Le moteur

Le moteur
Historique
historique
1588 - Pompe à palettes de l'ingénieur militaire italien Agostino Ramelli.
1636 - Pompe à engrenages de PAPPENHEIM : 2 engrenages de 6 dents chacun enveloppés d'un carter
(suppression des parties coulissantes et non équilibrées de la pompe de Ramelli). Machine tournant
grâce à une roue à godets entraîné par l'eau d'une rivière (Alimentation de jets d'eau). Privilège
(Equivalent des brevets actuels) accordé en 1636 par l'Empereur Ferdinand II
1707 - Bateau à vapeur de Denis PAPIN.
1769 - Fardier de CUGNOT : Tricycle animé par une chaudière à vapeur en porte à faux avant.
1782 - Machine à vapeur à piston oscillant de James WATT : Une pale rotative en forme d'aile accomplit
un mouvement de rotation presque complet en découvrant les lumières d'admission dans une chambre
que séparait une paroi radiale cintrée.
1799 - Machine à vapeur à piston tournant de William MURDOCH (collaborateur de Watt) : Machine à
vapeur à piston tournant (Pompe à engrenages de Pappenheim). Extrémité des dents des engrenages
garnies d'une "lisse" en bois (Rendement très faible par manque d'étanchéïté). Fuites et frottement
rendent cet appareil inutilisable
1801 - Locomotive routière "Traveling Engine" (Catch Who Can) de Richard TREVITHICK Jr.: Montage
dans l'atelier de John Tyack (Camborne) avec l'aide d'Andrew Vivian et des ouvriers de Trevithick.
1805 - Machine à vapeur de FLINT.
1807 - Moteur à air dilaté par la chaleur de N. et C. NIEPCE (F, principe du moteur Stirling); Brevet du
03.04.1807.
- Le 30 janvier 1807, Isaac DE RIVAZ, ex major de l'armée de la République helvétique du Valais,
prend un brevet "sur la manière d'utiliser la combustion des gaz inflammables pour mettre en
mouvement diverses machines et remplacer la vapeur" : De Rivaz commente ainsi sa découverte :
"J'ai fait faire un cylindre de 6 pouces et demi de diamètre et d'un demi pied de longueur, en feuille
de cuivre, bien alésé intérieurement. Dans ce cylindre pénètre exactement un piston, sous la forme
d'un boulet, qui le rend étanche". Le principe du moteur de De Rivaz est extrêmement simple et
l'analogie avec un boulet n'est pas fortuite car l'inventeur a conçu une sorte de canon vertical monté
sur roues. Le gaz admis dans le cylindre est enflammé et projette alors le piston vers le haut du
cylindre. La tige du piston est reliée par une chaîne et un rochet aux roues, et, au moment de
l'ouverture d'un clapet qui laisse échapper les gaz brûlés, le piston retombe par son poids et entraîne
les roues. Très curieusement, l'allumage est électrique et fonctionne au moyen d'une pile de Volta. Il
semble que de Rivaz construisit réellement un chariot assez grossier, selon les données de son brevet,
et tenta de le faire fonctionner chez lui. "La nécessité de remettre le chariot en position à la fin de
chaque trajet me persuada de faire construire une pompe à incendie...".
1817 - Machine à vapeur de POOLE.
1819 - Randonnée de MEDHURST sur New Road entre Paddington et Lalington, d'avril à juin : machibne
à vapeur, 5 mph puis 6 avec 10 personnes à bord.
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1820 - C. CAMBRIDGE (GB), utilisation d'un mélange air-hydrogène en enceinte close
- Un clergyman britannique, le révérend William CECIL, fait fonctionner un petit modèle de moteur
à gaz devant la Cambridge Philosophical Society. Alimenté à l'hydrogène, il ressemble dans son
principe aux machines à vapeur primitives et atteint le médiocre régime de 16 tours par minute ! Son
inventeur propose comme carburants de remplacement le gaz d'éclairage, le pétrole vaporisé, la
térébenthine ou l'alcool. S'il n'applique son moteur à aucun usage intéressant sinon le pompage de
l'eau, Cecil attire l'attention de tous ceux qui commencent à expérimenter des formules de véhicules
routiers vers le moteur à gaz.
- David GORDON propose que la propulsion des véhicules soit assurée par du gaz de houille
comprimé, livré en bouteilles sous pression dans des stations de ravitaillement disséminées dans le
pays, mais il abandonne son idée après avoir calculé le coût exorbitant d'un tel système.
1821 - Diligences à vapeur GORDON, GRIFFITH, GURNEY...
1823 - Léonard SADI CARNOT (F), 1er énoncés de base de la thermodynamique ; Complétés par
CLAUSIUS en 1875
1824 - Samuel BROWN, de Brompton, commence ses essais d'un moteur à gaz et "à vide".
1825 - Machine à vapeur de WRIGHT.
1826 - Samuel BROWN (GB) installe une version perfectionnée de son moteur, dont les deux cylindres
sont connectés par un balancier oscillant, dans un chariot à quatre roues : Premier véhicule à moteur à
combustion interne. Brevet 5350 du 25.04, véhicule à moteur 4.05 CV, 2 cyl de 88 litres à gaz
atmosphérique (Mélange air-hydro-gène). Lors des essais sur route, au mois de mai 1826, il fait
l'ascension de la côte de Shooters Hill près de Woolwich, "au grand étonnement des nombreux
spectateurs". Mais, une fois de plus, le coût de fonctionnement est la pierre d'achoppement, et Brown
doit se tourner vers l'application de son moteur à la traction des bateaux sur les canaux. Après avoir
construit un navire à roues qui navigue sur la Tamise, Brown trouve que, sur l'eau également, le
moteur à gaz est trop coûteux.
1828 - Onésiphore PECQUEUR, chef des ateliers du Conservatoire des Arts et Métiers, où il a pu voir la
machine de Cugnot, dépose le brevet d'un chariot à vapeur destiné à circuler sur route ; il contient "la
plupart des organes propres à en faire un bon véhicule automoteur" : le moteur attaque les roues
postérieures par l'intermédiaire d'un différentiel dont l'invention revient entièrement à Pecqueur
1833 - MACERONE et SQUIRE, sur véhicule à vapeur, dévalent une pente à près de 50 km/h (Sangfroid).
1835 - Service routier régulier AUTOMOBILE Paris-Versaille par remorqueur routier à vapeur de Charles
DIETZ : 10 tonnes, chaudière tubulaire, pouvant entraîner un véritable train routier ; il est le premier
à porter intérêt à l'élasticité des bandages et interpose entre la jante de bois et le cercle d'acier une
couche de feutre goudronné ou de liège, des joues latérales boulonnées sur la jante empêchant le
cercle en acier de se déboîter.
1846 - Machine à vapeur d'Elijah GALLOWAY : 1e brevet pour une machine à vapeur à piston rotatif:
Epicycloïde intérieure et enveloppe extérieure (5 lobes); Chaque lobe de l'enveloppe possède ses
propres conduits d'admission et d'échappement.
1853 - Projet de moteur subatmosphérique à naphte de pétrole de E. BARSANTI et F. MATTEUCCI (I) ;
Influence les premières recherches de N. OTTO.
