Les Merveilles de la science/Moteur à gaz - Supplément

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Furne, Jouvet et Cie (Tome 2 des Supplémentsp. 569-601).
SUPPLÉMENT
au
MOTEUR À GAZ
(LES MOTEURS À GAZ ET À PÉTROLE)

Il faut reconnaître que la génération présente est singulièrement favorisée, en ce qui concerne les petits moteurs, surtout si l’on compare les ressources dont elle dispose aujourd’hui, avec celles d’autrefois. Je me rappelle les insignifiants moteurs dont on se servait, au temps de ma jeunesse, pour les travaux agricoles : le vieux cheval de labour, attaché, les yeux bandés, au manège du moulin d’olives ; — le cheval des marais de la Camargue, qui venait dépiquer les gerbes de blé, en les foulant de son sabot de corne, et qui écrasait autant de grains qu’il en séparait d’intacts ; — l’homme de peine, qui, chez le potier du village, tournait la manivelle, pour façonner les tuyaux de drainage ou les briques. Dans les villes, le cheval et l’homme étaient les seuls moteurs de la petite industrie, et ces moteurs vivants travaillaient huit heures par jour, pour se reposer seize heures. Quel changement aujourd’hui ! On a, dans les campagnes, la locomobile, qui accomplit, avec une économie et une promptitude extraordinaires, tous les travaux agricoles, grâce à des appareils mécaniques singulièrement perfectionnés, et le moteur à pétrole, si on se méfie de la vapeur.

Les petits industriels n’ont, dans les villes, que l’embarras du choix, pour actionner leurs métiers, leurs tours, leurs scies, leurs presses typographiques, leurs ascenseurs, etc., etc. Ils ont la pression des eaux, qui, à Paris, à Lyon, à Londres, etc., fournit une énergie, souvent considérable. Ils ont des machines à vapeur, à marche rapide, occupant la place la plus petite possible, et accomplissant un travail continu, d’une grande puissance. Ils ont l’air comprimé, qui, par de savantes méthodes, leur est envoyé dans une canalisation cachée sous le pavé des rues, qui peut actionner, dans l’atelier, toutes sortes de mécanismes, et qui entre également chez l’ouvrier en chambre, pour l’exécution des plus minimes travaux. Ils ont encore le moteur électrique. Partout où il existe une canalisation d’électricité pour l’éclairage, une simple prise de courant, une dérivation, suffit, et le moteur électrique, qui est gros comme le poing, fait une besogne importante, sans bruit, sans danger, sans nécessiter de courant d’eau refroidissante. Ils ont enfin le moteur à gaz, de toutes forces, depuis un quart de cheval-vapeur, jusqu’à 50 chevaux.

De tous les moteurs dont dispose aujourd’hui la petite industrie, le moteur à gaz est plus répandu. Les avantages pratiques et l’économie qui sont l’apanage de la machine à gaz, expliquent sa grande diffusion actuelle. Ces avantages ressortiront suffisamment des considérations et des chiffres qui vont suivre.

Comparons le prix du travail obtenu de l’homme employé à faire tourner une manivelle, avec celui que l’on obtient en employant un moteur à gaz, particulièrement le moteur horizontal Otto, que nous prendrons pour type, dans ce parallèle.

La journée d’un homme employé à faire tourner une manivelle, se paye, dans tous les pays industriels, au moins 3 francs 50. Seulement, un ouvrier ne peut travailler sans interruption ; il se repose fréquemment, et ces repos absorbent un temps, qui réduit la journée à un effectif réel de sept heures. L’heure absolue de travail d’un manœuvre employé à faire tourner une manivelle, revient donc à 50 centimes.

Un moteur à gaz horizontal Otto, de la force d’un demi-cheval-vapeur, équivaut à la force de quatre hommes, et pour produire cette force, le moteur consomme 650 litres de gaz par heure. En évaluant à 40 centimes (ce qui est un chiffre élevé), le prix du gaz, on voit qu’un moteur d’un demi-cheval, développant la force de quatre hommes, dépenserait, environ 20 centimes de gaz par heure, c’est-à-dire 30 centimes de moins que l’homme de peine tournant la manivelle, tout en produisant un travail quadruple. Mais comme il suffît de produire, avec le moteur à gaz, le quart de cette force, pour représenter le travail d’un homme, la dépense de gaz se réduirait à 80 ou 100 litres de gaz par heure (auxquels il faut, toutefois, joindre 300 litres de gaz, qui est la consommation régulière et constante, pour faire marcher le moteur à vide). La dépense totale pour produire, par heure, la force équivalente à celle d’un homme, sera d’environ 400 litres de gaz, c’est-à-dire le prix de 16 centimes.

On dépensera donc seulement 16 centimes par heure, avec le moteur à gaz, au lieu de 50 centimes que l’on est obligé de dépenser en employant l’homme comme moteur.

Le moteur, à gaz Otto procure donc une économie de 70 à 75 pour 100 sur l’homme employé à tourner une manivelle, même en supposant le gaz coûtant 40 centimes le mètre cube, prix excessif, car, dans beaucoup de villes, il se réduit à 20 centimes, et il est à Paris de 30 centimes.

Comparons maintenant le prix de revient du travail obtenu au moyen d’un cheval attelé à un manège, à celui que l’on obtient en employant un moteur à gaz horizontal, que nous supposerons toujours du système Otto.

Nous ferons d’abord remarquer que la force effective d’un moteur à gaz d’un cheval-vapeur, équivaut à peu près à la force de deux chevaux ordinaires. Par suite, le prix d’achat du moteur à gaz étant à peu près le même que celui de deux chevaux ordinaires, à force égale, le moteur à gaz n’est pas plus coûteux d’acquisition que le moteur animé.

Mais la dépréciation annuelle subie par un cheval est très considérable, et l’animal est, en outre, exposé à toute sorte d’accidents, maladies et mortalité, qui exposent son propriétaire à des pertes considérables.

Le moteur à gaz, au contraire, ne s’use que d’une manière insignifiante, et sa durée est, pour ainsi dire, indéfinie.

Au point de vue du premier établissement, l’avantage reste, en définitive, au moteur à gaz.

Examinons maintenant la dépense journalière occasionnée par un cheval :

  fr. c.  
Sa nourriture exige Accolade ouvrante.png
18 livres de foin, coûtant 
» 54 Accolade fermante.png 2 fr. 12
9 litres d’avoine coûtant 
1 08
paille, y compris litière 
» 50
La ferrure — l’impôt — l’entretien des harnais coûtent 
 0 fr. 50
Le temps de l’homme qui le soigne, représente au moins 
 0 fr. 50
La location ou l’intérêt de la valeur des bâtiments, de l’écurie et du local où est installé le manège, représente au moins 
 0 fr. 50
Ce qui donne pour le prix de revient d’une journée de cheval 
 3 fr. 50
Mais le cheval n’étant utilisé au maximum que 300 jours par an, à cause des chômages occasionnés par les dimanches, les fêtes ou autres circonstances, il faut répartir la dépense de 65 jours de chômage sur les 300 jours de travail effectif. Nous aurons donc 65 × 3 f r. 50 = 227 fr. 50 à diviser entre 300 jours ; ce qui représente par jour 
 0 fr. 75
Le prix total d’une journée de travail d’un cheval est, ainsi, de 
 4 fr. 25

La durée du travail d’un cheval attelé à un manège, ne peut être supérieure à huit heures par jour. Ces huit heures de travail effectif coûtant 4 francs 25, l’heure revient à 50 centimes environ.

