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masse des gaz frais provoquent une élévation de température et de pression, et il est fâcheux que l'on soit limité dans l'usage des hautes compressions par les dangers d'auto-allumage ou de détonation et par le travail résistant beaucoup plus grand dans une compression sans refroidissement (adiabatique) que dans une compression à température constante (isothermique). Heureusement l'apport de calories contribue à augmenter la proportion de combustible évaporé, et à réduire le diamètre des gouttelettes restant en suspension dans le mélange. La combustion sera, de la sorte, facilitée, au double point de vue de la rapidité de l'inflammation et de la perfection de l'oxydation. La disparition des gouttelettes évite également les dissociations qui pourraient se produire dans l'essence liquide portée subitement à très haute température, dissociation des molécules analogues à celles pratiquées dans le « cracking » et dont le résidu serait du carbone solide : la désastreuse « calamine ». Pendant la fin de course de compression va se produire l'allumage, avec l'avance nécessaire pour que le travail recueilli au vilebrequin soit maximum. Cette avance est à l'heure actuelle presque toujours automatique, pour simplifier la conduite, bien que les résultats donnés par les différents régulateurs employés soient souvent assez éloignés du résultat optimum. Diverses considérations interviennent dans l'étude de la propagation de l'explosion : la densité du gaz — la rapidité de combustion croissant avec la pression — la température, qui agit dans le même sens, l'homogénéité du mélange, également, comme il est aisé de le comprendre, et enfin la vitesse de déplacement des gaz, à l'intérieur de la chambre d'explosion, leur turbulence. Ce dernier facteur a été nettement mis en valeur par les expériences de Ricardo qui a déduit de cette théorie des tracés spéciaux de culasses, dont les résultats pratiques sont des plus intéressants. Il est bien évident que l'espace à parcourir par la flamme a également grande importance et c'est ici qu'interviennent les culasses hémisphériques, les culasses formées Ricardo, avec bougie centrale, ou l'allumage par points multiples. II. — DÉTENTE. — En tenant compte de tous ces facteurs on détermine une explosion rapide, qui fournit un diagramme pointu
résultat optimum. Diverses considérations interviennent dans l'étude de la propagation de l'explosion : la densité du gaz — la rapidité de combustion croissant avec la pression — la température, qui agit dans le même sens, l'homogénéité du mélange, également, comme il est aisé de le comprendre, et enfin la vitesse de déplacement des gaz, à l'intérieur de la chambre d'explosion, leur turbulence. Ce dernier facteur a été nettement mis en valeur par les expériences de Ricardo qui a déduit de cette théorie des tracés spéciaux de culasses, dont les résultats pratiques sont des plus intéressants. Il est bien évident que l'espace à parcourir par la flamme a également grande importance et c'est ici qu'interviennent les culasses hémisphériques, les culasses formées Ricardo, avec bougie centrale, ou l'allumage par points multiples. II. — DÉTENTE. — En tenant compte de tous ces facteurs on détermine une explosion rapide, qui fournit un diagramme pointu ; la pression finale de combustion voisine de la pression théorique, serait, dans le cas que nous avons choisi de 43 kilogrammes environ (fig. I) et la température finale de combustion, également voisine de la température théorique, de 2400 degrés. Il est bien évident que l'on doit tenir compte des pertes de chaleur par les parois de la chambre d'explosion, et par la partie supérieure du piston. Les températures moyennes que l'on constate d'ordinaire sont pour la culasse de 200 à 300 degrés aux endroits refroidis par circulation d'eau, de 500 à 600 degrés au centre du piston, de 700 à 800 degrés sur la soupape d'échappement. La perte d'énergie résultant du refroidissement des gaz est donc de ce fait assez élevée. Elle est fonction de la température finale de l'explosion, et surtout du poids de gaz contenu dans le cylindre, puisque la chaleur perdue sera d'autant plus considérable que plus nombreuses seront les molécules gazeuses en contact avec les parois. Si la détente était rigoureusement adiabatique, la température finale (fig. I) — toujours pour le moteur de 2 litres pris en exemple — serait de 1300 degrés et la pression se serait abaissée vers 5 kil. 2 par cm3.