1854 - Deux Italiens, BARSANTI et MATTEUCCI brevettent un moteur à gaz le 13 mai 1854 : les deux
pistons, montés libres dans les cylindres, entraînent au moyen de tiges-crémaillères l'arbre d'un
volant. Ignorant les tentatives précédentes faites en ce domaine, ils pensent qu'ils sont les inventeurs
du moteur à gaz. L'idée revient à Eugenio Barsanti, ecclésiastique alors professeur dans une école de
Florence, qui fut le théoricien, tandis que Felice Matteucci devait être le technicien capable de
traduire les principes dans le métal. Barsanti conçoit un moteur à deux cylindres à pistons libres
munis de tiges à crémaillères qui entraînent l'arbre solidaire d'un volant, au cours d'un cycle assez
complexe à trois temps, car l'admission et l'explosion se produit pendant la même course du piston,
contrairement à la disposition habituelle. La première démonstration publique de ce moteur a lieu en
mai 1856 aux ateliers de la compagnie ferroviaire Maria-Antonia, à Florence, où il fait fonctionner
une perceuse et une cisaille. Barsanti est comblé de joie de voir travailler son moteur : "Cette
machine faisait déjà entrevoir qu'avant longtemps la puissance de la vapeur serait remplacée par une
autre force moins coûteuse et aussi parfaite". Malheureusement, le prêtre inventeur est incapable de
poursuivre dans la même voie jusqu'à l'obtention d'un résultat positif car, dès l'année suivante, il
conçoit un nouveau moteur, doté de deux pistons en tandem par cylindre. Ce qui le conduit, en 1858,
à un troisième schéma comportant cette fois deux pistons opposés, qui devait être installé dans un
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ateau, mais qui ne fonctionna pas. Le 10 octobre 1860, une société est constituée dans le but de
construire des moteurs à gaz. Un nouveau type, encore plus complexe, de moteur à pistons opposés
est construit pour le compte des associés par la société Escher & Wyss de Zurich. Une fois de plus il
ne fonctionne pas comme on l'espérait. Les deux inventeurs se brouillent et Matteucci se retire " pour
raisons de santé ", tandis que Barsanti revient à son moteur de 1857 à deux pistons en tandem. Bauer-
Elvetica, entreprise napolitaine, en construit un exemplaire mais refuse de lancer une production en
série. Cependant une entreprise beige de constructions mécaniques, John Cockerill, de Liège,
s'intéresse à la construction du moteur à gaz de Barsanti. L'inventeur se rend en Belgique pour en
faire la démonstration mais, atteint de typhoïde, il y meurt en arrivant.
1856 - HUGON (F, 1856-1862), moteur 2 temps, allumage par bec à gaz (Transfert de flamme) ; Brevet du
11.09.1858, construction de moteurs fixes
1859 - L'anglais JONES modifie la pompe à engrenage de Pappenheim: Pompe à deux rotors à 2 dents par
engrenages; (Principe repris sur compresseurs ROOTES).
- Etienne Lenoir (1822-1900), ingénieur-conseil auprès de la société Gauthier et Cie de Paris,
construit un moteur à combustion interne.
On prétend qu'il est le premier à construire un véhicule propulsé
par un tel moteur à combustion. Il est donc le précurseur de
l'automobile moderne.
A cette époque, l'Angleterre est techniquement la plus avancée
dans le domaine des véhicules "automobiles". Mais l'ironie du
sort veut que ce soit précisément dans ce pays que le progrès est
le plus lent. Ce fait s'explique surtout par la loi relative à la
circulation des locomotives sur les routes, introduite en 1865, et
mieux connue sous le nom de "Loi du Drapeau rouge". A
l'époque où cette loi est en vigueur - elle ne sera supprimée qu'en
1896 - chaque véhicule à propulsion autonome circulant sur une
route anglaise, doit transporter obligatoirement trois personnes.
L'une d'elles doit précéder le véhicule avec un drapeau rouge
pour avertir le reste de la circulation - essentiellement des
chevaux et des voitures - de l'arrivée du véhicule. La vitesse maximale est d'environ 3 km à
l'heure dans les agglomérations et environ 6,5 km à l'heure sur les routes.
La première véritable automobile fut la locomotive de route à trois roues, inventée en France en
1769 par l'ingénieur d'artillerie Nicholas-Joseph Cugnot. Ce véhicule pouvait atteindre une
vitesse de 3,5 km environ à l'heure. Mais, à cause de la faible dimension de la chaudière de la
machine à vapeur, il fallait s'arrêter régulièrement pour renouveler l'eau. La construction de
machines à vapeur plus légères et meilleures permit une utilisation plus pratique de ce moyen
de locomotion.
Les difficultés du chauffage de la machine à vapeur dues à l'enchevêtrement des tuyaux, des
cylindres et des chaudières encouragea les futurs inventeurs à construire un moteur pouvant
consommer directement le combustible.
Dans un tel type de moteur, le combustible ne serait pas brûlé séparément, comme c'était le cas
avec la machine à vapeur, mais brûlerait dans le cylindre du moteur. En d'autres termes, la
combustion serait interne. Le combustible devait être amené au moteur sous forme de gaz ou de
vapeur, ce qui provoquerait une combustion explosive, capable d'actionner le piston dans le
cylindre.
Un brevet fut accordé pour un véhicule construit par l'ingénieur anglais Samuel Brown et
actionné par un mélange d'air et d'hydrogène. Ce véhicule fut probablement expérimenté vers
1820, sur une colline des environs de Londres.
Vers la même époque, le physicien français Sadi Carnot écrivit un ouvrage important intitulé
"Réflexions sur la force motrice de la chaleur", paru en 1824. Il y exposait la théorie
fondamentale du moteur à combustion.
Le premier précurseur automobile est certainement la voiture construite en 1862, en France, par
Etienne Lenoir.
Lenoir, inventeur fécond, naquit à Mussy-la-Ville en Belgique. Il fut le premier à construire
avec succès un moteur fonctionnant selon le principe de la combustion interne.
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Les pièces internes du premier moteur à gaz de Lenoir (1860).
Il développait peu d'énergie et avait un rendement thermique de quatre pour cent seulement.
En 1859, la Société des moteurs Lenoir, constituée au capital de deux millions de francs,
s'installe dans ses ateliers de la rue de la Roquette, à Paris (XIe), avec pour objet la construction
et l'exploitation du moteur mis au point par Lenoir depuis un an ou deux.
Un mélange d'air et de gaz de houille est aspiré à l'intérieur par le recul d'un piston, actionné par
un volant. Lorsque le piston est partiellement retiré, l'arrivée de gaz est coupée et le mélange de
combustible est mis à feu par une étincelle électrique. L'explosion qui suit permet au piston de
terminer sa course. Ensuite, le piston reviend de nouveau à sa première position par le
mouvement du volant. Des soupapes à tige placées des deux côtés du piston laissent passer le
mélange air-combustible et permettent aux gaz de combustion de s'échapper.
En réalité, le moteur de Lenoir est une conversion de la machine à vapeur.
Le moteur est surtout vendu pour servir à de simples travaux.
Lent et, par conséquent, d'un rendement extrêmement faible (il faut 18 litres de mélange gazeux
pour développer 2 ch), il est aussi d'un fonctionnement très sûr et, en moins de cinq ans,
quelques 500 moteurs fonctionnent en France, en Allemagne et en Amérique, tandis qu'il sera
construit sous licence en Allemagne à un nombre encore supérieur.
Lenoir dépose un brevet (n° 43624) le 24.1.1860 pour un machine motrice à air dilaté : Moteur
à gaz 2 temps sans compression préalable, gaz d'éclairage puis à essence de thérébentine,
distibution par tiroirs, allumage électrique (Bobine de Ruhmkoff), rendement 0.04.
Le jeune Gottlieb Daimler, qui visite l'usine des moteurs Lenoir en 1860, n'apprécie pas le
nouveau moteur en raison de son coût élevé de fonctionnement et de sa température de marche
trop haute.
Plus tard, Lenoir l'adapte pour fonctionner avec un combustible liquide - comme l'essence de
térébenthine - et il le monte sur une voiture.
C'est un moteur 2 temps, 1.5 ch, nécessitant un volant d'inertie très lourd, à consommation
considérable pour une vitesse obtenue très faible.
Ce véhicule devait rouler environ trois heures pour parcourir la distance de 10 km, qui séparait
Paris de Joinville-le-Pont.
Le 16 juin 1860, le Monde Illustré publie une gravure représentant une "voiture récemment
construite par M. Lenoir" avec le commentaire suivant : "Le compartiment qui renferme le
moteur n'encombre pas l'espace dévolu aux passagers. Le gaz est contenu dans le réservoir A.