Or, un moteur à gaz horizontal, de la force d’un cheval-vapeur, qui est équivalent, comme nous l’avons dit, à la force de deux chevaux ordinaires, ne dépensera qu’un mètre cube de gaz à l’heure — soit (en admettant pour le gaz le prix de 40 centimètres le mètre cube) 40 centimes par heure, au lieu de 50 que coûte l’heure du cheval attelé au manège.

On obtiendra ainsi une force double, tout en dépensant 10 centimes par heure de moins.

Si l’on ne fait produire à ce même moteur à gaz que la force équivalente à celle du cheval attelé au manège, il ne dépensera que 600 à 700 litres de gaz à l’heure, c’est-à-dire environ de 25 à 30 centimes.

Le moteur à gaz procure donc une économie de 50 pour 100 sur le travail produit par un cheval attelé à un manège.

T6- d575 - Fig. 427. — Moteur à gaz horizontal Otto, dans le domaine d’Amfreville (Eure).png
Fig. 427. — Moteur à gaz horizontal Otto, de 4 chevaux de force, actionnant, dans le domaine d’Amfreville (Eure) :
Pompe à eau pour la ferme. Machine à battre, avec élévateur de grains. Laveur de racines. 2 meules à affûter. Trieur de grains.
Pompe à eau pour le château. Meules à concasser. Coupe-racines. Tire-sacs. Pressoir mécanique.
Pompe à purin. Hache-paille. Cribleur de menues pailles. Tarare. Pompe à cidre.


Une comparaison importante à faire, c’est celle du prix de revient du travail du moteur à gaz avec celui de la machine à vapeur.

Le prix d’un moteur à gaz est environ le même que celui d’une machine à vapeur bien établie et de force correspondante.

Quant à l’entretien, la machine à vapeur donne lieu à des réparations fréquentes, qui sont nécessitées presque toutes par la chaudière. Le moteur à gaz, n’ayant pas de chaudière, et son mécanisme étant plus simple que celui de la machine à vapeur, l’entretien en est beaucoup plus facile, et ne donne lieu qu’à peu de réparations. Le moteur à gaz est donc, sous ce rapport, beaucoup plus économique.

En ce qui concerne l’installation, la machine à vapeur nécessite, en général, des constructions spéciales. Si elle est du type demi-fixe ou locomobile, ces constructions sont moins importantes ; mais il faut, dans tous les cas, construire une cheminée coûteuse, et la fumée de cette cheminée motive toujours les plaintes des voisins et amène des désagréments.

Une machine à vapeur ne peut s’installer qu’au rez-de-chaussée ; le local qui se trouve au-dessus, s’il en existe, ne peut être utilisé que pour des ateliers, à cause du bruit de la machine et de la chaleur qu’elle répand.

Ces inconvénients disparaissent avec le moteur à gaz, qui peut s’installer à la cave, comme à tout étage, et qui fonctionne sans donner de fumée.

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Fig. 428. — Moteur à gaz Otto de un demi-cheval de force, actionnant deux scies à volant, pour la préparation des peaux, dans une manufacture de chaussures.

Dans le cas de changement de domicile, le moteur à gaz n’exige que le déplacement de quelques tubes de conduite de gaz et d’eau, et il se transporte comme tout autre meuble. Le déplacement d’une machine à vapeur entraîne toujours, au contraire, à cause de la cheminée, des frais considérables ; et si la machine à vapeur n’est pas du type locomobile, il faut faire la dépense de constructions particulières, pour l’établissement de la chaudière et du moteur sur de nouvelles et solides fondations.

Les avantages généraux, sous le rapport de la commodité et de l’usage pratique, sont donc en faveur du moteur à gaz, comparé à la machine à vapeur.

Quant à la dépense, l’avantage n’est plus assurément du côté du moteur à gaz. La machine à vapeur, grâce aux perfectionnements qu’elle a reçus, entre les mains de Corliss et des ingénieurs qui ont réalisé les divers types à grande détente, à savoir les machines compound, avec les formes dites tandem, à pilon, etc., fournissent actuellement l’énergie motrice avec une économie extraordinaire, contre laquelle le moteur à gaz ne saurait avoir la prétention de lutter.

Il importe, toutefois, de faire remarquer que le parallèle du prix de revient du moteur à gaz et de la machine à vapeur, pour être possible, ne doit pas porter sur le travail continu de l’une et de l’autre. Dans la plupart des cas, et surtout dans les petites localités, le travail que l’on demande au moteur à gaz n’est pas continu ; il ne s’opère qu’à des périodes souvent assez espacées. Par exemple, pour les tirages des journaux, le moteur à gaz ne doit marcher que quelques heures, et s’arrêter ensuite. Dans les brasseries, dans les fabriques d’eaux gazeuses, dans les fonderies et dans beaucoup d’autres industries, l’action du moteur est intermittente. Si ce moteur est une machine à vapeur, il n’en faut pas moins conserver et payer un mécanicien, toute la journée, pour la faire marcher au moment voulu ; il faut chauffer à l’avance la chaudière, la maintenir en pression, pendant le temps où l’on ne travaille pas. Par suite, la dépense de la machine à vapeur est presque aussi considérable que si on la faisait fonctionner utilement toute la journée.

Avec le moteur à gaz, au contraire, la dépense est réduite au strict nécessaire pour la force réellement utilisée, et l’on obtient alors une économie réelle sur la machine à vapeur.

Nous ajouterons que la machine à vapeur ne peut être conduite que par des ouvriers spéciaux ; enfin, qu’elle entraîne nécessairement un certain désordre. Le charbon, les cendres, produisent une poussière noire, qui, agglutinée par la vapeur huileuse qui s’échappe des divers joints ou robinets, engendre une malpropreté inévitable.

Le moteur à gaz est toujours prêt à marcher. Il suffit d’en approcher une allumette, pour le mettre en action, et une fois qu’il est en marche, on n’a plus à s’en occuper.

La propreté la plus grande peut régner autour du moteur, puisqu’il n’y a plus ni charbon, ni fuites de vapeur, et que les organes de la machine sont disposés de façon que les huiles de graissage sont recueillies dans des réservoirs spéciaux.
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Fig. 429. — Moteur Otto, de quatre-chevaux de force, actionnant quatre cylindres apprêteurs de tissus avec leurs tendeurs, plus un ventilateur, destiné à activer la flamme du gaz chauffant le cylindre. Le tuyau d’échappement est utilisé pour chauffer les apprêts.

Le moteur à gaz peut être établi dans le plus luxueux magasin, comme dans un atelier.

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Fig. 431. — Moteur à gaz horizontal Otto, actionnant un métier à tisser les rubans de soie.

Nous avons dit, dans les Merveilles de la science[1] que l’invention du moteur à gaz est due à un mécanicien français, d’un grand mérite, M. Lenoir, et décrit l’appareil que l’on doit à cet ingénieur. Le moteur Lenoir a suffi pendant vingt ans aux besoins de l’industrie, mais des perfectionnements considérables ont été apportés, de nos jours, à cet appareil. Le perfectionnement fondamental qu’il a reçu est du à un constructeur de Cologne, M. Otto, qui le fit connaître en 1878. Après le succès universel du moteur Otto, un grand nombre d’ingénieurs, français et étrangers, ont créé d’autres types, qui en diffèrent plus ou moins, et qui ont chacun leurs avantages particuliers. Ce Supplément sera donc consacré :

1° Au moteur à gaz Otto, de beaucoup le plus répandu ;

2° Aux machines à gaz différant du moteur Otto.