pertes de chaleur par les parois de la chambre d'explosion, et par la partie supérieure du piston. Les températures moyennes que l'on constate d'ordinaire sont pour la culasse de 200 à 300 degrés aux endroits refroidis par circulation d'eau, de 500 à 600 degrés au centre du piston, de 700 à 800 degrés sur la soupape d'échappement. La perte d'énergie résultant du refroidissement des gaz est donc de ce fait assez élevée. Elle est fonction de la température finale de l'explosion, et surtout du poids de gaz contenu dans le cylindre, puisque la chaleur perdue sera d'autant plus considérable que plus nombreuses seront les molécules gazeuses en contact avec les parois. Si la détente était rigoureusement adiabatique, la température finale (fig. I) — toujours pour le moteur de 2 litres pris en exemple — serait de 1300 degrés et la pression se serait abaissée vers 5 kil. 2 par cm3. Mais il faut considérer les pertes par les parois, desquelles résultent une température d'échappement de 800 à 900 degrés seulement et une pression finale comprise entre 4 kil. 5 et 5 kilogrammes. Le rendement est ainsi sensiblement influencé par l'action des parois, puisque au cours de la détente les gaz sont refroidis plus qu'ils ne le seraient normalement par leur travail, et que leur pression est ainsi à chaque instant inférieure à ce qu'elle devrait théoriquement être. Mais les nécessités du graissage font qu'il n'est pas possible de laisser prendre aux parois une température qui ne permettrait pas la bonne conservation de l'huile. Force est donc de se résigner à cette perte, et de chercher, dans la qualité de l'huile un moyen de la réduire au maximum. Au moment où la course de détente se termine, les gaz brûlés possèdent encore une certaine pression, serait-il intéressant de l'utiliser, en prolongeant la détente ? Au point de vue de la recherche du maximum de puissance, il est certain que non. Prolonger la détente pour mieux l'utiliser, ce sera perdre un temps précieux et ne recueillir seulement qu'une partie très faible de l'énergie totale. Se préoccupe-t-on, au contraire d'avoir le maximum de
sont refroidis plus qu'ils ne le seraient normalement par leur travail, et que leur pression est ainsi à chaque instant inférieure à ce qu'elle devrait théoriquement être. Mais les nécessités du graissage font qu'il n'est pas possible de laisser prendre aux parois une température qui ne permettrait pas la bonne conservation de l'huile. Force est donc de se résigner à cette perte, et de chercher, dans la qualité de l'huile un moyen de la réduire au maximum. Au moment où la course de détente se termine, les gaz brûlés possèdent encore une certaine pression, serait-il intéressant de l'utiliser, en prolongeant la détente ? Au point de vue de la recherche du maximum de puissance, il est certain que non. Prolonger la détente pour mieux l'utiliser, ce sera perdre un temps précieux et ne recueillir seulement qu'une partie très faible de l'énergie totale. Se préoccupe-t-on, au contraire d'avoir le maximum de rendement ? Il faut allonger la détente jusqu'à ce que les résistances du moteur et du système entraîné contrebalancent exactement le travail fourni. En pratique, bien entendu, on ne cherche entre les deux méthodes et suivant le but à attendre le meilleur compromis. III. — ECHAPPEMENT. — Durant l'évacuation la pression tombe ; théoriquement jusqu'à la pression atmosphérique, mais cette détente se faisant sans travail, la température ne s'abaisse pas, aussi la tubulure d'échappement, dans laquelle les gaz morts sont dirigés est-elle disposée d'ordinaire pour permettre un refroidissement rapide. Notons que la soupape d'échappement est portée à ce moment à une température qui peut varier de 800 à 1000 degrés. Les aciers spéciaux