Les roues arrière sont entraînées par une chaîne sans fin s'engageant sur deux roues dentées. La
direction est obtenue par un volant et une colonne verticale placés devant le conducteur. Cette
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colonne porte à son extrémité inférieure un pignon qui entraîne une crémaillère semi-circulaire
solidaire de la roue avant, qui peut ainsi pivoter de gauche à droite et faire varier la direction du
véhicule."
Ce commentaire est un peu prématuré car la voiture de Lenoir n'effectue aucun trajet propulsé
avant 1863 et il se peut même qu'il s'est agi, cette fois, d'un véhicule entièrement nouveau.
Lenoir écrit à ce sujet : "Nous allâmes avec cette voiture de Paris à Joinville-le-Pont (à
l'époque, village situé à 9 km de Paris). Le trajet dura une heure et demie et autant pour en
revenir. La voiture était lourde; le moteur d'une puissance d'un cheval et demi avait un volant
assez lourd et tourne à 100 tours par minute."
Ces 100 tr/mn ne sont pas volés car le voyage fut ponctué de nombreuses pannes et ruptures, et
la consommation de combustible et d'eau est jugée "considérable".
Lenoir ne semble pas avoir imaginé l'avenir de sa propre invention. Cependant, il transforme
son moteur un peu plus tard pour l'utiliser sur des bateaux.
Premier moteur à gaz ou à essence de Lenoir, construit entre 1860 et 1863.
Lenoir vend, en 1863, ses brevets à la Compagnie parisienne du gaz, mais il semble qu'il ait
conservé sa voiture car il reçoit en 1864 la première commande d'une automobile à
l'exportation, de la part du très francophile Tsar de toutes les Russies, Alexandre II.
La voiture est expédiée en Russie... et disparaît sans que l'on sache ce qu'elle devient.
Les documents relatifs à cette cession seront exhumés à Paris en 1906, mais, malgré les
recherches effectuées au palais impérial de Saint Petersbourg, on ne trouvera aucune trace de la
Lenoir.
Son créateur meurt mort, pauvre, en 1900.
1861 - Mémoire déposé par Eugène-Alphonse BEAU DE ROCHAS en vue de l'obtention d'un brevet le
16.1.1862, additif du 10.6.1862 (Sans réalisation pratique)
Le brevet tombe dans le domaine public par
manque de moyens pour payer les redevances
annuelles.
En 1876, l'allemand Nikolaus August Otto essaye
de monopoliser la production industrielle des
moteurs à gaz en faisant breveter le cycle à quatre
temps de manière à obliger les autres inventeurs à
se cantonner au moteur à deux temps sous peine
de procès.
Or, en 1886, après deux années de
procédure(Otto vs les frères Rouart, de Paris), le brevet Otto est annulé par
un tribunal se fondant sur le fait qu'un "obscur ingénieur civil français", un
nommé Alphonse Beau de Rochas, a, dès 1862, exposé dans un interminable
et assez vague prospectus le principe du moteur à quatre temps qu'il voulait faire breveter.
Par jugement du 30.1.1886, Otto doit verser 150.000 F Or à Delamare-Debouteville.
Cycle Beau de Rochas :
1- Aspiration pendant une course entière du piston.
2- Compression pendant la course suivante.
3- Inflammation au point mort haut et détente pendant la troisième course.
4- Refoulement des gaz brûlés hors du cylindre au quatrième et dernier demi-tour.
Phase de compression avant la phase de combustion.
Les phases du cycle Beau de Rochas sont:
Admission, Compression, Inflammation-Détente, Echappement.
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Le temps moteur est le troisième temps: Inflammation-détente.
Les trois autres temps (Admission, compression et échappement) sont appelés temps
résistants.
Le cycle à quatre temps s'effectue en quatre courses de piston, soit deux tours de
vilebrequin (rotation du vilebrequin pendant le cycle de 360°*2 soit 720°).
relevé des pressions à l'oscilloscope sur banc moteur.
1862 - DUGALD-CLERK : Moteur 2 temps avec précompression préalable
1864 - Création de l'usine GASMOTORENGABRIK, à Deutz, par Otto et Langen. Moteurs industriels 2
temps 130 tr/mn (1872 : en 17 ans, 50.000 moteur). Directeurs techniques Gottlieb Daimler (Jusqu'en
1882) et Maybach
- LOUIS-GUILLAUME PERREAUX, 1er cycle motorisé (à vapeur).
- Siegfried MARCUS : Chariot tracté par une moteur à pétrole
1866 - Nikolaus August OTTO (1832-1891), ingénieur allemand né à Holzhausen, brevette un moteur à
gaz à piston libre
C'est le moteur à gaz de Lenoir qui inspire les recherches de l'allemand Nikolaus
August Otto, qui tente de mettre au point un moteur à combustion interne
utilisable dans tous les cas où la vapeur ne pouvait être employée.
A la suite de nombreux essais, il fait la connaissance d'un riche ingénieur, Eugen
Langen, avec qui il réussit à construire un moteur à piston libre, breveté en 1866
et construit commercialement en 1872.
La société Otto et Langen est réorganisée sous l'appellation Gasmotoren-Fabrik
Deutz, et un jeune ingénieur de trente-huit ans, nommé Gottlieb Daimler, est
engagé comme directeur des usines (jusqu'en 1882) en même temps que son
assistant et protégé, Wilhelm Maybach, devient chef du bureau d'études et de
dessin.
Ils réorganisent l'usine en créant un système de production efficace en 1875, le chiffre des
ventes annuelles atteint 634 moteurs pour une puissance totale de 735 ch.
Le personnel comprend 230 personnes, et Maybach est gratifié d'une prime d'un thaler pour
chaque moteur livré.
Mais déjà le moteur à piston libre atteint les limites de son développement potentiel d'un
fonctionnement sûr, selon les normes de l'époque, il est néanmoins bruyant et d'un rendement
très médiocre.
Sa puissance maximale ne peut guère dépasser 3 ch et, même dans ces conditions, ce moteur
réclame un dégagement de 4 à 5 mètres pour le débattement de la tige du piston.
En 1872, 50.000 moteurs industriels 2 temps (130 tr/mn) sont produits.
Poussée par le succès initial de ses produits, la société Deutz se lance dans un ambitieux
programme d'expansion mais, lorsque les ventes commencent à ralentir, la direction commande
à Daimler de commencer les études d'un moteur "à pétrole".
A la suite, Otto reprend ses recherches dans le domaine du moteur à quatre temps, système qu'il
avait abandonné vers 1861-1862.
Otto améliore progressivement ses moteurs (1872-1876) et adopte le cycle Beau de Rochas
(brevet alsacien du 6.6.1876 et brevet allemand n° 532, 1.7.1877, moteur expérimental fixe le
"bisaïeul").
En 1876 il construit le premier moteur fiable à quatre temps (à gaz) (Le 9.5.1876, régime de
rotation 180 tr/mn, rendement 0.11 puis 0.20.
Otto essaye de monopoliser la production industrielle des moteurs à gaz en faisant breveter le
cycle à quatre temps (brevet DRP 532) de manière à obliger les autres inventeurs à se cantonner
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au moteur à deux temps sous peine de procès.
Or, en 1886, après deux années de procédure, le brevet Otto est annulé par un tribunal se
fondant sur le fait qu'un "obscur ingénieur civil français", un nommé Alphonse Beau de Rochas,
a, dès 1862, exposé dans un interminable et assez vague prospectus le principe du moteur à
quatre temps qu'il voulait faire breveter.
Par jugement du 30.1.1886, Otto doit verser 150.000 F Or à Delamare-Debouteville.
1867 - Exposition Universelle: nombreuses voitures routières à vapeur exposées.
- Jusqu'en 1867, pas de refroidissement sur les moteurs à vapeur et atmosphériques (faible vitesse
linéaire du piston et puissance restreinte ne provoquant qu'un faible échauffement absorbé par la
masse de fonte environnante)
1869 - Trajet Paris-Rouen-Paris par MICHAUX sur voiture à vapeur à 30 km/h de moyenne.