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Fig. 430. — M. Otto.

CHAPITRE PREMIER

le moteur à gaz otto horizontal et vertical.

On a vu, dans notre Notice sur le moteur à gaz, des Merveilles de la science, que la machine à gaz de M. Lenoir, inventée en 1867, ressemblait complètement à une machine à vapeur horizontale et n’était, en réalité qu’un cylindre de machine à vapeur horizontale, dans lequel la vapeur était remplacée par un mélange de gaz d’éclairage et d’air, lequel étant enflammé, poussait le piston et produisait ainsi l’effet d’impulsion mécanique de la vapeur. La machine Lenoir se composait, en effet, d’un cylindre à l’intérieur duquel on enflammait le gaz par une étincelle électrique, empruntée à une machine à induction de Ruhmkorff. Dans cet appareil, on utilisait sur les deux faces du piston la puissance explosive du mélange détonant de gaz et d’air.

Ce moteur consommait 3 mètres cubes de gaz, par heure et par force de cheval produite.

La modification radicale qui fut apportée au moteur Lenoir par M. Otto, est fondée sur le principe suivant :

Un piston se meut dans un cylindre, et aspire, pendant toute sa course, le mélange explosible de gaz et d’air. Puis, ce mélange est comprimé par le piston, pendant sa marche rétrograde, dans une chambre faisant suite au cylindre. Le mélangé comprimé est alors enflammé ; l’explosion, puis la détente des gaz ont lieu, et donnent au piston l’impulsion motrice. En revenant sur ses pas, le piston chasse à l’air libre les produits de l’explosion, dont une partie cependant est conservée dans la chambre de compression.

Le cycle du moteur Otto s’opère donc en quatre temps : 1° aspiration du mélange détonant ; 2° compression dudit mélange ; 3° explosion et détente ; 4° échappement du gaz brûlé.

C’est à ce principe, appliqué pour la première fois par le mécanicien de Cologne, qu’il faut attribuer les succès du moteur à gaz. La compression préalable réduit la consommation de gaz à moins d’un mètre cube par cheval et par heure, et la marche à quatre temps, telle que M. Otto l’a réalisée, exclut toute complication de mécanisme.

Le moteur Otto compte deux types : le moteur horizontal et le moteur vertical.

Nous décrirons d’abord le moteur horizontal à un seul cylindre, représenté en coupe dans les figures 432, 433 et 434.

T6- d583 - Fig. 432, 433, 434. — Coupes du moteur à gaz horizontal Otto.png
Fig. 432, 433, 434. — Coupes du moteur à gaz horizontal Otto.

L’admission et l’allumage du mélange explosif d’air et de gaz se fait dans le cylindre C (fig. 434), au moyen d’un tiroir, mû par un arbre de distribution, D, tournant deux fois moins vite que celui du moteur. L’échappement des produits de l’explosion a lieu par la soupape e (fig. 432, 433 et 434) actionnée par un levier et une came fixe montée sur l’arbre de distribution.

Une came g (fig. 433), fixée sur un manchon monté sur l’arbre de distribution, mais pouvant se déplacer sous l’action du régulateur, commande la soupape d’admission G (fig. 432), du gaz au tiroir de distribution.

Lorsque le moteur tourne à sa vitesse normale, la position occupée par le manchon est telle que la soupape d’admission se trouve soulevée par la came lors de la rotation de l’arbre de distribution ; au contraire dès que la vitesse du moteur augmente, le manchon est déplacé sous l’action du régulateur, la came ne rencontre plus le levier qui commande la soupape d’admission ; l’introduction du gaz dans le cylindre ne se fait plus, et le moteur est ramené à sa vitesse normale. La sensibilité du régulateur permet de maintenir la vitesse du moteur aussi régulière que possible.

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Fig. 435. — Coupe du brûleur et des tuyaux d’échappement du gaz brûlé.

Pendant sa première course en avant, le piston aspire le mélange d’air et de gaz dans la chambre de compression C (fig. 434), et dans le cylindre à travers le canal I (fig. 435) pratiqué dans le fond du cylindre. L’air est amené par le tuyau a, au travers du récipient placé sous le cylindre, et le gaz pénètre, au travers du robinet G et des orifices d, dans le canal JJ′, où s’opère le mélange de gaz et d’air.

L’introduction du mélange cesse lorsque le piston est arrivé à bout de course. Au retour du piston tous les orifices se trouvent fermés, en sorte que le piston comprime, dans la chambre de compression C (fig.434), le mélange précédemment admis.

Une fois le piston à fond de course, l’allumage s’opère au moyen de deux brûleurs, l’un fixe b (fig. 435), l’autre mobile. Le brûleur mobile se compose d’une chambre I, pratiquée dans le tiroir, alimentée de gaz par un conduit b′ (fig. 435). Le gaz qui remplit la chambre s’enflamme au bec b et la flamme ainsi obtenue est transportée à l’orifice I, par le déplacement du tiroir, et provoque l’inflammation du mélange comprimé. Au moment de l’inflammation du mélange explosif, il n’y a plus de communication entre la flamme b et le canal I ; en sorte que l’extinction du bec allumé ne se produit jamais et l’inflammation a toujours lieu de la façon la plus certaine.

L’inflammation du mélange explosif projette le piston en avant ; c’est ce qui constitue la période motrice.

L’impulsion ainsi donnée au volant ramène ensuite le piston en arrière ; la soupape d’échappement se soulève sous l’action de la came e (fig. 432 et 433) et les produits de l’explosion sont chassés à l’air libre pendant toute la marche arrière du piston.

Voici, en résumé, la marche des différents organes de l’appareil.

L’air aspiré par a (fig. 435) pénètre dans le canal j du tiroir : le gaz arrive dans ce même canal par une série de petits trous, d, dans une direction perpendiculaire à celle de l’air : le mélange se fait donc intimement. De là, le mélange se rend dans le canal, l, qui débouche dans la chambre de compression, ménagée à l’arrière du cylindre entre le fond du piston et celui du cylindre. Le tiroir fait ainsi l’office de distributeur ; il remplit aussi celui d’allumeur. Pour cela, il est muni d’une chambre, l′ sans cesse alimentée de gaz pur, au moyen de différents petits canaux aboutissant à un conduit de gaz, b. Un brûleur permanent se trouve en b, au centre d’une cheminée. Lorsque le tiroir se déplace, le gaz contenu dans la chambre l′, s’enflamme, au contact du bec b ; on obtient ainsi, en quelque sorte un brûleur mobile. Le tiroir, dans son mouvement, transporte la flamme de b en l.

Pour empêcher que le brûleur mobile ne soit soufflé par les gaz comprimés dans le cylindre lorsque l’orifice l′ vient à dépasser la lumière l′, la chambre l′ est mise, au préalable, en communication avec le conduit l, par une série de petits canaux qui qui permettent au mélange comprimé de pénétrer progressivement dans la chambre l′. Il s’établit un équilibre de pression entre la chambre l′ et l’intérieur du cylindre, et, même, les gaz de la chambre l′ continuant de brûler dans un espace clos, augmentent de pression et sont violemment projetés vers l’intérieur du cylindre dès que l’orifice l′ dépasse l’orifice l. L’allumage est donc absolument certain, le bec b ne pouvant être soufflé par suite de son isolement du canal d’inflammation l. Il est à remarquer que l’allumage se faisant par le canal l, qui, forcément, ne contient que du mélange détonant absolument pur, puisqu’il sert à son admission, la certitude de l’allumage est doublement assurée.

