2° Moteurs à gaz pauvres (gaz de gazogènes, etc.).
3° Moteurs à air carburé (chargé de vapeurs de pétrole).
4° Moteurs à pétrole lampant (gazéifié et vaporisé par un jet d’air).
Si nous voulons maintenant classer les moteurs à gaz d’après leur mode de fonctionnement et quelle que soit la nature du mélange les alimentant, nous pourrons les différencier comme suit :
1° Moteurs à gaz à explosion sans compression*
2° Moteurs à gaz à explosion avec compression préalable du mélange.
3° Moteurs à gaz à combustion avec compression.
4° Moteurs à gaz atmosphériques et mixtes.
En ce qui concerne les applications à la traction, nous reconnaîtrons immédiatement que l’on fait seulement usage des moteurs de la deuxième catégorie, c’est-à-dire à explosion avec compression préalable du mélange gazeux. Quant à la nature de ce mélange, il n’est autre que l’air carburé par son passage au travers d’une masse d’hydrocarbure liquide, ordinairement de l’essence légère de pétrole. En conséquence, nous ne nous occuperons donc ici que de cette catégorie de moteurs, les autres ne nous intéressant pas pour les applications étudiées dans cet ouvrage.
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Donc les moteurs de motocycles à essence de pétrole fonctionnent tous d’après le cycle dit à quatre temps. C’est-à-dire que quatre opérations se succèdent, toujours dans le même ordre, pendant le mouvement de va-et-vient du piston dans le cylindre. Pendant le premier temps du cycle, la première course du piston d’arrière en avant, le moteur agit comme ferait une pompe, et aspire une certaine quantité d’air qui se charge de vapeurs combustibles en traversant de l’essence de pétrole, de densité inférieure à 700, essence contenue dans un récipient appelé carlniratenr. Pendant le second temps, le piston revenant en arrière, à son point de départ, comprime (la soupape d’aspiration ou d’admission étant automatiquement fermée) le mélange d’air et d’hydrocarbure gazeux, dans un emplacement particulier, situé au fond du cylindre, et appelé chambre de compression. Cette compression achevée, le mélange est enflammé par un procédé quelconque, dont nous verrons plus loin les variantes ; une explosion se produit et lance à l’extrémité du cylindre le piston qui effectue ainsi une troisième course (deuxième course avant). Enfin, durant le dernier temps, le piston revenant en arrière, la soupape d’échappement se trouve ouverte et les résidus des gaz brûlés sont expulsés au dehors. En résumé les phases du cycle sont donc les suivantes :
Première course directe : aspiration du mélange ;
— rétrograde : compression ;
Deuxième course directe : explosion et détente ;
— rétrograde : expulsion des gaz brûlés.
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Sur quatre courses du piston, il n’y en a donc qu’une seule où se produise un effet utile, une impulsion motrice, et c’est pourquoi on a été obligé d’intercaler, sur l’arbre de couche auquel est transmis l’effort du piston, des volants ayant pour effet par leur inertie d’accumuler le mouvement et de l’entretenir pendant un tour et demi, l’action efficace ne s’opérant que pendant un demi-tour sur deux tours. Les soupapes d’admission et d’échappement sont commandées, comme le montre la fig. 2, par des tiges etdes cames, ces dernières faisant un tour pour deux tours de l’arbre moteur auquel elles sont reliées par des engrenages.
Le point principal sur lequel s’est surtout portée l’attention des ingénieurs réside dans la meilleure utilisation possible de la chaleur développée par la combustion du mélange explosif, d’où résulte un rendement élevé et un fonctionnement économique. Les recherches des savants . Sadi-Camot, Meyer, Joule, Régnault, sur l’équivalence mécanique de la chaleur, ont montré que le rapport entre 1 u- nité de chaleur (calorie) et l’unité de travail mécanique (kilogrammètre) est comme 1 à 421. Il suffirait donc de consommer 1 calorie pour recueillir 424 kilogrammètres. Mais la transformation de la chaleur en travail ne s’effectue pas sans une perte énorme et hors de toute proportion ; ainsi 1 gramme de pétrole produit en brûlant 11 calories, ce qui correspond théoriquement à 4700 kilogrammètres environ. Or, dans les meilleurs types de moteurs actuels, on recueille à peine 800 kilogrammètres, soit une perte de 80 pour 100 dans la transformation de l’énergie calorifique en énergie de mouvement !
Le rendement d’un moteur consiste donc dans le rapport de la chaleur transformée en travail mécanique à la chaleur totale produite. Une partie de ce travail est utilisée pour la commande des appareils à actionner, mais une autre partie est absorbée par le moteur lui-même pour vaincre les résistances passives dues aux frottements des divers organes en mouvement : distribution, transmission, etc.