1870 - Refroidissement par air de De Bisschop sur machine à vapeur OTTO et LENOIR; cylindres allégés
par ailettes longitudinales.
- Refroidissement à eau thermosiphon sur machine à vapeur OTTO et LANGEN.
1871 - Moteur 2 temps de Carl BENZ (31.12)
1872 - Char à vapeur L'OBEISSANTE d'Amédée BOLLEE père : Amédée Bollé est le premier
constructeur à construire des voitures de série (à vapeur). Fondeur de cloches au Mans, désireux
d'avoir, pour son usage personnel, une voiture à vapeur de grande vitesse, s'attaque au problème de la
direction et invente l'essieu directeur brisé à deux pivots. L'Obéissante, break à douze places, moteur
vapeur à de 15 ch (360 litres d'eau pour une autonomie de 25 km), 4.8 tonnes, 40 km/h.
- OTTO améliore progressivement ses moteurs (1872-1876) et adopte le cycle Beau de Rochas.
Brevet alsacien du 6.6.1876 et brevet allemand n° 532, 1.7.1877. Moteur expérimental fixe le
"bisaïeul"
1876 - OTTO construit le premier moteur fiable à quatre temps (à gaz) : Le 9.5.1876 : régime de rotation
180 tr/mn, rendement 0.11 puis 0.20 (brevet DRP 532).
- Démarrage de la production de moteur à gaz dans l'usine de René PANHARD (Constructeur de
machine à bois) d'Ivry
1877 - G. BRAYTON : Moteur 2 temps à compression extérieure
- G.B. SELDEN (USA), brevet demandé en 1877 obtenu le 5.11.1895 sous le numéro 549160
couvrant l'intégrité d'un véhicule et de son moteur : Utilisation du moteur G. Brayton de 1872.
Véhicule réalisé : 2 répliques en 1906. Débouté de toute prétention et antériorité après procès le
11.1.1911
1879 - Karl BENZ réussit à construire un moteur à deux temps qui fonctionne pour la première fois la
veille du jour de l'an 1879 : Karl Benz dirige un atelier d'usinage depuis 1871 à Mannheim, et tente
de résoudre ses problèmes financiers en fabriquant des machines à travailler le fer-blanc. L'échec de
ses projets le pousse vers la mise au point d'un moteur. Il bénéficie de l'aide d'Emil Buhler, le
photographe de la Cour, qui l'encourage à fonder en 1882 la Gasmotorenfabrik Mannheim.
1880 - 1er moteur 2 temps à essence de l'ingénieur anglais Clark DUGALD.
- Moteur à cycle 2 temps de CLERK
- Edouard DELAMARE-DEBOUTEVILLE (F, 1880-1884) : Conception et réalisation de moteurs
monocylindre 4 temps alimentés au gaz puis à l'essence légère de pétrole (Mise au point du moteur
moderne à 4 temps à allumage électrique). Reconnaissance des travaux de Beau de Rochas en 1883
lors d'un procès l'opposant à OTTO (Jugement du 30.1.1886, 150.000 F Or à verser par Otto à
Delamare-Debouteville)
1882 - Moteur monocylindrique de Enrico BERNARDI, baptisé, en l'honneur de sa fille, Motrice Pia.
Bernardi est né à Vérone le 20 mai 1841. Ce groupe de 126 cm 3 sert principalement à entraîner une
machine à coudre.
- Machine à vapeur de PARSONS.
- Le Marquis DE DION porte de l'intérêt à un petit moteur à vapeur extrêmement léger construit à
Paris par Bouton, destiné à servir d'appareil de démonstration dans les laboratoires ; ilsonge à
l'utiliser pour l'entraînement des véhicules ; tricycle, phaëton et canot à vapeur De Dion et Bouton.
1883 - Gottlieb DAIMLER (D) : Moteur à gaz vertical (Brevets n° 28243 du 22.12.1883) ; Coupleur pour
transmission d'atelier (Brevets n° 26007 du 30.03.1883 et 28002 du 16.12.1883, moteurs fixes 4
temps à brûleurs) : Aubes sur le volant moteur (Refroidissement moteur)
1884 E. BERNARDI (I), moteur 2 temps de machine à coudre et jouet automobile (Brevet 07.1884,
modèle réduit) : Le moteur entraîne la bicyclette de son fils, Lauro, à une vitesse de 7 à 8 km/h.
- Sur moteurs monocylindre DAIMLER : culasse refroidie par matière isotherme, cylindres à ailettes
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efroidis par un courant d'air provoqué par un ventilateur, cylindre dans une chemise en cuivre rouge
avec circulation d'eau.
- Edouard DELAMARE-DEBOUTTEVILLE et Léon MALANDIN : Essais réussis de la voiture à 4
roues (Plusieurs essais sur route). Brevet n° 160267 du 12.2.1884 (Définition détaillée d'un véhicule
routier et son moteur à 4 temps à essence légère). Break de chasse 4 roues à 2 moteurs monocylindre
horizontaux (8 ch, 392 kg)
- première adaptation du moteur à explosion quatre temps alimenté par l'essence de pétrole par
LEVASSOR : en 1890, circulait dans la cour de l'usine Panhard et Levassor le premier cabriolet mû
par un moteur à explosion fonctionnant au pétrole; en 1891, Levassor put conduire sa voiture sa
voiture sur une distance de huit kilomètres jusqu'au Point du Jour et la ramener avenue d'Ivry sans
qu'elle eût éprouvé la moindre défaillance.
- Cylindre à ailette de MAYBACH sur son moteur Standhur.
1885 - Moteur fixe 4 temps DAIMLER pour utilisation en atelier (brevet n° 34926 du 3.4.1885)
- DAIMLER Einspur (Gottlieb DAIMLER, D) : Bicycle en bois à moteur monocylindre 4 temps à
essence à refroidissement par air avec turbine et carburateur. Brevets n° D-36423 du 29.08.1885 et F-
171261 du 21.12.1885 ; Parcourt 10 km.
1886 - Après deux années de procédure, le brevet Otto (moteur à quatre temps) est annulé. Le tribunal se
fonde sur le fait qu'un "obscur ingénieur civil français", un nommé Alphonse Beau de Rochas, a, dès
1862, exposé dans un interminable et assez vague prospectus le principe du moteur à quatre temps
qu'il voulait faire breveter. Otto est, bien entendu, très affecté par cette décision imprévisible mais qui
constitue une étape fondamentale dans le développement de l'automobile. Désormais, les inventeurs
qui s'étaient fourvoyés dans des recherches étrangères au brevet Otto peuvent se consacrer à des
tâches relativement plus faciles qui consistent à améliorer le fonctionnement de ce moteur.
- Moteur horizontal BENZ (300 tr/mn) porté à 500 tr/mn de 1892 à 1900, serpentin pour le
refroidissement
- RAVEL : 1er moteur 2 temps "moderne" (Transferts et déflecteur).
1887 - Bicyclette à moteur rotatif de MILLET.
1889 - DAIMLER : Divers groupements de cylindres pour moteurs et pompes (Brevet n° 50839 du
09.06.1889, base des travaux de Panhard et Levassor). Bicylindre en V 4 temps (900 tr/mn) à culasse
seule refroidie par eau monté sur Panhard 1891-1892 et Peugeot de 1891-1.1897.
