Qu’est-ce qu’un moteur diesel ? En 1933 !


Avertissement : Cette news rétro retranscrit des connaissances scientifiques, techniques ou autres de 1933, et contient donc volontairement les arguments, incertitudes ou erreurs d’époque.

Le dernier Salon des Poids lourds a montré le développement du moteur Diesel dans l’équipement des camions automobiles ; le Salon Nautique a marqué sa généralisation sur les embarcations à moteur, chalutiers et cargos, transatlantiques et même marine de guerre. Le moteur Diesel est en train d’opérer dans la mécanique une révolution au moins aussi importante que l’apparition des turbines ou des moteurs à explosions.

Comment fonctionne le Diesel

Le nom de Diesel, ingénieur allemand qui prit le premier un brevet en 1890, s’applique à toute une catégorie de moteurs dits à combustion par opposition aux moteurs à explosions que l’extension de l’automobilisme a rendus plus ou moins familiers à tout le monde.

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Malgré les avantages que nous examinerons avec un certain détail, mais qui peuvent se résumer en deux mots, rendement supérieur pour dépense moindre, le moteur Diesel a mis bien des années à se faire accepter dans la pratique et ensuite à s’imposer, à cause du poids énorme que sa construction nécessitait au début: 300 kilogrammes par C. V. Des perfectionnements successifs ont remédié à cet inconvénient, si bien qu’aujourd’hui le Diesel n’est pas seulement employé dans l’industrie à l’état fixe, mais encore s’applique à tous les engins de transport: paquebots, voitures et même avions, et qu’il fait une concurrence sérieuse non seulement au moteur à explosions mais aussi à la machine à vapeur, en ce qui concerne la navigation.

Rappel du moteur à explosions. – Une étude succincte de son fonctionnement nous permettra de comprendre ce succès. Puisqu’on l’oppose au moteur à explosions, rappelons que dans ce dernier on introduit pendant la course d’aspiration du piston un mélange combustible d’air et de gaz ou de vapeur d’hydrocarbure ; le retour du piston comprime ce mélange et le réduit à un volume quatre ou cinq fois moindre que le volume qu’il occupe à la fin de l’aspiration ; en temps voulu, soit à la fin de la compression, le mélange s’enflamme sous l’action d’une étincelle électrique, la pression augmente brusquement dans le cylindre, les gaz produisent leur travail en se détendant et, la détente terminée, sont expulsés du cylindre par un tuyau d’échappement.

Ajoutons, car c’est intéressant pour le moteur Diesel, que dans le moteur à explosions, la compression des gaz doit être soigneusement limitée ; sous une compression excessive se produit une élévation de température telle que le mélange s’enflamme de lui-même et d’une façon intempestive ; c’est le phénomène désigné sous le nom d’auto-allumage, ou auto-détonation.

Fonctionnement du Diesel. – Cela dit, voyons comment fonctionne de son côté le Diesel. Dans ce moteur, au moment de l’inspiration, c’est de l’air pur qu’on fait entrer dans le cylindre. On pourra donc, pendant la phase de compression, comprimer cet air autant qu’on voudra sans craindre un auto-allumage puisque le cylindre ne contient rien d’inflammable. C’est bien ce que l’on fait ; on le comprime de telle sorte que, en s’échauffent, il atteigne une température très élevée, assez élevée pour qu’il dépasse très nettement le point d’inflammation du combustible qu’il s’agit de brûler. Injecté dans le cylindre au moment opportun, le combustible s’enflamme aussitôt et brûle pendant toute la durée de l’injection. C’est donc, au lieu d’une explosion, une combustion continue alimentée par l’oxygène de l’air aspiré précédemment.

L’injection arrêtée, les gaz chauds se détendent, produisent leur travail jusqu’au moment où commence l’échappement. Cette série d’opérations se fait à quatre temps ou à deux temps suivant le type de Diesel employé ; l’aspiration de l’air s’effectue au moyen du piston lui-même ou au moyen d’une pompe ; l’évacuation des gaz est assurée par le mouvement du piston ou par une pompe de balayage ; mais ce ne sont là que des différences de détail ne modifiant le principe en rien.

Inconvénients et difficultés

Le Diesel a, comme tous les moteurs possibles, ses inconvénients. Nous avons signalé le poids excessif qu’imposait sa construction au début ; L’injection des combustibles sous haute pression ne va pas non plus sans difficulté. Pour que la combustion du liquide se fasse convenablement, il est nécessaire qu’il se présente parfaitement pulvérisé; et à cet effet, une pompe l’envoie dans un pulvérisateur, sorte de soupape automatique s’ouvrant du dehors au dedans. Au moment même de l’injection, cette soupape reçoit un courant d’air comprimé, dont la pression est encore plus élevée que celle de l’air contenu dans le cylindre ; il soulève la soupape, entraîne avec violence le liquide qu’elle injecte et le distribue dans le cylindre sous forme de gouttelettes extrêmement fines.