M. Otto a résolu, le premier, le problème difficile consistant à enflammer du gaz à une pression élevée, à l’aide d’une flamme brûlant à la pression atmosphérique, c’est-à-dire au dehors. Sa solution, aussi heureuse que remarquable, a largement contribué au succès de son moteur.

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Fig. 436. — Vue perspective du moteur horizontal Otto, à un seul cylindre.

La figure 436, donne la vue en perspective du moteur Otto à un seul cylindre, dont nous venons d’analyser les organes essentiels. Les principaux organes du moteur horizontal se retrouvent dans le moteur vertical, dont le seul avantage est d’être moins emcombrant.

La figure 437 représente ce moteur.

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Fig. 437. — Moteur à gaz Otto vertical.

Les mêmes organes que l’on voit en coupe dans la figure 435, se trouvent ici indiqués par les mêmes lettres.

Dans le moteur vertical, la circulation d’eau est établie non seulement autour du cylindre, mais encore autour de tous les autres organes, condition éminemment favorable à leur conservation.

Le régulateur est tout différent de celui du moteur horizontal ; il est du type à pendule d’inertie. Il est représenté dans la figure 438.

T6- d587 - Fig. 438. — Régulateur à gaz Otto.png
Fig. 438. — Régulateur à gaz Otto.

La bielle, t, du tiroir est animée d’un mouvement alternatif, qui se transmet au coulisseau, guidé par un support horizontal cylindrique fixé au côté de la machine. Le coulisseau est traversé par un axe mobile qui porte à l’une de ses extrémités la tige du pendule, p, et à l’autre extrémité le bras g′. Lorsque la vitesse de la machine est normale, l’extrémité du bras g′ vient buter contre la tige g de la soupape d’admission de gaz, G, terminée par un cran. L’amplitude de l’oscillation du poids p est, on le comprend, d’autant plus grande que la vitesse de la machine est plus considérable. Il arrive donc que lorsque la vitesse s’accélère, le poids p restant en arrière, le bras g′ ne se relève pas assez tôt pour rencontrer le cran de la soupape g, pendant son déplacement transversal. Lorsque la vitesse diminue par trop, le bras g′ passe au contraire au-dessus de la tige de la soupape. Pour la mise en marche du moteur on ouvre la soupape en relevant à la main le levier m.

La Compagnie française des moteurs à gaz, concessionnaire, pour la France, des brevets Otto, construit, également des moteurs horizontaux à deux cylindres, spécialement appliqués à la production de la lumière électrique.

Nous représentons ce type de moteur dans la figure 439.

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Fig. 439. — Moteur horizontal Otto, à deux cylindres, de 40 et 50 chevaux. (Longueur, 4m,65 ; largeur, 2m,05 ; hauteur, 2m,07 ; poids, 10 550 kilos.)

Les moteurs à deux cylindres différent peu, dans les détails, des moteurs à un cylindre.

Cependant, pour les grands moteurs de 40, 50 et 60 chevaux, la distribution par tiroir est remplacée par une distribution par soupapes ; les dimensions des orifices, de passage de l’air et du gaz auraient nécessité des tiroirs trop volumineux. Le tiroir est toutefois conservé pour l’allumage.

Pour compléter la série de ses moteurs, la Compagnie française des moteurs à gaz avait envoyé à l’Exposition universelle de 1889, un moteur de 100 chevaux, à quatre cylindres. L’emploi de quatre cylindres est justifié, d’abord, par la régularité parfaite qui en résulte, ensuite, par la difficulté, non pas d’exécuter, mais de faire fonctionner industriellement des cylindres de moteurs à gaz d’un trop grand diamètre.

Il ne faut pas oublier, en effet, que, dans les moteurs à gaz, le graissage et les phénomènes de dilatation et de déformation de la fonte jouent un rôle autrement important que dans les machines à vapeur, et d’autant plus considérable qu’il s’agit de pistons et de cylindres d’un plus grand diamètre.

La mise en marche du moteur de 100 chevaux se fait au moyen d’un treuil, qui se débraye automatiquement dès qu’une explosion a eu lieu. Le treuil commande l’arbre de couche du côté opposé au volant ; il est actionné par un petit moteur, de deux chevaux.

À l’Exposition de 1878, un moteur à gaz de 4 chevaux était considéré comme une merveille ; c’est à peine si les moteurs de 40, 50 et 100 chevaux, qui figuraient à l’Exposition de 1889, ont provoqué quelque étonnement ! Ces puissants appareils ont, en effet, déjà fait leurs preuves industrielles.

Nous citerons, entre autres, les stations d’électricité de Reims, Toulon, Toulouse, Montpellier, Bordeaux où des groupes de moteurs Otto de 40, 50 et 60 chevaux-vapeur produisent la force motrice nécessaire.

Il faut dire, cependant, que ces différentes stations d’électricité ont été créées par des Compagnies gazières, pour lesquelles le seul obstacle à l’emploi de puissants moteurs à gaz, le prix élevé du gaz, n’est pas à considérer.


CHAPITRE II

les moteurs à pétrole. — moteur à pétrole otto.

Les moteurs à gaz de petite force ne sont pratiques qu’autant qu’ils sont reliés à une canalisation générale de gaz. Les moteurs à pétrole sont venus combler cette lacune ; leur emploi est tout indiqué chaque fois que le gaz d’éclairage n’existe pas.

C’est à tort que l’on désigne généralement sous le nom de moteurs à pétrole, à la fois les moteurs fonctionnant avec des essences légères (gazoline, benzine, etc.) pesant de 650 à 700 grammes le litre, et les huiles lourdes, pesant de 800 à 840 grammes par litre, c’est-à-dire ayant 0,800 à 0,840 de densité. Les deux genres de moteurs fonctionnent, il est vrai, d’après les principes des moteurs à gaz, mais la façon de produire le gaz diffère complètement.

Bans les moteurs à essence, le gaz s’obtient par la simple carburation de l’air, traversant, soit directement une couche de liquide, soit des substances qui en sont imprégnées. Il faut nécessairement que les essences ainsi employées soient très volatiles. Souvent, pour favoriser l’évaporation, on se sert de la chaleur perdue des gaz d’échappement, ou de l’eau de refroidissement. C’est toujours le piston moteur qui aspire, au travers de la substance carburatrice, l’air destiné à former le gaz, lequel, mélangé à une certaine quantité d’air frais, forme le mélange détonant.

La consommation d’essence par cheval et par heure, varie, suivant la force et le type des moteurs, entre 400 et 500 grammes. Le prix généralement élevé des essences (50 à 60 centimes le litre) est un obstacle à l’emploi des moteurs à essence, partout où le gaz existe. Cependant, dans les campagnes, ils peuvent rendre de grands services. Leur emploi est tout indiqué pour les petites embarcations, les tricycles : plusieurs applications de ce genre figuraient à l’Exposition universelle de 1889.

Le mode de formation du gaz est tout différent dans les moteurs à pétrole.

L’huile se volatilise dans une sorte de chaudière chauffée, à la mise en marche du moteur, par une lampe, puis, par les gaz d’échappement. Les vapeurs de pétrole sont directement aspirées par le piston.

Les moteurs à pétrole consomment de 300 à 500 grammes d’huile par cheval et par heure. Ces mêmes huiles, incomplètement brûlées dans le cylindre, servent au graissage du piston.

Le moteur à pétrole est éminemment économique ; mais il est d’invention trop récente pour permettre de se prononcer sur sa valeur pratique.