- DAIMLER bicylindre à l'Exposition de Paris : Daimler et Maybach mettent au point l'un des
principaux moteurs de cette période de tâtonnements, un bicylindre en V de 565 cm 3 . Avec ses deux
cylindres à 20 degrés, il possède un excellent rapport poids-puissance et tourne au régime de 630
tr/mn, bien plus vite que ses concurrents. Il constituera pendant bien des années le plus moderne des
groupes moteurs alors disponibles pour les constructeurs d'automobiles. Wilhelm Maybach dessine
une voiture autour de ce bicylindre en V. Cette réalisation à roues en fil d'acier est inspirée, comme la
Benz née quatre ans plus tôt, par la technique bicycliste contemporaine, tout en étant d'une bien
meilleure architecture que la première Daimler. Elle figure à l'Exposition de Paris de 1889, où elle
attire énormément l'attention. L'un de ses passagers les plus intéressés n'est autre que René Panhard
qui, conjointement avec son associé, Emile Levassor, et l'amie de celui-ci, Louise Sarazin, veuve du
représentant en France des moteurs Deutz depuis 1874 (qui avait conseillé à sa femme, sur son lit de
mort, de poursuivre son association avec Daimler), projette de construire des moteurs Daimler à
usage industriel. A la suite de cette Exposition, Mme Sarazin signe un contrat qui lui assure les droits
de production, en France et en Belgique, des moteurs à essence Daimler. En 1890, Levassor épouse
Louise Sarazin et Panhard et Levassor commencent la production des moteurs Daimler. Inconscients
des possibilités futures de la voiture sans chevaux, ils rétrocèdent à Peugeot le droit d'employer ces
moteurs dans des véhicules, car cette dernière firme, intéressée par la construction d'un véhicule
automobile, vient de renoncer à la fabrication en série de la voiture de Serpollet.
1891 - Ferdinand FOREST (Ingénieur français): 1er moteur 4 cylindres verticaux équilibrés (300 tr/mn);
mise au point définitive du moteur à explosion quatre temps alimenté par l'essence de pétrole.
1892 - Moteur horizontal BENZ de 1886 (300 tr/mn) porté à 500 tr/mn de 1892 à 1900; serpentin pour le
refroidissement.
- Moteur horizontal DAIMLER Phoenix de Maybach à culasse et cylindre refroidis par eau (cylindre
monobloc); monté sur Panhard de 1892 à 1899.
1894 - Course Paris-Rouen : 102 concurrents dont 30 moteurs à pétrole, 7 à gazoline, 1 à essence minérale,
1 à pétroles combinés; 28 moteurs à vapeur, 1 à vapeur combiné; 4 moteurs électriques; 3 moteurs
hydrauliques, 1 à eau comprimée, 1 à liquides combinés; 4 à air comprimé, 1 à gaz comprimé, 1
électro- pneumatique, 1 à gaz et pesanteur; 13 moteurs à levier, 2 à balanciers, 1 à système de leviers
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multiples, 1 à pédales; 5 moteurs "automatiques", 1 mécanique. Droit d'entrée non remboursable de
10 F, 69 véhicules restant: 37 à pétrole, 28 à vapeur et les 4 électriques. Eliminatoire de 50 km (En
moins de 3 heures), seuls restant en lice 25 concurrents: 14 à pétrole, 7 à vapeur et les 4 divers (Non
électriques).
1895 - Moteur à l'arrière, généralement moteur DE DION; tricycles ROCHET, CREANCHE, PHOEBUS,
COMIOT, CLEMENT, etc.
- Tricycles BOLLEE et DE DION BOUTON adoptant le refroidissement par air; culasses et cylindres
munis d'ailettes.
- Le Comte DE DION et son associé BOUTON réalisent le 1er moteur essence 4 temps 4 cylindres
qui tourne à 2000 tr/mn; Adopté par Louis Renault pour ses premiers véhicules.
1898 - Voiturettes à moteur avant refroidi par air; VICTORIA-COMBINATION, DARRACQ-BOLLEE,
CLEMENT ADER, DE RIANCEY, MAROT-GARDON, etc.
- Moteurs à refroidissement par air et culasse détachable BOLLEE, DE DION BOUTON, SONCIN,
G. RICHARD, CLEMENT, MORS, QUENTIN, BUCHET, CLARKE, LURQUIN-COUDERT,
FAGEOT, SULTAN, LA MINERVE, LE SPHINX, AVIATOR, etc.
- Moteur 4 cylindre en V de Mors (BRASIER).
-
moteur Aster 1899 - moteur De Dion Bouton 1899
1899 - Moteur enfermé sous le siège ou sous un capot, refroidissement par eau unanimement adopté.
- ASTER: ailettes en cuivre rouge rapportées sur le cylindre.
- Turbine à gaz CURTIS (USA).
1900 - ALOTHAM et FRANCHOT: Pompe à palettes caractérisée par un boisseau tournant se mouvant à
l'intérieure d'une cycloïde; C'est la 1ère fois que l'on obtient un rapport de 1 à 2.
1902 - Apparition du motocycle, refroidi par air; ROCHET, HUMBER, PEUGEOT (2 cylindres en V
1905), ZEDEL, LURQUIN-COUDERT, ALCYON, GRIFFON, ANZANI (3 cylindres en étoile), FN
(4 cylindres en ligne); 1909 NSU, BSA, CLEVELAND, INDIAN, HARLEY-DAVIDSON, etc.
- 3 cylindres en étoile ANZANI.
- SERPOLLET à vapeur, 120.8 km/h.
1903 - 1ères voitures de série à moteur V8 de Clément ADER.
- Machine à vapeur à piston rotatif de John F. COOLEY (USA) : Brevet pour une machine, pompe ou
moteur à vapeur: Piston rotatif de forme épitrochoïdale se déplaçant dans une enveloppe à 3 lobes.
- Léon LEVASSEUR construit un V8 super léger pour avion, baptisé Antoinette.
- NAPIER 24 HP: 1er 6 cylindres commercialisé.
1904 - 4 cylindres PANHARD : 15.435 cm 3 (170x170), 90 à 125 ch à 1200-1600 tr/mn, 2 ACL (Couronne
dentée), 1003 kg, 180 km/h; PANHARD Gordon Bennett 1908: 18.279 cm 3 , 1000 kg, 180 km/h, 30 l
aux 100 km.
1905 - Voiture de course DARRACQ à moteur V8 200 HP: 1er V8 US, 195 km/h, conducteur Louis
Chevrolet.
- PEUGEOT 2 cylindres en V.
1906 - NAPIER 6 cylindres, 20 litres, (...x178), 212 ch à 2500 tr/mn.
- Moteur rotatif GNOME ET RHONE.
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moteur Brasier 1908
1908 - Moteurs V8 de DE DION-BOUTON: 1er V8 commercialisé en 1910 (A l'origine du V8 Cadillac).
- Moteur 6 cylindres en ligne de Marius BARBAROU.
- PANHARD Gordon Bennett 18.279 cm 3 , 1000 kg, 180 km/h, 30 l aux 100 km.
- UMPLEBY (GB): Transformation de la machine de Cooley en machine à combustion interne à 4
temps ; Problèmes d'étanchéité et de cinématique.
1909 - Moteur en étoile rotatif BURLAT refroidi par air.
1910 - MORGAN à moteur JAP 2 cylindres en V refroidi par air : 3 roues, moteur face à la route, roue
arrière motrice, châssis tubulaire, suspension avant indépendante; Transmission sur la roue arrière, 2
rapports par cabotage de l'une des deux chaîne de transmission (Vendue jusqu'en 1950) ; importé en
1919 par les frères André et Robert Darmont (Accord en 1923 pour l'utilisation du nom DARMONT-
MORGAN).
1912 - 1er moteur 4 cylindres à plat de Ferdinand PORSCHE, destiné à l'aviation
- DE DION BOUTON type DM 20 HP : V8 20 CV 4000 cm 3 (70x130).
1913 - Moteur en étoile rotatif CLERGE-BLIN refroidi par air.
1913 - PACKARD 12 cylindres (1915-1916).
1919 - HISPANO SUIZA H6 32 CV : 6 cylindres en ligne de 6595 cm 3 (100x140), 125 ch à 2800 tr/mn ;
moteur dérivé d'un moteur d'avion, bloc en alliage léger où sont vissées des chemises an acier nitruré,
soupapes verticales commandées par un arbre à cames en tête, double allumage (2 bougies/cylindres),
carburateur double corps Solex, 144 km/h.