actuellement utilisés se comportent d'ailleurs de façon remarquable dans de telles conditions. La contre-pression créée à l'échappement par la résistance de la tuyauterie et par les chicanes du silencieux absorbe une certaine quantité d'énergie, que l'on peut considérer comme proportionnelle au poids de gaz évacués. Telles sont les considérations de base sur lesquelles s'établiront nos prochaines discussions. Nous supposerons que les organes mécaniques du moteur sont calculés en tenant compte de toutes les considérations précédentes, le fond de piston, les culasses, les parois du cylindre, les soupapes,
pression tombe ; théoriquement jusqu'à la pression atmosphérique, mais cette détente se faisant sans travail, la température ne s'abaisse pas, aussi la tubulure d'échappement, dans laquelle les gaz morts sont dirigés est-elle disposée d'ordinaire pour permettre un refroidissement rapide. Notons que la soupape d'échappement est portée à ce moment à une température qui peut varier de 800 à 1000 degrés. Les aciers spéciaux actuellement utilisés se comportent d'ailleurs de façon remarquable dans de telles conditions. La contre-pression créée à l'échappement par la résistance de la tuyauterie et par les chicanes du silencieux absorbe une certaine quantité d'énergie, que l'on peut considérer comme proportionnelle au poids de gaz évacués. Telles sont les considérations de base sur lesquelles s'établiront nos prochaines discussions. Nous supposerons que les organes mécaniques du moteur sont calculés en tenant compte de toutes les considérations précédentes, le fond de piston, les culasses, les parois du cylindre, les soupapes, pourront supporter la pression maximum d'explosion — les axes de piston, bielles, vilebrequin, embrayages, boîtes de vitesse, transmission devront pouvoir transmettre les efforts maxima développés. Le graissage devra être assuré dans tous les cas, le refroidissement suffisant, l'allumage sans défaut. Nous aurons à ces conditions le moteur classiquement parfait. Mais ce moteur, n'y aurait-il aucun moyen de l'améliorer encore, à un des deux points de vue envisagés tout à l'heure : puissance ou rendement, les deux résultats conjugués semblant incompatibles. La technique a-t-elle dit son dernier mot ? C'est ici que peut intervenir l'alimentation sous pression et le compresseur. De premiers résultats sont des plus encourageants. Plusieurs orientations peuvent être suivies. Quelle est la plus avantageuse ? C'est ce que nous nous efforcerons de mettre en lumière dans de prochains articles, en appliquant à notre moteur de « 2 litres » diverses transformations qu'on peut dès maintenant envisager. (A suivre.) R. LASNIER, Ingénieur des Arts et Manufactures. LA COLLECTION BAUDRY DE SAUNIER 1 pratique, claire, remplie de gravures, traite tout pour tous | LES RECETTES DU CHAUFFEUR, par Baudry de Saunier LE PETIT ATELIER D'UN AMATEUR, par Baudry de Saunier L'INITIATION À L'ART DU CHANT, par Baudry de Saunier, 2
ce moteur, n'y aurait-il aucun moyen de l'améliorer encore, à un des deux points de vue envisagés tout à l'heure : puissance ou rendement, les deux résultats conjugués semblant incompatibles. La technique a-t-elle dit son dernier mot ? C'est ici que peut intervenir l'alimentation sous pression et le compresseur. De premiers résultats sont des plus encourageants. Plusieurs orientations peuvent être suivies. Quelle est la plus avantageuse ? C'est ce que nous nous efforcerons de mettre en lumière dans de prochains articles, en appliquant à notre moteur de « 2 litres » diverses transformations qu'on peut dès maintenant envisager. (A suivre.) R. LASNIER, Ingénieur des Arts et Manufactures. LA COLLECTION BAUDRY DE SAUNIER 1 pratique, claire, remplie de gravures, traite tout pour tous | LES RECETTES DU CHAUFFEUR, par Baudry de Saunier LE PETIT ATELIER D'UN AMATEUR, par Baudry de Saunier L'INITIATION À L'ART DU CHANT, par Baudry de Saunier, 2 VOL 24 . 