C’est M. Otto qui a construit le moteur à pétrole le plus répandu. Nous le représentons, en élévation, dans la figure 440.

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Fig. 440. — Moteur à pétrole Otto.
T6- d591 - Fig. 441, 442. — Système d’inflammation du pétrole, dans le moteur Otto.png
Fig. 441, 442. — Système d’inflammation du pétrole, dans le moteur Otto.

Les moteurs Otto à pétrole ne diffèrent des moteurs à gaz que par la distribution et le système d’inflammation. On voit ces deux derniers organes représentés dans les figures 441 et 442. Le tiroir est remplacé par une soupape n d’admission du mélange. Le gaz arrive par la soupape r, que commande le régulateur ; l’air est aspiré au travers du tuyau Q et du robinet de réglage B (fig. 442).

Une étincelle électrique, produite par la rupture d’un courant fourni par un inflammateur magnéto-électrique, enflamme le mélange détonant.

L’appareil magnéto-électrique est constitué par une série d’aimants, E, entre les pôles desquels se meut une bobine, sous l’action d’une palette c, montée sur l’arbre de distribution, d’une équerre ab, calée sur l’axe de la bobine, et d’un ressort de rappel, d.

Le courant s’établit, d’une part, de la bobine à la borne, p (fig. 442), en communication avec la tige centrale, s, isolée du reste de la machine par une tube en porcelaine, h, d’autre part, de la bobine E au doigt, o. La machine étant en marche, lorsque la palette, c, vient à quitter la branche, a, de l’équerre, le rappel brusque de la bobine détermine la formation d’un courant, qui est aussitôt interrompu entre la tige, s, et le doigt, o, par le choc de la bielle, h, contre la tête du petit levier, r.

L’étincelle ainsi obtenue est chaude et bien nourrie ; les chocs répétés du marteau, o, sur la tige, s, empêchent les dépôts d’huile ou de noir de fumée de se former à l’extrémité de cette dernière. Les chances de ratés sont donc, pour ainsi dire, nulles avec ce système d’inflammation, qui présente encore un grand avantage, celui de supprimer les sujétions de toutes sortes que les piles entraînent avec elles.

Dans la construction du moteur Otto à pétrole, on s’est, comme pour les moteurs à gaz, appliqué surtout à rendre les différents organes de distribution et d’inflammation aussi accessibles que possible. La visite de la soupape d’admission se fait en enlevant le chapeau, x ; la pointe de contact, s, et sa porcelaine se démontent en un tour de clef, donné à la douille filetée i.

Il nous reste peu de chose à dire du carburateur qui accompagne les moteurs à pétrole : les figures 443, 444 suffisent à faire comprendre le fonctionnement de cet appareil.

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Fig. 443. — Coupe du carburateur du moteur à pétrole.
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Fig. 444. — Coupe de l’enveloppe du carburateur.

L’air à carburer, aspiré par le piston du moteur, pénètre dans le liquide, par un tube, T, venant déboucher au centre d’un disque, percé d’une série de canaux, dirigés suivant des rayons, afin de diviser l’air le plus possible, et d’en augmenter la carburation. Le carburateur, est muni d’une chemise, E E, pour la circulation de l’eau chaude, et d’un double fond, D, pour l’échappement des gaz.

Un clapet de sûreté, S, placé sur le tuyau amenant le gaz du carburateur au moteur, et un flotteur, f, complètent cet appareil, d’une très grande simplicité.

La mise en train des moteurs à pétrole est instantanée ; leur entretien est insignifiant, puisque les piles, si onéreuses et si délicates, sont supprimées, et remplacées par un inflammateur magnéto-électrique. Les causes d’incendie sont nulles, puisqu’il n’existe aucune flamme apparente, l’allumage se faisant, comme nous l’avons dit, par une étincelle électrique, jaillissant à l’intérieur du cylindre. La dépense de gazoline ou d’essence de pétrole (pesant de 650 à 700 grammes le litre) est inférieure à 500 grammes par cheval et par heure ; elle est réglée automatiquement par le régulateur, et est sensiblement proportionnelle au travail produit. Enfin le graissage de la machine et la carburation de l’air se faisant automatiquement, la surveillance des moteurs à pétrole est nulle, pourvu qu’avant chaque mise en train, les graisseurs et le carburateur, dont la capacité est calculée pour une dizaine d’heures de marche, soient remplis.


CHAPITRE III

moteurs à gaz et à pétrole dont la construction diffère de celle du moteur otto. — moteurs lenoir, ravel, benz, kœrting, benier, durand. — moteurs à gaz américains, anglais et belges.

Construit en 1878, le moteur Otto fut longtemps le seul de son espèce. Mais sou succès provoqua une nombreuse concurrence. Cinq ans après son apparition, c’est-à-dire en 1883, dix mille moteurs de ce genre fonctionnaient, tant en Europe qu’en Amérique. Actuellement, MM. Crossley frères, de Manchester, concessionnaires des brevets Otto pour l’Angleterre, ont construit plus de 17 000 moteurs Otto. Ce succès a stimulé l’émulation des inventeurs, et l’on a vu apparaître, depuis 1883 jusqu’à ce jour, une grande quantité de moteurs à gaz. Il nous suffira de dire, qu’en Angleterre seulement, et dans un espace de trois ans, seize systèmes distincts ont été créés, et bientôt abandonnés.

Forcé de faire un choix dans le grand nombre de machines à gaz et dont les principaux spécimens figuraient à l’Exposition universelle de 1889, nous nous attacherons à ceux qui ont acquis quelque notoriété. À ce titre, nous devons signaler d’abord, le nouveau moteur Lenoir.

M. Lenoir est, comme on l’a vu, dans notre Notice des Merveilles de la science, le premier inventeur de la machine à gaz. Mais M. Otto ayant perfectionné l’appareil de M. Lenoir, par la compression du mélange détonant avant l’allumage, et la suppression de l’étincelle électrique, M. Lenoir a abandonné son type primitif, pour adopter un modèle nouveau, reposant sur les principes inaugurés par M. Otto.

Le nouveau moteur Lenoir est exploité en France par la Compagnie parisienne du gaz, d’une part, et par MM. Rouart frères, d’autre part.

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Fig. 445. — Nouveau moteur à gaz Lenoir, construit par la Compagnie parisienne du gaz.
A, réservoir de gaz. — B, appareil électrique pour l’inflammation du gaz.

Il existe peu de différence entre les deux appareils, du moins en ce qui concerne les moteurs à un seul cylindre. Nous représentons dans la figure ci-dessus, le nouveau moteur Lenoir de la Compagnie parisienne du gaz.

L’allumage se fait au moyen d’une étincelle électrique ; le courant est fourni par des piles et une bobine d’induction.

Un arbre de distribution parallèle à l’arbre coudé, tournant deux fois moins vite que lui, comme dans le moteur Otto, commande la soupape d’échappement, placée à l’arrière du cylindre, par l’intermédiaire d’une tringle. Une autre tringle, parallèle à la première, et commandée de la même façon, transmet le mouvement à un doigt, qui, lorsque la vitesse est normale, vient buter contre la tige de la soupape d’admission. Ce doigt est articulé, et oscille sous l’action d’un régulateur à boules, commandé par courroie.

Le moteur Lenoir de la Compagnie parisienne du gaz est muni de glissières cylindriques, qu’il est nécessaire de démonter, pour visiter le cylindre ; mais le piston est ainsi parfaitement guidé.