Moteur Duesenberg Grand Prix 1921
1921 - DUESENBERG : 1e moteur 8 cylindres en ligne.
Delage V12
1923 - DELAGE V12 : Ingénieur Charles Planchon ; 1894 cm 3 , 115 ch à 8000 tr/mn, 660 kg; 1ere sortie au
GP de l'ACF à Tours (René Thomas, abandon) ; Albert Lory prend la suite de Planchon en 1924.
- Brevet suédois de WALLINDER et SKOOG : Machine thermique à piston rotatif avec engrènement
à denture, hypocycloïde intérieure enveloppante, rotor intérieur en étoile à 5 branches, rapport de
rotation 5/6.
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1924 - ISOTTA FRASCHINI type 8 (I); L8 5902 cm 3 , 85 ch, 130 km/h, 498x157 cm, 1575 kg châssis nu,
bv 3.
- 1ères ébauches de moteurs rotatifs de Felix WANKEL dans son atelier d'Heidelberg.
1925 Machine de TSCHUDI à piston rotatif.
moteur Delage 1927
1927 - Moteur en étoile rotatif GNOME et RHONE sur MORANE A1 et 138.
1928 - BUGATTI Type 47 (1928-1929) : 2 blocs 8 cylindres 1500 cm 3 montés côte à côte (Voiture
destinée aux courses d'endurance) ; La version Grand Prix (Type 45) est animée par 2 moteur de 1.9
l.
- DAIMLER Double Six 12 cylindres.
- LANCIA Lambda (I) : V4 à 14°, 2570 cm 3 , 69 ch à 3500 tr/mn, boîte 4 vitesses, carrosserie
monocoque, suspension avant indépendante, 457 x 166 cm, 1117 kg, 121 km/h
1929 - AUBURN (USA) : L8 4800 cm 3 , 115 ch à 4000 tr/mn, 160 km/h, 493x182 cm, 1702 kg, bv 3.
- CORD L 29 (USA); L8 4934 cm 3 , 115 ch à 3300 tr/mn, 125 km/h, 200x168 cm, 1600 kg, bv 3.
FORD V8 : Programme de recherche pour l'étude et le développement d'un moteur V8 destiné à un
marché de masse lancé en 1929, décision de fabrication le 07.12.1931 par Henri Ford, présentation de
la Ford V8 le 31.3.1932 ; fonderie due à l'ingénieur Charles Sorensen.
- RENAULT Reinahuit (rebaptisée Reinastella ultérieurement); 1ère Renault à moteur 8 cylindres
7125 130 ch, 5.30 m, 3 tonnes, 125 à 145 km/h; 150 ex de 1929 à 1933.
1930 - AUDI Dresden : moteur 6 cylindres en ligne sous licence Rickenbaker, 3838 cm 3 (82.55x120.6), 70
CV.
- CADILLAC V16 : V16 7400 cm 3 , 165 ch à 3400 tr/mn, 150 km/h, 565x186 cm, 2570 kg, bv 3.
- 12 cylindres sans soupape sur VOISIN C 20.
1931 - PACKARD V12 (USA); V12 7297 cm 3 , 150 ch, 150 km/h, 546x188 cm, 3000 kg, bv 3.
1932 - FORD V8 présentée au Salon de Paris 1932 ; 3622 cm 3 (77.8x95.25), 65 ch à 3400 tr/mn ;
1.000.000e moteur V8 en 1934, 6.000.000e en mai 1939 ; production totale 16.388.762 jusqu'au
23.11.1953 (Production en Australie jusqu'en 1960, en France, chez Simca, jusqu'en 1962).
- HORCH 670 (D) : 12 cylindres en V de Fiedler et Schleidler, 6 litres (5990 cm 3 ), 120 CV à 3000
tr/mn, 130 km/h, 540x180 cm, 3000 kg, bv 4.
1933 - NAPIER-RAILTON : Moteur Napier, W12 23 970 cm 3 , 650 ch à 2200 tr/mn, châssis Reid A.
Railton, carrosserie alu poli de Gurney Nutting, empattement 3.3 m, voies 1.52 m, 2 tonnes : records
du monde avec John Cobb: Km DA 142.43 km/h (1934) ; Record absolu da la piste de Brooklands à
230.79 km/h de moyenne en 10.1935 (265.48 km/h sur la ligne d'arrivée).
- PIERCE ARROW (USA); V12 7566 cm 3 , 175 ch à 4000 tr/mn, 180 km/h, 480x170 cm, 1800 kg,
bv 3.
tatra77
1934 - AUDI 225 Front (1934-1939) : traction avant de classe 2 litres, 6 cylindres en ligne 2241 cm 3 , 55
CV, 110 km/h, essieu avant articulé, version sport à 2 carburateurs.
- AUTO UNION Grand Prix (1934-1937) : monoplace de Ferdinand Porsche, moteur V16 central
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4.366 l 295 ch, châssis tubulaire (eau circulant à l'intérieur des tubes), 4 roues indépendantes.
- TATRA 77 (Tchécoslovaquie) : V8 arrière refroidi par air, 15 CV, 1 ACT, 2950 cm 3 , 72 ch SAE ;
aileron arrière vertical placé en position centrale et séparant en deux la lunette arrière; 105 voitures
produites ; évolution 603 en 1955 et 613 en 1993.
1935 - ROLLS-ROYCE Phantom III (GB); L12 7340 cm 3 , 180 ch à 4000 tr/mn, 150 km/h, 485x174 cm,
2800 kg, bv 4.
1936 - Création de l'Institut de Développement des Moteurs à Lindau (Lac de Constance, Wankel).
1937 - 49 prototypes CITROEN TPV (très petite voiture, future 2 CV) produits de 1936 à 1948
(présentation au salon de Paris). : 1937 TPV "Michelin", forme camionnette pour des essais de pneus
(Musée de la Rochetaillée à Lyon) ; 1939 couleur grise, moteur 2 et 4 cylindres, radiateur reculé,
phare central ; 1939 TPV "Citroën", couleur kaki, un phare sur la gauche du capot (exemplaire
conservé par Citroën) ; 1939 TPV "Cyclope", vert foncé métallisé, ultime prototype, surpris par les
photographes la veille du salon de l'Auto 1948.
- LAGONDA V12 (GB); V12 4480 cm 3 , 180 ch à 4000 tr/mn, 170 km/h, 520x183 cm, 1500 kg, bv 4.
- VOLKSWAGEN Coccinelle : 4 places, moteur arrière flat 4, 1500 cm 3 , refroidi par air.
1938 - AUTO UNION P. Wagen Grand Prix : nouvelle voiture pour répondre à la limitation à 3 litres de la
cylindrée, V 16 central, 2 compresseurs, 500 ch, victoire au GP de l'ACF 1939 à plus de 168 km/h de
moyenne (1er Muller, 2e Meier).
- HISPANO-SUIZA 6 cylindres et 12 cylindres (Mark Birkigt).
- LINCOLN Zephyr V12.
- SENSAUD et LAVAUD (F): Brevet pour un moteur à 4 temps à piston rotatif: Piston en étoile à 5
branches se déplaçant dans un stator à 6 lobes (Hypocycloïde interne), avec engrènement à denture
intérieure (Démultiplication 5/6) ; Moteur construit avec l'appui des firmes CITROEN et RENAULT
et sur l'instigation du Ministère de l'Air; Construit par les Ateliers de Batignolles, il ne donna jamais
sa puissance normale et fut abandonné 3 ans plus tard.
1939 - ATLANTA V12 (GB).
- PORSCHE type 60 K10 en 1939 : voiture de sport profilée sur base VW conçue pour la course
Berlin-Rome, considérée comme la première vraie Porsche.
1943 - Travaux de BOEING sur la turbine à gaz ; premiers essais en réacteur pur ; Type 500 donnant une
poussée de 82 kg ; Utilisation en turbine à gaz par adjonction d'une seconde roue-turbine et d'un
réducteur à engrenages.