25 55 S. DAMIEN 6 » 7 » Jane Arger 10 . 11 » = 5 L'ART DE BIEN CONDUIRE, par Baudry COMMENT UN AMATEUR PEUT TRAVAILLER, par Baudry de Saunier FAITES VOTRE PÂTISSERIE VOUS-MÊME, par Baudry de Saunier LES MÉTAUX À LA MAIN, par S. Darpin Andrée Beaujard 10 » 11 » LA 10 CV CITROËN, SON ENTRETIEN, par mien 5 6 » FAITES VOTRE CONFISERIE VOUS-MÊME, par Baudry de Saunier COMMENT UN AMATEUR PEUT TRAVAILLER, par Andrée Beaujard 10 » 11 25 LE FOOT-BALL ASSOCIATION, par Maurice HEURES, par Baudry de Saunier 3 » 3 80 S. Damien 5 ' 6 » PEELERKORN 12 » 13 » LE CANON DE 75, par Baudry de Saunier COMMENT UN AMATEUR PEUT TRAVAILLER FOOT-BALL RUGBY, par Jacques Dedet. 10 » 11 » Baudry de Saunier 7 . 8 » LE BOIS, par S. Damien 7 50 8 50 LA PÊCHE AU BORD DE LA MER, par Lucien L'INITIATION À LA T. S. F., par Baudry de Saunier LE TRAVAIL DES MÉTAUX SUR LE TOUR, par Sieur Jouenne 12 . 13 » Baudry de Saunier 12 . 13 » par S. Damien 5 6 » LA MENUISERIE PRATIQUE, par
Andrée Beaujard 10 » 11 » LA 10 CV CITROËN, SON ENTRETIEN, par mien 5 6 » FAITES VOTRE CONFISERIE VOUS-MÊME, par Baudry de Saunier COMMENT UN AMATEUR PEUT TRAVAILLER, par Andrée Beaujard 10 » 11 25 LE FOOT-BALL ASSOCIATION, par Maurice HEURES, par Baudry de Saunier 3 » 3 80 S. Damien 5 ' 6 » PEELERKORN 12 » 13 » LE CANON DE 75, par Baudry de Saunier COMMENT UN AMATEUR PEUT TRAVAILLER FOOT-BALL RUGBY, par Jacques Dedet. 10 » 11 » Baudry de Saunier 7 . 8 » LE BOIS, par S. Damien 7 50 8 50 LA PÊCHE AU BORD DE LA MER, par Lucien L'INITIATION À LA T. S. F., par Baudry de Saunier LE TRAVAIL DES MÉTAUX SUR LE TOUR, par Sieur Jouenne 12 . 13 » Baudry de Saunier 12 . 13 » par S. Damien 5 6 » LA MENUISERIE PRATIQUE, par Henri MON PEINTRE DÉCORATEUR, C'EST MOI ! CONSTRUCTION ET RÉGLAGE DES MOUSQUETURES À EXPLOSION, par Louis LÉS SPORTS ATHLÉTIQUES, par Bellin du MA PETITE BICYCLETTE (son anatomie), par Coteau et Maurice Pefferkorn... 10 » 11 » par Baudry de Saunier 10 » 11 » L'ÉLECTRICITÉ MODERNE, par Carlo L'ENTRAINEMENT SPORTIF, par Bellin MA PETITE BICYCLETTE (sa PRATIQUE), par Tözé, 3 vol. : I. Diverses sources du courant électrique (12 fr.) ; II. Le courant alternatif (12 fr.) ; III. Le courant continu (8 fr.) ; les 3 VOL 32 35 » BAUDRY de Saunier 5 " 6 ." L'EXAMEN DU PERMIS DE CONDUIRE, par LA PETITE MÉDECINE CHEZ SOI, par LE TRAVAIL DES MÉTAUX À LA MACHINE, par S. Baudry de Saunier 2 50 3 25 Maria Durville 12 13 par S. DAMIEN 5 SÉLECTION DE LA RÉPARATION DES AUTOMOBILES, par LA PETITE CHIRURGIE CHEZ SOI, par La TRAVERSÉE DES VILLES DE FRANCE Pierre Maillard 10 11 Durville 12 13 85 (édité par Citroën) 20 21 R Tous ces ouvrages (E. Flammarion, éditeur) sont mis en vente au bureau d'Omnia, 13, rue d'Enghien, Paris (Xe) (POUR L'ÉTRANGER, AJOUTER 1 FRANC DE PLUS QUE POUR L'ENVOI FRANCO EN FRANCE.) COMMENT CONCEVOIR
par Bellin MA PETITE BICYCLETTE (sa PRATIQUE), par Tözé, 3 vol. : I. Diverses sources du courant électrique (12 fr.) ; II. Le courant alternatif (12 fr.) ; III. Le courant continu (8 fr.) ; les 3 VOL 32 35 » BAUDRY de Saunier 5 " 6 ." L'EXAMEN DU PERMIS DE CONDUIRE, par LA PETITE MÉDECINE CHEZ SOI, par LE TRAVAIL DES MÉTAUX À LA MACHINE, par S. Baudry de Saunier 2 50 3 25 Maria Durville 12 13 par S. DAMIEN 5 SÉLECTION DE LA RÉPARATION DES AUTOMOBILES, par LA PETITE CHIRURGIE CHEZ SOI, par La TRAVERSÉE DES VILLES DE FRANCE Pierre Maillard 10 11 Durville 12 13 85 (édité par Citroën) 20 21 R Tous ces ouvrages (E. Flammarion, éditeur) sont mis en vente au bureau d'Omnia, 13, rue d'Enghien, Paris (Xe) (POUR L'ÉTRANGER, AJOUTER 1 FRANC DE PLUS QUE POUR L'ENVOI FRANCO EN FRANCE.) COMMENT CONCEVOIR