Ce qui distingue surtout le nouveau moteur Lenoir des autres moteurs à quatre temps, c’est la forme particulière de sa chambre de compression, qui est rapportée à la suite du cylindre, au lieu d’être prélevée sur sa longueur. La pièce ainsi rapportée est munie d’ailettes de refroidissement, grâce auxquelles les parois intérieures de la chambre de compression et du cylindre, sont maintenues à une température beaucoup plus élevée que si elles étaient, comme dans les autres moteurs, refroidies par une circulation d’eau. L’action de ce réchauffeur, jointe à celle de la compression préalable (élevée 4 à 5 kilogrammes) a permis d’abaisser la consommation de gaz dans les moteurs Lenoir à 700 litres, même pour les plus petites forces.

Le moteur à deux cylindres de M. Lenoir, construit par MM. Rouart frères (fig. 446), diffère du type à un seul cylindre construit par la Compagnie parisienne, que nous venons de décrire.

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Fig. 446. — Nouveau moteur Lenoir à deux cylindres, construit par MM. Rouart frères.

Les deux cylindres sont entourés d’une chemise commune. Les deux bielles motrices attaquent une même manivelle. On supprime ainsi le palier intermédiaire, en même temps qu’on simplifie la fabrication de l’arbre de couche. Les moteurs à gaz à deux cylindres se prêtent à cette disposition, car les explosions se produisant alternativement dans chaque cylindre, à un tour de volant d’intervalle, les manivelles motrices sont calées à 360° et se trouvent donc forcément dans un même plan, du même côté de l’axe de l’arbre coudé.

Les moteurs, à deux cylindres de la Compagnie parisienne du gaz se rapprochent beaucoup des moteurs Otto ; comme eux, ils ont deux cylindres séparés et un arbre de distribution, passant entre les deux cylindres. L’arbre de distribution commande le régulateur, les soupapes d’échappement et la soupape d’admission, comme dans les moteurs Otto.

La Compagnie parisienne du gaz avait installé à l’Exposition de 1889, un grand nombre de moteurs de 16 à 24 chevaux, pour actionner des dynamos, donnant ainsi une preuve éclatante de l’alliance possible du gaz et de l’électricité.

Parmi les autres machines à gaz, nous citerons, en France, les moteurs Ravel, Benz, Boulet, Berner, Durand ; puis, en Amérique et en Angleterre, les moteurs Baldwin, Dot et Otto-Crossley.

Dans les moteurs exclusivement voués au pétrole, nous distinguerons les moteurs Ragot et Dietrichs, l’un belge, l’autre français.

Tandis que les divers moteurs à compression actuellement en usage, sont à quatre temps, c’est-à-dire ne donnent qu’une explosion pour deux tours de volant, soit un coup de piston utile sur quatre, le moteur Ravel est à deux temps, et donne, par conséquent, une explosion par tour de volant, soit un coup de piston utile sur deux. Il résulte de cette disposition, pour ce moteur, les avantages suivants :

1° Pour un même volume de machine, la puissance obtenue est le double de celle que produisent les autres moteurs, à quatre temps ;

2° Sa marche présente une régularité qu’on n’a pu obtenir dans les autres moteurs qu’en accouplant deux cylindres ;

3° Comparé aux moteurs à quatre temps, le moteur Ravel est exempt de chocs, car, à puissance égale, la surface de son piston est réduite de moitié, et, par conséquent, la pression initiale due à l’explosion est plus faible de moitié ;

4° Sa marche étant absolument régulière et silencieuse, ce moteur est particulièrement propre aux installations d’éclairage électrique.

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Fig. 449. Moteur à gaz Ravel.

Nous donnons dans la figure 447 la coupe du moteur Ravel et dans la figure 448 la coupe de cylindre seul.

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Fig. 447. — Coupe d’ensemble du moteur à gaz Ravel.
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Fig. 448. — Coupe du cylindre du moteur à gaz Ravel.

Le cylindre est fermé aux deux extrémités. L’avant du cylindre sert de pompe de compression d’air. Du cylindre, l’air se rend dans un réservoir, E, ménagé dans le socle. Deux soupapes, l’une d’aspiration, l’autre de refoulement, règlent la circulation de l’air.

Une pompe à gaz, dont le piston est directement commandé par le piston moteur, comprime le gaz dans un réservoir, i.

Un régulateur, commandé par l’extrémité de l’arbre de couche opposée au volant, règle l’admission du gaz, à son entrée dans la pompe.

L’admission du gaz et de l’air au cylindre moteur, se fait à l’aide de deux soupapes, placées dans une boîte, M, fixée latéralement et à l’arrière du cylindre. Cette boîte est reliée, d’une part au réservoir de gaz, d’autre part au réservoir d’air par deux tuyaux. Une tringle qui reçoit son mouvement de l’arbre moteur, actionne les deux soupapes.

L’échappement des produits de l’explosion se fait à l’avant du cylindre, à travers une série d’orifices, disposés sur le pourtour du cylindre et débouchant dans un conduit circulaire, aboutissant lui-même à une boîte à soupape d’échappement.

L’arbre coudé commande la soupape d’échappement par l’intermédiaire de cames, de tringles et de leviers, disposés le long du bâti, du côté du volant.

Connaissant ces différents organes, on se rendra facilement compte du fonctionnement de la machine. Supposons qu’une explosion ayant eu lieu, le piston se trouve à bout de course (fig. 448), vers l’avant du cylindre. Celui-ci est alors rempli des produits de la combustion que le piston en revenant sur ses pas, chasse à l’air libre, à travers les orifices, R. Dès que le piston commence sa marche rétrograde, la soupape d’admission d’air s’ouvre ; l’air comprimé pénètre dans le cylindre, et chasse devant lui les produits de la combustion, jusqu’à ce que le piston ait recouvert les orifices d’échappement R. Le gaz, également sous pression dans son réservoir, pénètre dans le cylindre, avec un léger retard sur l’air afin d’éviter des pertes directes par l’échappement. L’admission du gaz et de l’air n’a lieu que pendant le temps strictement nécessaire pour remplir le cylindre de mélange détonant. Le piston, en continuant sa marche rétrograde, comprime dans la chambre A le mélange qui est allumé par une étincelle électrique, produite au moyen d’une pile et d’une bobine d’induction, lorsque le piston est arrivé à fond de course. Tandis que la face arrière du piston comprime le mélange, l’autre face aspire l’air qui est comprimé à son tour pendant la période motrice.

Le gaz passe, dans la pompe de compression, par les mêmes phases que l’air à l’avant du cylindre moteur.

Les moteurs Ravel tournent à 160 et 180 tours. On conçoit donc que la succession rapide des inflammations, à raison de trois par seconde, ait été un grand obstacle à vaincre, étant donnée, surtout la multiplicité des organes en jeu. M. Ravel a très habilement surmonté toutes ces difficultés, en comprimant le gaz et l’air dans des réservoirs séparés, d’où ils peuvent, grâce à leur pression, se rendre dans le cylindre moteur, malgré le temps infiniment court pendant lequel les soupapes d’admission peuvent impunément rester ouvertes.

En résumé le moteur Ravel est d’une conception originale, qui fait honneur à son inventeur.

Le moteur Benz présente une certaine analogie avec le moteur Ravel.

Comme lui, il est muni d’une pompe à gaz ; l’avant de son cylindre sert à comprimer de l’air dans un réservoir ménagé dans le bâti. La pompe à gaz refoule directement le gaz dans le cylindre moteur.