- LANCIA Aurelia V6 : ingénieur Francesco de Virgilio ; V6 à 90°, arbre à cames central, soupapes
en tête ; Aurelia B10 présentée au salon de Turin 1950, arrêt de production en 1957.
- Compresseur d'air du suisse Bernard MAILLARD: Machine à piston giratoire (En triangle) avec
engrènement rapport 2/3 et hypocycloïde interne; Etanchéité insuffisante pour être transformé en
machine thermique, réalisation de pompes et compresseurs d'air à très mauvais rendement,
abandonné en 1948.
1945 - Les usines VOLKSWAGEN étudient des moteurs d'avion à piston rotatif.
1947 - PORSCHE 356 : 356 est la référence du dessin retenu en 07.1947, dû au styliste Erwin Komenda : 2
voitures homologuées en 08.1948 (Flat 4 40 ch), présentée au salon de Genève 1949 ; 46 voitures
construites en 03.1951, slogan "conduire devient une élégance".
1948 - Turbine Centrax 160 CV.
- Accord d'exclusivité VOLKSWAGEN avec PORSCHE pour la préparation de ses moteurs.
1949 - ALLARD (GB) : V8 5400 cm 3 , 160 ch à 3800 tr/mn, 180 km/h, 900 kg, bv 3.
- BRM V16 Mark I Type 15 (BRM V16 1949-1955) : présentée le 15.12.1949 par Peter Berthon
(Moteur) et Raymond Mays ; V16 à 135° (2 V8 en tandem), 1488 cm 3 , 4 ACT, compresseur
centrifuge Rolls Royce à deux étages, boîte de vitesses transversale à l'arrière, suspension
oléopneumatique ; victoire à Goodwood 1950 hors championnat
- CADILLAC Coupé de ville (USA), V8 5160 cm 3 , 160 ch à 3800 kg, 1800 kg, bv auto4.
1950 - LANCIA Aurelia B10 : 1er V6 commercialisé ; 1754 cm 3 , 56 ch à 4000 tr/mn, 135 km/h ; 5000 ex
de 1950 à 1953.
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Moteur Offenhauser 1951
1951 - Turbine à gaz BOEING sur camion KENWORTH : Tracteur routier à turbine BOEING 502 de 175
ch ; La turbine d'essai a tourné plus de 550 h ; Réducteur à engrenage de rapport 9:1 (Vitesse de
l'arbre moteur ramenée à 2.500 tr/mn), accouplement souple en caoutchouc absorbant les vibrations,
les à-coups et réduisant le bruit ; Boîte de vitesses hydraulique à 7 rapports à manoeuvre manuelle
(Au lieu de 12) ; 24.000 km parcourus (Etat de Washington, 06.1952) dont 85 % avec une remorque
chargée de 19 t de matériaux (Poids global 31 t); 237 l au 100 km de gas-oil (Consommation usuelle
60-80 l pour un Diesel), objectif 160 l aux 100 km.
- LAFFLY, 1er prototype de camion à turbine, 180-200 CV.
- Reprise des travaux à l'Institut de Développement des Moteurs (Wankel), fondation d'un bureau de
recherches techniques à Lindau.
- Contrat d'association WANKEL-NSU ayant pour objet le moteur à piston rotatif (20.12).
1952 - Henry C. Hill (Ingénieur en chef adjoint du département Turbines de BOEING ... estime que d'ici à
10 ans (1966) la turbine à gaz commencera à supplanter le moteur à pistons sur les cars de tourisme
américains. Les possibilités d'utilisation de la turbine sur les camions et les tracteurs routiers
apparaissent beaucoup plus proches et plus définies pour remplacer les classiques moteurs Diesel
puisque ces turbines peuvent fonctionner à l'huile lourde.
- Camion à turbine du Centro de Estudios Tecnico de Automocion de Madrid.
- Turbine GREGOIRE SOCEMA.
- Record de vitesse ROVER à turbine.
- Machine de SELWWOD-HUGUES à piston rotatif.
1953 - FERRARI 250 MM (Salon de Genève) : 1ère vraie 250 à V12 "Colombo" (ingénieur Giacchino
Colombo), 3 l 240 ch, empattement 2.40 m, Berlinette Pininfarina (18 en 1953, 1 en 1954) et Spider
Vignale (14 en 1953, empattement 2.25 m).
- Prototype PONTIAC Firebird à turbine; Firebird-1 1953, 2 1956, 3 1959.
1954 - GENERAL MOTORS Firebird XP-21 à turbine : Moteur 370 ch, 1ère voiture américaine à turbine.
- 1er moteur WANKEL à piston rotatif réalisé (13.04.1954); 1er annoncé en 1960.
1955 - Machine de BRADSHAW-OMEGA à piston rotatif.
- HONDA N 360; bicylindre 354 cm 3 27 ch, refroidi par air, long 3.02, 530 kg.
- HONDA Z: évolution de la N 360, 36 ch, 525 kg.
- TATRA 603: évolution de la 77 de 1934.
1956 - GENERAL MOTORS Firebird 2 à turbine : Berline 2+2 à carrosserie en titanium, moteur 200 ch,
suspension hydropneumatique.
- Un prototype de moto NSU 50 cm 3 gagne toutes les épreuves de sa catégorie et bat plusieurs
records du monde, sur le Lac Salé (Près de 200 km/h): Moteur suralimenté par compresseur Wankel à
rotor triangulaire.
- "Etoile Filante" RENAULT à turbine : Réducteur à 3 étages: 2 par pignons cylindriques, 1 par
couple conique ; 270 ch maxi, 230 ch en continu, consommation 450 à 480 g/ch/h (Moteur à piston
200 à 250 g/ch/h, Diesel 180 environ); Propulseur 160 kg (0,592 ch/kg), poids total 950 kg ;
Présentation en Août puis au 12h de Reims; 308.850 km/h le 05.09.1956 (Record du Monde de
Vitesse).
- Camion à turbine SOMUA Turmo n°1, boîte de vitesses à 3 rapports.
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V8 Ferrari 1957
1957 - GENERAL MOTORS Firebird 3 à turbine, équipée d'un anti-bloqueur (ABS).
- Moteur DKM (Dreh Kolben Motor) NSU-WANKEL : moteur à piston tournant, chambre tournant
en même temps que le piston ; rotor extérieur soumis à des contraintes mécaniques et thermiques
telles qu'il se déformait aux régimes élevés atteints ; peu pratique à implanter sur un véhicule routier
1958 - Moteur KKM (Kreis Kolben Motor) NSU-WANKEL à stator fixe : moteur à piston circulaire,
enveloppe fixe extérieure (stator), piston tournant (rotor) ; stator épitrochoïde (dû au Dr Othmar
Baier) ; 1 tour de rotor = 3 cycles (Identique à un moteur 3 cylindres 2 temps) ; rapport des dentures
arbre/rotor : 3/2 (3000 tr/mn rotor, 9000 tr/mn arbre).
- Licence acquise par CURTISS-WRIGHT (USA) pour 10.500.000 F qui la cédera ensuite à
EVINRUDE puis AMERICAN MOTOR CO.
-
Moteur Coventry Climax 1959 - Lotus 25 1962
1959 - Présentation du moteur NSU-WANKEL (10.1959).
1960 - Licence acquise par SACHS, YANMAR, MAZDA, PERKINS, KHD, DAIMLER-BENZ
(3.750.000 F) et MAN.
- Brevet d'Olivier BREDIN (F) pour un moteur à piston réversible.
- Accords préliminaires entre NSU et TOYO KOGYO (Automobiles MAZDA).
1961 - Acquisition de la licence WANKEL par MAZDA, pour 12 millions ì (07).
1962 - 1ère participation d'une voiture à turbine à Indianapolis (12).
- Brevet d'Eugène Krautz (D) pour un moteur à piston réversible.
1963 - Licence WANKEL acquise par ALFA ROMEO, ROLLS ROYCE, PORSCHE et VEB (Pour MZ et
WARTBURG).
- BRM à turbine aux 24h du Mans (Graham Hill-Richie Ginter).
