelle l'air extérieur, arrivant par le conduit I, peut être admis dans la chambre de carburation.
A la partie supérieure de la chambre de carburation J, débouche le conduit d'alimentation K du moteur, par lequel le mélange d'air carburé arrive dans la culasse, où se produit l'explosion. Un boisseau L, disposé verticalement dans le carburateur, permet
par sa manœuvre de régler la quantité de mélange explosif aspirée par le moteur. ”

“ Les combustibles divers que l'on emploie dans les moteurs à explosion sont : L'essence de pétrole; Le benzol (produit dérivé de la houille) ; L'alcool; Le pétrole lampant.
Nous citerons pour mémoire l'essai qui fut fait, dans le temps, pour utiliser un hydrocarbure solide, la naphtaline, corps solide usuellement connu et qu'il fallait fondre avant de le faire consommer par le moteur. ”

“ La valve inférieure, qui fait corps avec le carburateur, permet d'étrangler les gaz pour obtenir le ralentissement du moteur. La manœuvre de cette valve est reliée à la même manette qui agit sur le ressort du régulateur ; en déplaçant cette manette dans le sens avant de la machine, on effectue le ralentissement du moteur, en sens inverse on agit pour accélérer la vitesse.
ALLUMAGE. — L'allumage est provoqué par une étincelle électrique qui jaillit dans la chambre à explosion, à l'extrémité de la bougie vissée dans le cylindre ou, plus exactement, sur le bouchon de la soupape d'aspiration. ”

“ Avance à l'allumage. — Le mélange gazeux met un certain temps pour s'enflammer.
Pour que l'explosion ait lieu, au 3e temps,
quand le piston est au haut de sa course, nous devrons donc faire jaillir à l'avance l'étincelle et cette avance devra être proportionnée à la vitesse de rotation du moteur. ”

“ En effet, s'il y a trop de retard à l'allumage, l'explosion se fait trop tard et toutes les calories n'ont pas le temps d'être utilisées à produire du travail mécanique; alors elles s'utilisent d'elles-mêmes à échauffer le moteur d'une façon anormale par contre-pression résistante transformée en frottements anormaux et chaleur; 7° Le moteur peut également chauffer par suite d'une mauvaise carburation (mélange trop riche : le mélange fuse) .
CAS DE L'EMBRAYAGE NE FONCTIONNANT PAS BIEN.
L'embrayage peut patiner; cela provient : 1° De ce que le cuir est gras, usé ou brillé ”

“ Enfin il y aura à prévoir les ratés d'explosion du gaz moteur, auxquels il faudra pouvoir remédier sans hésitation et immédiatement ; sans quoi le volateur s'abîmerait bien vite dans une chute épouvantable. Mais il y a lieu d'espérer qu'une si calamiteuse conjoncture serait évitée par l'accouplement, sur le même arbre, de plusieurs cylindres desservis chacun par un inflammateur magnétique propre, qu'on pourrait du reste doubler d'un second système d'inflammateur, devant se substituer très rapidement au premier en cas de plusieurs ratés successifs. ”

“ Le moteur à explosions à deux ou à quatre temps, pour présenter un rendement convenable, doit tourner à une vitesse maximum déterminée. Mais, si le véhicule qui le porte ne roule pas à une vitesse uniforme, son allure étant conditionnée au profil de la route et à la puissance disponible, si l'effort nécessaire devient trop grand pour maintenir l'allure suivie, le moteur ralentit de plus en plus et finit par caler. ”