L’échappement des gaz brûlés, au lieu de se faire à l’avant du cylindre, près du fond du piston, lorsque celui-ci est à bout de course, comme dans le moteur Ravel, s’effectue à travers un orifice unique, pratiqué dans le fond du cylindre. Les produits de l’explosion sont évacués au moyen d’une chasse violente d’air. À cet effet, l’air pénètre dans la chambre de compression par un orifice ménagé à la partie inférieure du cylindre, voisin de celui d’échappement, mais surmonté d’un coude dirigé à l’opposé de l’orifice d’échappement afin d’empêcher le passage direct de l’air à la décharge.

Un tiroir disposé le long du cylindre, du côté du volant, règle le passage de l’air dans la pompe et le réservoir.

Une soupape commande l’entrée de l’air comprimé dans le cylindre moteur ; son mouvement lui est transmis de l’arbre de couche par une longue bielle actionnant un arbre transversal placé sous le cylindre et agissant par l’intermédiaire d’une came sur un levier. L’extrémité de ce levier soulève la soupape.

Une petite soupape règle également l’introduction du gaz, qui se rend directement de la pompe de compression dans le cylindre.

Le moteur du système Kœrting-Lieckfeld construit à Paris, par M. J. Boulet est du système dit à quatre coups de piston, c’est-à-dire celui qui donne avec économie la plus grande somme de travail.

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Fig. 450. — Moteur Boulet (système Kœrting-Lieckfeld).

Un cylindre unique, avec son piston, fonctionnent d’abord comme pompe, pour aspirer et comprimer alternativement le mélange de gaz et d’air, puis comme moteur en enflammant ce mélange et en le transformant en effet utile.

Les quatre mouvements du piston sont :

Première course, ou premier mouvement ascendant : aspiration du mélange de gaz et d’air ;

Deuxième course, ou premier mouvement descendant : compression du mélange aspiré ;

Troisième course, ou deuxième mouvement ascendant : inflammation du mélange gazeux, produisant une force effective transmise à l’arbre à manivelle portant le volant et à la poulie motrice ;

Quatrième course, ou deuxième mouvement descendant : évacuation des gaz de combustion.

L’entrée du mélange du gaz et de l’air, son inflammation, et l’évacuation des produits gazeux, se font par des soupapes ; opérations, qui, dans beaucoup de moteurs, se font au moins partiellement par des tiroirs.

Le tiroir est remplacé par un allumeur d’un système particulier, d’une construction très simple composé, comme on le voit sur la figure 450 :

1° D’une colonne en fonte sur laquelle sont groupés tous les organes du mouvement ;

2° D’un cylindre placé dans la partie inférieure du bâti ; on se sert, pour le refroidir, d’eau introduite sous pression par le bas, et qui ressort par le haut ;

3° Des soupapes disposées, sur le devant du moteur, l’une à côté de l’autre, disposition qui rend leur accès facile et permet de visiter aisément le moteur ;

4° D’un régulateur, à masse centrifuge, agissant sur le levier de commande des soupapes, qui règle d’une façon exacte le nombre de tours du moteur.

La simplicité de ce moteur le rend d’un prix modique.

Le moteur Bénier (fig. 451), d’une construction aussi simple que robuste, est très ramassé. La simplicité de sa construction permet de le mettre entre les mains de tout le monde. Un tiroir, commandé par came et ressorts de rappel, règle l’admission du mélange gazeux et fait en même temps l’office d’allumeur. L’échappement s’effectue au moyen d’une soupape mue par une came spéciale. L’introduction du gaz se règle à la main.

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Fig. 451. — Moteur Bénier.

Le moteur Bénier a l’avantage d’avoir une circulation d’eau autour du cylindre : précaution absolument indispensable si on veut garantir l’intérieur du cylindre contre une usure rapide.

La consommation du moteur Bénier est naturellement élevée ; elle est rachetée, dans une certaine mesure, par la modicité du prix de vente, résultant de la grande simplicité de ce moteur.

Ce moteur, qui s’applique à toutes les industries, n’exige aucune fondation ; il n’a pas de socle, il suffit de le relier à la conduite du gaz pour qu’il soit prêt à fonctionner.

Nous donnons dans la figure 452 la coupe du moteur Bénier.

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Fig. 452. — Coupe du moteur Benier.

r, tiroir pour l’introduction du gaz. — A, cylindre recevant le mélange gazeux et le courant d’eau refroidisseur. — G, axe du volant. — BCD, levier par le renvoi du mouvement. — E, tiroir d'échappement.

Dans le moteur Durand (fig. 453), on en est revenu à l’allumage du gaz par le courant électrique. Seulement, l’inventeur a perfectionné d’une manière très avantageuse le mode d’inflammation du gaz. Au lieu des piles, dont l’usage est souvent incommode, M. Durand produit le courant destiné à enflammer le gaz, par une machine magnéto-électrique, dans laquelle la bobine est animée d’un mouvement de rotation, et non d’un mouvement alternatif, qui, à la longue, affaiblirait les aimants.

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Fig. 453. — Moteur à gaz Durand.

Les bornes de la machine électrique sont reliées l’une, à une broche qui pénètre verticalement dans la chambre de compression, l’autre, à un petit arbre pénétrant horizontalement dans la même chambre. La broche et l’arbre traversent chacun une douille en porcelaine qui les isole du reste de la machine.

L’arbre porte à son extrémité, dans l’intérieur du cylindre, une sorte de molette à quatre pans. Au sommet de chaque angle est pratiquée, sur toute la largeur de la molette, une rainure, qui établit une solution de continuité du périmètre de la molette entre deux pans consécutifs. La broche verticale est terminée à son extrémité inférieure, c’est-à-dire celle qui pénètre dans le cylindre, par une lame flexible qui repose précisément sur la molette dont nous venons de parler. Un ressort en spirale presse sur l’extrémité opposée de la broche afin d’assurer le contact de la lame et de la molette ; le courant est ainsi fermé. L’interruption, et par suite, l’étincelle n’a lieu que lorsque la lame franchit une rainure, c’est-à-dire quitte brusquement l’un des pans de la molette pour prendre le contact du pan suivant. Ce dispositif a le grand avantage de maintenir continuellement les deux pôles dans le plus grand état de propreté. De plus, il permet de donner à l’arbre un mouvement de rotation très lent (il tourne en effet huit fois moins vite que le moteur). L’usure est donc aussi réduite que possible.

On a reproché, mais à tort, au système d’allumage de M. Durand de prélever une partie notable de la force du moteur pour actionner la machine électrique. La quantité de gaz consommée de ce chef, dans le cylindre moteur, ne dépasse certainement pas celle qui est nécessaire à l’alimentation d’un inflammateur à tube incandescent.

Passons aux moteurs étrangers.

Le moteur Baldwin (fig. 454), en usage en Amérique, se distingue par une grande simplicité.

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Fig. 454. — Moteur à gaz Baldwin.

La commande de toutes les soupapes de distribution se fait automatiquement ; et c’est le piston lui-même, qui, en découvrant l’orifice d’échappement, remplit l’office de soupape d’échappement.

Il n’existe donc dans le moteur Baldwin aucun des nombreux organes extérieurs qui se rencontrent dans les autres moteurs à gaz. Le cylindre est fermé aux deux extrémités. L’avant sert de pompe de compression du mélange de gaz et d’air, emmagasiné dans un réservoir renfermé dans le socle. Du réservoir le mélange se rend, tout formé, dans une chambre ménagée dans la partie postérieure du cylindre, en chassant devant lui les produits de l’explosion précédente.