Avec les compresseurs d’air, qui constituent un des éléments les plus délicats des moteurs Diesel, les appareils d’injection sont ceux dont l’établissement ont donné le plus de mal aux inventeurs. Il existe des chambres de mélange à injection directe: le jet de liquide y arrive directement et le brassage se fait par le déplacement du piston ; quand il y a une antichambre, il s’y produit une combustion préliminaire qui prépare le combustible définitif et élève la pression, ce qui favorise le mélange avec l’air. L’injecteur peut être ouvert et communiquer constamment avec la canalisation d’amenée, de sorte que l’injection se produit dès que le piston commence à refouler. Il peut être fermé ; dans ce cas un obturateur se détache et débouche l’orifice du gicleur au moment voulu, etc.

Aux difficultés d’une bonne injection s’ajoutent celles d’une pulvérisation complète, d’un mélange intime avec l’air de la chambre de compression et d’une combustion parfaite du liquide injecté. Mais elles pèsent relativement peu si on les compare aux avantages qu’on peut leur opposer.

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Ses Avantages : économie et rendement supérieur

Il en est un qui saute d’abord aux yeux : le Diesel n’a pas besoin d’allumage.

Économie. – En second lieu, il brûle des carburants lourds, le gaz oil de pétrole, les huiles de houille, les huiles végétales, dont le moteur à explosions n’a pas encore pu faire emploi, qui sont de pouvoir calorifique supérieur à celui de l’essence et qui coûtent bien moins cher. Le prix de l’essence varie de 1 fr. 60 à 2 francs le litre, et les moteurs à explosions de type courant consomment 280 à 300 grammes par cheval-heure; les Diesel de type rapide, qui leur sont comparables, ne consomment que 200 à 220 grammes de gaz oil, et le prix n’est que de 0 fr. 60 le litre. On peut donc admettre que 25 litres de gaz oil remplacent 40 litres d’essence et qu’avec le premier on réalise sur la dépense de consommation une économie de 67 p. 100. Autre avantage précieux: les huiles lourdes ne peuvent pas s’enflammer à l’air libre.

Meilleur rendement. – Enfin le principe même du Diesel implique la nécessité de très fortes compressions, qui sont créatrices de haute température et par conséquent de rendement supérieur. Alors que pour les moteurs à explosions on ne peut guère dépasser une compression de 7 kilogrammes sans risquer l’auto-détonation, le Diesel ne descend jamais au-dessous de 30 kilogrammes et peut atteindre le double dans certaines conditions.

Ses applications sur et sous la mer, sur la terre et dans l’air

Les débuts du Diesel, nous l’avons dit, ont été pénibles. C’est vers 1910 seulement qu’ayant acquis la sûreté de fonctionnement sinon encore la légèreté, il équipa des unités fixes de 12 à 250 chevaux. Cependant les constructions navales en percevaient déjà l’importance et ne tardèrent pas à l’appliquer à des chalutiers, des cargos; des cargos, le Diesel passa aux sous-marins, s’éleva aux paquebots de gros tonnages: le Lafayette, de la Compagnie Transatlantique; le Britannic, de la White-Star ; le Victoria, du Llyod Triestino, en sont pourvus; des cuirassés, des croiseurs l’ont également adoptés.

Resté lourd, son poids l’aurait confiné dans la marine; mais il s’est allégé, a augmenté sa vitesse et gagné une place justifiée dans les véhicules terrestres en équipant les camions automobiles.

Et ce n’est sans aucun doute qu’un commencement. Peut-être même aurait-il déjà conquis les voitures de tourisme si l’on pouvait du jour au lendemain reléguer à la ferraille tous les moteurs à essence en service ou en construction… Et puis pour ces voitures l’économie de consommation n’est pas, à vrai dire, un facteur si prédominant.

Mais ce qui est vraiment merveilleux, c’est son application à l’aviation réalisée par Junkers en Allemagne, Packard aux États-Unis, Clerget en France et qui fait de cet engin né lourd, lent et encombrant, mais qui a su se corriger de ses défauts avec l’âge, le moteur des grandes envolées.

Illustration : Almanach Hachette 1933

Source : www.techno-science.net

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