On désigne sous le nom de rendement organique le rapport du travail recueilli sur l’arbre de couche au travail théoriquement disponible. L’absorption due aux résistances intérieures est sensiblement la même dans les moteurs similaires et ne dépend que des soins apportés à la construction et à l’ajustage des pièces. C’est donc seulement le rendement calorimétrique qui est susceptible d’être augmenté et on y parvient en créant, au moment de l’explosion du mélange, une compression relativement forte puisqu’on peut la porter jusqu’à 6 ldlogr. xxx par centimètre carré sur ce mélange.
2° Lean gas engines (gas generators, etc.).
3° Carbureted air engines (laden with petroleum vapours).
4° Lamp oil engines (gasified and vaporized by a blast of air).
If we now want to classify gas engines according to their mode of operation and whatever the nature of the mixture feeding them, we can differentiate them as follows:
1° Compression-free spark-ignition gas engines*
2° Internal combustion gas engines with prior compression of the mixture.
3° Combustion gas engines with compression.
4° Atmospheric and mixed gas engines.
For tensile applications, we immediately recognize that we only use second category engines, i.e. explosion engines with prior compression of the gaseous mixture. As to to the nature of this mixture, it is none other than the carbureted air by its passage through a mass of liquid hydrocarbon, usually light petroleum spirit. In consequence, we will therefore concern ourselves here only with this engine category, the others are not of interest to us for the applications studied in this work.
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So petrol motorcycle engines all operate according to the so-called four-stroke cycle. That is to say that four operations follow one another, always in the same order, during the back and forth movement of the piston in the cylinder. During the first time of cycle, the first stroke of the piston back and forth, the motor acts like a pump, and draws in a certain amount of air which is charged with combustible vapors crossing petroleum gasoline, of lower density at 700, essence contained in a container called carlniraten. During the second time, the piston coming back, at its starting point, compresses (the suction valve or intake being automatically closed) the mixture of air and gaseous hydrocarbon, in a particular location, located at the bottom of the cylinder, and called the compression chamber. This compression completed, the mixture is ignited by some process, of which we will see more away the variants; an explosion occurs and launches the piston at the end of the cylinder, which thus performs a third stroke (second forward stroke). Finally, during the last time, the piston returning back, the valve exhaust is open and the residues of the gases burned are expelled outside. In summary the phases of cycle are therefore the following:
First direct stroke: suction of the mixture;
— retrograde: compression;
Second direct stroke: explosion and relaxation;
— retrograde: expulsion of burnt gases.
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Out of four strokes of the piston, there is therefore only one alone in which a useful effect is produced, a motor impulse, and this is why we were obliged to insert, on the tree of layer to which is transmitted the force of the piston, flywheels having the effect by their inertia of accumulating the movement and maintain it for a turn and a half, the effective action only taking place during a half-turn out of two turns. The intake and exhaust valves are controlled, like the shows fig. 2, by rods and cams, the latter making a ride for two shaft towers engine to which they are connected by gears.
The main point on which especially focused attention of engineers lies in the best possible use of the heat developed by combustion of the explosive mixture, resulting in a high yield and a economical operation. Research of scholars. Sadi-Camot, Meyer, Joule, Régnault, on the mechanical equivalence of heat, showed that the ratio between 1 unit of heat (calorie) and the unit of mechanical work (kilogram) approaches 1 to 421. So it would be enough to consume 1 calorie to collect 424 kilogrammeters. Corn the transformation of heat into work does not take place without an enormous and disproportionate loss; so 1 gram of oil produced by burning 11 calories, this which theoretically corresponds to approximately 4700 kilogrammetres. However, in the best types of current engines, we hardly collects 800 kilogrammeters, a loss of 80 per 100 in the transformation of heat energy into energy of movement!
The efficiency of a motor therefore consists of the ratio of heat transformed into mechanical work to the total heat produced. Part of this work is used for the control of the devices to be operated, but another part is absorbed by the motor itself to overcome the friction of the various moving parts: distribution, transmission, etc.
We designate under the name of organic yield the ratio of the work collected on the layer tree to the work theoretically available. Absorption due to resistors interior is substantially the same in similar engines and depends only on the care taken in construction and fitting parts. So it's just the performance calorimeter xxx which is likely to be increased and we achieves this by creating, at the moment of the explosion of the mixture, a relatively strong compression since one can bring it up to 6 ldlogr. xxx per square centimeter on this mixed.