Une paroi, de forme concave, percée d’un orifice, sépare la chambre de l’intérieur du cylindre. En avant de cette paroi, se trouve un retardeur, ayant pour mission de diriger les produits de l’explosion, chassés par le mélange détonant, vers le centre du cylindre, et de les empêcher ainsi de se mélanger avec ce dernier. Malgré cela, il est à craindre qu’une partie du mélange explosif ne passe directement à la décharge. Le régulateur agit sur une tige qui commande un secteur en forme de coin. Ce coin limite la levée de la soupape d’admission du mélange, qui se fait automatiquement. L’étincelle d’allumage est fournie par une petite machine électrique commandée directement par friction par le volant.

La compression du gaz et de l’air dans un réservoir unique, est certainement une grande simplification, et l’on peut dire que le moteur Baldwin réalise un desideratum : celui de la construction économique.

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Fig. 455. — Moteur Dot.

Un moteur à gaz en usage en Angleterre, le moteur Dot, est représenté dans la figure ci-dessus.

Ce moteur est à deux cylindres égaux, ouverts à une extrémité. Il rappelle beaucoup, par son aspect général, les moteurs à quatre temps à deux cylindres. Les pistons attaquent directement les manivelles de l’arbre de couche, formant entre elles un angle de 65 degrés. Le mélange explosif se forme dans l’un des cylindres, celui le plus éloigné du volant. L’autre cylindre est moteur. L’admission et l’échappement sont commandés par des soupapes.

Le régulateur agit sur une valve d’admission de gaz, mais sans jamais la fermer complètement.

L’allumage se fait par tube incandescent.

On ne saurait trop louer, au point de vue de l’entretien et de la conservation, la disposition qui consiste à laisser les cylindres ouverts à l’une des extrémités.

Le moteur Dot, de la force d’un cheval, tourne, à la vitesse de 280 tours par minute.

Tous les moteurs à gaz que nous venons de passer en revue, peuvent être transformés en moteurs à pétrole, moyennant l’adjonction d’un carburateur. Cependant, il est un groupe de ces appareils qui est particulièrement construit pour l’usage du pétrole. Citons le moteur de M. Gaston Ragot, de Bruxelles, et le moteur Dietrichs.

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Fig. 456. — Moteur Ragot.

Le moteur Ragot peut fonctionner avec des huiles lourdes de pétrole ayant 0,820 à 0,830 de densité. Les plus lourdes, et le pétrole de Russie, peuvent être employés.

On retrouve dans ce moteur tous les organes et mécanismes des autres moteurs à gaz à inflammation électrique par piles. Mais son carburateur, d’une très grande simplicité, ne présente aucune analogie avec ceux précédemment décrits. Il est composé (fig. 456), d’un cône en cuivre, boulonné sur un support en fonte, surmonté d’une chambre qui est en communication avec les gaz d’échappement. Le support et la chambre sont seule d’une pièce. Le sommet du cône est muni d’un injecteur pulvérisateur, qui pulvérise finement le liquide par suite de la dépression qui se produit dans la double enveloppe du cône. Le pétrole se volatilise dans le cône, d’où il est aspiré directement par le piston moteur, pour former, avec l’air aspiré d’autre part, le mélange détonant. Le cône est chauffé, en pleine marche de la machine, par les gaz d’échappement, et à la mise en train par une lampe placée dans le support.

On fait la mise en marche en portant le cône à la température voulue au bout de dix à douze minutes, au moyen d’une lampe spéciale.

En ce qui concerne l’allumage des gaz détonants, M. Gaston Ragot construit des moteurs n’usant pas de l’électricité, grâce à un simple tube chauffé par une petite lampe à pétrole lourd. Mais l’allumage par l’électricité est plus économique. D’autre part, le régulateur a été étudié pour donner une explosion à chaque deux tours, quelle que soit la force employée. C’est ce qui permet de réaliser le desideratum des électriciens, en leur permettant de donner avec le moteur à gaz et à pétrole de M. Ragot, une régularité de marche de 1/100 de volt, ce que ne peut faire aucun autre moteur à pétrole.

Le moteur Dietrichs, que les constructeurs désignent sous le nom de moteur Sécurité, ne fonctionne qu’avec le pétrole et toutes ses variétés.

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Fig. 457. — Moteur Sécurité (moteur Dietrichs).

Un arbre de distribution, tournant deux fois moins vite que l’arbre de couche, commande le régulateur, la soupape d’échappement et l’obturateur chargé d’établir la communication entre la chambre de compression et la capsule incandescente servant à l’allumage.

Un réservoir à écoulement constant, divisé en deux compartiments, contenant, l’un, de la gazoline, pour la mise en train, l’autre du pétrole brut pour la marche, déverse le liquide, goutte à goutte, dans un récipient reposant sur le sol, à l’arrière de la machine, et qui est chauffé par les gaz d’échappement. Un régulateur règle le débit du liquide.

L’appareil d’inflammation est une des particularités remarquables de ce moteur ; la capsule d’allumage est fixée à l’arrière du cylindre, dans un canal mis en communication à l’instant voulu avec la chambre de compression, à l’aide d’un obturateur. La capsule est chauffée et maintenue au rouge, au moyen d’une flamme de chalumeau alimentée par un courant d’air carburé sous pression. L’air se carbure en entraînant avec lui de l’essence, déversée, en un mince filet, sur son passage, par un tuyau branché sur un second réservoir à essence placé sur le réservoir. Le tuyau qui alimente le chalumeau, avant de déboucher contre la capsule, forme, sur une partie de sa longueur, un serpentin, qui est enfermé dans une chambre cylindrique rapportée à l’arrière du cylindre. Cette chambre communique avec le logement de la capsule, qui lui cède une partie de sa chaleur perdue. L’air carburé arrive déjà chaud à l’extrémité du chalumeau.

Deux pompes, l’une manœuvrée à la main, avant la mise en marche du moteur, l’autre commandée par un excentrique calé sur l’arbre moteur, fournissent l’air comprimé destiné à l’allumage.

Le moteur Sécurité paraît moins simple que le moteur Ragot. Cela tient surtout à la différence des systèmes d’allumage. Celui du moteur Sécurité est, à vrai dire, assez complexe, mais, d’autre part, il offre des avantages que n’ont pas les inflammateurs par piles.

Le moteur à pétrole étant surtout un moteur agricole, comme on est encore peu familiarisé, à la campagne, avec la manipulation des piles, M. Dietrichs a adopté, au lieu de l’inflammation par l’étincelle électrique, l’inflammation directe des vapeurs de pétrole. On peut seulement redouter que la gazoline dont on fait usage, aussi bien pour la mise en train que pour l’allumage, n’expose à des dangers, vu son extrême volatilité.

Toutes les machines à gaz dont il vient d’être question sont susceptibles de développer une assez grande énergie mécanique ; il nous reste à signaler les petites machines à gaz ne développant que quelques kilogrammètres de force. Ici se rangent les moteurs Forest, Salomon et Tentin, Bischop, Pauhard et Levassor, qui répondent aux besoins de la petite industrie, et présentent des dispositions ingénieuses, ayant pour but de rendre l’emploi de la force à domicile, au moyen du gaz, économique et commode. Leurs organes différant peu de ceux des appareils que nous avons décrits en détail dans cette Notice, nous devons nous borner à cette mention générale, pour ne pas tomber dans des redites.

fin du supplément aux moteurs à gaz et à pétrole.
  1. Tome IV, pages 682-688.