LA VOITURE DE SERIE? QUE VAUT POUR NOUS LA "FORMULE CLIENT" DES AMÉRICAINS? En présence de la diffusion sans cesse croissante de l'automobile dont l'usage s'impose de plus en plus dans toutes les branches de l'activité humaine, il n'est pas sans intérêt d'examiner comment on peut envisager la question de l'établissement d'une voiture utilitaire, pour qu'elle soit à la fois agréable de conduire, souple, silencieuse, simple, d'accès facile dans tous ses organes, d'un entretien aisé, et enfin d'une utilisation aussi économique que possible. La première question à résoudre est celle qui a trait au choix judicieux des valeurs relatives que devront avoir respectivement la cylindrée du moteur, la démultiplication totale de la transmission de la voiture en prise directe, et le poids qu'elle atteindra en charge maximum d'utilisation. En Amérique, on a adopté, pour apprécier les données de ce problème, une formule simple que l'on a dénommée formule client et qui permet de comparer dans une assez grande mesure les voitures entre elles. Cette formule simple est la suivante: Dans laquelle: C est la cylindrée en pouces cubiques, R le rapport du couple conique du pont, D, le diamètre de roulement des roues en pouces, P, le poids total maximum
l'établissement d'une voiture utilitaire, pour qu'elle soit à la fois agréable de conduire, souple, silencieuse, simple, d'accès facile dans tous ses organes, d'un entretien aisé, et enfin d'une utilisation aussi économique que possible. La première question à résoudre est celle qui a trait au choix judicieux des valeurs relatives que devront avoir respectivement la cylindrée du moteur, la démultiplication totale de la transmission de la voiture en prise directe, et le poids qu'elle atteindra en charge maximum d'utilisation. En Amérique, on a adopté, pour apprécier les données de ce problème, une formule simple que l'on a dénommée formule client et qui permet de comparer dans une assez grande mesure les voitures entre elles. Cette formule simple est la suivante: Dans laquelle: C est la cylindrée en pouces cubiques, R le rapport du couple conique du pont, D, le diamètre de roulement des roues en pouces, P, le poids total maximum en livres. Pour transformer cette formule à notre usage en y employant le système décimal avec la cylindrée en centimètres cubes, le diamètre des roues en millimètres et le poids en kilogrammes, il suffit de remplacer le coefficient 12,15 par le coefficient 8,48. La formule client dans le système décimal sera ainsi: K = (C x R x D) / 8,48. C'est la valeur de K calculée ainsi qui sert à qualifier le véhicule considéré. En Amérique, pour des moteurs de compression courante, voisine de 4,6, on admet que la valeur de K doit être comprise entre 0,100 et 0,115. Si nous l'appliquons à titre d'exemple à deux voitures américaines, Ford et Chrysler, assez différentes l'une de l'autre, nous trouvons les chiffres suivants. VOITURE FORD. — Quatre cylindres 95,2x101,5, cylindrée 2 lit. 900. — Poids du torpedo en charge avec 4 personnes 1.050 kilogrammes. — Démultiplication du pont : 40 à 11. — Diamètre des pneus au roulement: 720 mm. VOITURE CHRYSLER. — Six cylindres 75 x 120, cylindrée 3 lit. 300. — Poids du torpedo avec 4 personnes : 1.700 kilogrammes. — Démultiplication du pont : 4,6. — Diamètre des pneus au roulement 750 mm. Ces deux voitures, l'une
sera ainsi: K = (C x R x D) / 8,48. C'est la valeur de K calculée ainsi qui sert à qualifier le véhicule considéré. En Amérique, pour des moteurs de compression courante, voisine de 4,6, on admet que la valeur de K doit être comprise entre 0,100 et 0,115. Si nous l'appliquons à titre d'exemple à deux voitures américaines, Ford et Chrysler, assez différentes l'une de l'autre, nous trouvons les chiffres suivants. VOITURE FORD. — Quatre cylindres 95,2x101,5, cylindrée 2 lit. 900. — Poids du torpedo en charge avec 4 personnes 1.050 kilogrammes. — Démultiplication du pont : 40 à 11. — Diamètre des pneus au roulement: 720 mm. VOITURE CHRYSLER. — Six cylindres 75 x 120, cylindrée 3 lit. 300. — Poids du torpedo avec 4 personnes : 1.700 kilogrammes. — Démultiplication du pont : 4,6. — Diamètre des pneus au roulement 750 mm. Ces deux voitures, l'une populaire et l'autre plutôt luxueuse ont une formule client du même ordre de grandeur. Si nous appliquons cette formule aux voitures populaires françaises les plus répandues, nous trouverons pour K des valeurs qui varieront de 0,05 à 0,07 environ. Et même, si nous l'étendons à de puissantes voitures de luxe, nous resterons encore compris entre 0,08 et 0,1. Pratiquement quelle interprétation peut-on donner à ces chiffres? Elle ressort de la constitution même de la formule. Le coefficient K sera d'autant plus élevé que la cylindrée sera plus forte, que la démultiplication sera plus grande et que le poids total en charge sera plus petit. Une grande valeur de K sera à peu près toujours correspondante à une voiture légère très démultipliée avec moteur surabondant. Il est évident qu'un tel choix procure une voiture de marche très souple qui circulera en prise directe à peu près partout depuis le faible ralenti jusqu'à la plus grande vitesse, tout en étant capable de monter les côtes de pente assez forte sans l'aide de la boite de vitesses. Cette souplesse sera ainsi réalisée grâce à un excès de la puissance disponible et à l'utilisation du moteur presque toujours à fraction de charge dans des
nous resterons encore compris entre 0,08 et 0,1. Pratiquement quelle interprétation peut-on donner à ces chiffres? Elle ressort de la constitution même de la formule. Le coefficient K sera d'autant plus élevé que la cylindrée sera plus forte, que la démultiplication sera plus grande et que le poids total en charge sera plus petit. Une grande valeur de K sera à peu près toujours correspondante à une voiture légère très démultipliée avec moteur surabondant. Il est évident qu'un tel choix procure une voiture de marche très souple qui circulera en prise directe à peu près partout depuis le faible ralenti jusqu'à la plus grande vitesse, tout en étant capable de monter les côtes de pente assez forte sans l'aide de la boite de vitesses. Cette souplesse sera ainsi réalisée grâce à un excès de la puissance disponible et à l'utilisation du moteur presque toujours à fraction de charge dans des conditions de fonctionnement assez différentes de celles qu'il faut remplir pour réaliser une marche économique. Ici, comme en tout, l'agrément se paie, et le fait de renoncer d'avance à se servir des combinaisons d'une boîte de vitesse, d'ailleurs assez facile à manœuvrer, se traduira fatalement par une augmentation de la consommation d'essence. En Amérique on peut sans doute se payer ce luxe de ne pas regarder à quelques litres d'essence en plus ou en moins. Elle coûte là-bas de 20 à 22 cents le gallon de 4 lit. 540, c'est le salaire d'une demi-heure à peine de travail d'un ouvrier américain très moyen. En France l'essence revient environ en ce moment à 16 francs les cinq litres. Ce n'est pas hélas! un produit national; nous n'avons pas le droit de le gaspiller puisque son importation réagit directement sur le change et sur le coût général de la vie de tous. La recherche de l'économie Pour réaliser le maximum d'économie, il faudrait évidemment traiter le problème d'une toute autre manière comme on le fait d'ailleurs lorsqu'il s'agit d'un véhicule industriel dont l'utilisation est toujours tarifée au plus juste prix. Dans ce cas, on adopte un moteur de la puissance strictement nécessaire,