- Une cinquantaine de prototypes CHRYSLER à turbine confiés à des clients pour essai.
- Exposition des premiers moteurs et du prototype MAZDA Cosmo au Salon de Tokyo (04.63);
Président Tsuneji Matsuda, directeur de la division affectée à la recherche et au développement sur le
piston rotatif Kenichi Yamamoto (Membre du directoire en 1971, directeur général 11.1984,
président en 1987).
- MERCEDES 600 (1963-1981) : V8 à 90°, bloc fonte, vilebrequin 5 paliers, culasses alliage léger, 1
ACT par culasse : 6332 cm 3 (103x95), Rv 9, 250 ch à 4000 tr/mn (5250 maxi), 51 mkg à 2800 tr/mn,
2 ACT (Chaîne), injection mécanique ; long 5m54, largeur 1m95, 2.5 t, 200 km/h.
- NSU Spider au Salon de Francfort, 1ère automobile propulsée par un moteur Wankel : monorotor
placé à l'arrière de 497.5 cm 3 , 50 ch à 6000 tr/mn, 7.5 mkg à 3000 tr/mn, carburateur horizontal Solex
18/32 HHD, deux places, bv 4, 685 kg, 150 km/h, consommation moyenne 8 l aux 100 km : 1er au
Championnat d'Allemagne des Rallyes GT toutes catégorie en 1966 (Panwitz-Strunz).
- PORSCHE 901 au salon de Francfort : flat 6 1991 cm 3 , 130 ch à 6200 tr/mn, 1000 kg : rebaptisée
911 en 1964, Peugeot ayant la propriété des appellations à 0 central, 235 exemplaires en 1964.
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- Moteur PORSCHE à piston oscillant.
1964 - BLUEBIRD Proteus à turbine (Donald Campbell : moteur à turbine à gaz Bristol Siddeley Proteus
705 de 4500 ch, roues motrices, long 9.10m, 4354 kg, 690.909 km/h.
- Constitution de la COMOBIL à Genève (Association CITROEN-NSU pour l'étude d'une voiture à
moteur à piston rotatif).
- Moto HONDA 250: 6 cylindres, 250 cm 3 , 60 ch à 18.000 tr/mn.
- Formule 1 HONDA RA 271 : moteur V12 1500 cm 3 transversal, 1er victoire au GP du Mexique
1965 (Richie Ginther, dernière course de la F1 1500).
- LAMBORGHINI 305 GT : 1ère Lamborghini commercialisée, dérivée du prototype 350 GTV, V12
3464 280 ch, 260 km/h.
- MAZDA Cosmo Sport 110 S : Birotor 2x491 cm 3 , 128 ch SAE à 7000 tr/mn (100 ch DIN), 14.2
mkg à 5000, Rv 9.4, carburateur quadruple corps, transmission classique aux roues arrière, BV 5
vitesses, 960 kg, 175 km/h ; 4e au Marathon de la Route 1968.
-
Ford V8 Cosworth DFV - Honda V12 1965
1966 - BRM H16 3 litres (Formule 1) : Ingénieur Tony Rudd ; 400 ch à 10.000 tr/mn (600 ch potentiel), 8
ACT, 2 vilebrequins reliés par engrenages (L 560 l 690 h 540) ; Monté dans les châssis BRM P 83 et
P 115 et Lotus (1966 et début 1967) ; 1e GP des USA 1966 (Lotus, Jim Clark), 2e en Belgique 1967
(BRM, Jackie Stewart).
- FORD V8 Cosworth : proposition de Keith Duckworth à Ford d'un moteur 1600 F2 et d'un 3000 F1,
accord tripartite Ford-Cosworth-Lotus, Cosworth dessinant le moteur, Lotus fournissant la voiture,
- Moto HONDA 50 RC 116 : 2 cylindres (35.20 x 25.14), 2 ACT, 4 soupapes/cylindre, 14 ch à
21.000 tr/mn, 62 kg, 175 km/h ; Version RC 112 à 116, Champion du Monde 1965-1966.
- Moto HONDA 125 RC 149 : 5 cylindres (35.50x25.14), 2 ACT, 4 soupapes/cylindre, 34 ch à
20.500 tr/mn, 85 kg, 175 km/h ; Version RC 148 à 149 ; Champion du Monde 1965.
- LAMBORGHINI Miura : dessin de Bertone, V12 350 ch.
- ROVER-BRM à turbine aux 24h du Mans.
1967 - Constitution de la COMOTOR (Compagnie Européenne de Construction de Moteurs Automobiles)
à Luxembourg: Fabrication et diffusion des moteurs à piston rotatif (CITROEN-NSU) ; Licence
acquise par ISUZU, RENAULT, NISSAN, GM, TOYOTA, FORD, BSA, YAMAHA et SUZUKI.
- 1ère sortie GP Hollande du FORD Coscorth V8 DFV: Lotus 49 (400 ch, moteur porteur): Pole
position Graham Hill, victoire en course Jim Clark.
- Prototype de la MAZDA Familia Rotary au Salon de Tokyo 1967 : Coupé, essais des prototypes
MAZDA 110 S au Japon en 1966, prototype au Salon de Tokyo 1967, produite en 7.1968 (Coupé
R100 puis berline TSS) ; Moteur 10A, 2x491cm 3 , 110 ch à 7000 tr/mn, 13.8 mkg à 4000 tr/mn, carbu
Hitachi KCB 306, bv 4, 825 kg, 180 km/h ; 95.891 exemplaires de 1968 à 1973 (31.238 en 1970), 24
h de Spa 1969 et 70.
- Prototype MAZDA RX 87 (11.1967, modèle de série R 130 11.1969).
- Présentation de la NSU RO 80 au Salon de Francfort : birotor de 2x497.5 cm 3 , 6 CV, 115 ch à 5500
tr/mn, 16.7 mkg à 4500 tr/mn, boîte de vitesses semi-auto à 3 rapports, 1280 kg, Cx 0.355, 180 km/h,
0-100 12"8, 4000 mDA 20"1, 1000 mDA 33"5, consommations 60 9.8, 130 20, 160 22 l aux 100 km.
- Parnelli Jones sur PAXTON Turbocar Pratt Wittney aux 500 miles d'Indianapolis (Domine avant
d'abandonner tout près du but sur bris de suspension).
1968 - LOTUS 56 B à turbine F1 (4 roues motrices, pilote Dave Walker).
- LOTUS à turbine Pratt Wittney et 4 roues motrices au 500 miles d'Indianapolis
- PORSCHE 908 3.0 : 8 cylindres à plat 360 ch, 1er titre mondial Porsche en 1969 (remporte 6
épreuves sur 10).
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Porsche 917
1969 - Turbines interdites aux 500 miles d'indianapolis.
- Accord PEUGEOT-RENAULT pour la création de la Française de Mécanique.
- CITROEN M 35 coupé (1969-71), prototype dérivé de l'Ami 6, présenté en 10.1969, livrés à des
clients coopérant avec le Bureau d'Etudes CITROEN, plus de 30.000.000 km parcourus en 1971-72 ;
500 exemplaires prévus, 267 livrés ; monorotor, 497.5 cm 3/ (6 CV), Rv 9 (essence normale), 49 ch à
5500 tr/mn, 7 mkg à 2745 tr/mn, double allumage, carburateur horizontal SOLEX 18/32 HHD,
traction avant, boîte 4, suspension hydropneumatique, 815 kg, 144 km/h, 0-400 m 20"7, 0-1000 m
39", 0-100 km/h 19", consommation DIN 9.68 l à 108 km/h de moyenne.
- DINO 246 GT : 1ère Ferrari de production à moteur central, V6 2.4 4 ACT 195 ch, châssis tubulaire
et carrosserie acier, 1255 kg, 228 km/h. version 246 GTS, 4.000 exemplaires de 1967 à 1974.
- MAZDA Luce Rotary R 130 : Coupé à traction avant, dérivé du prototype RX 87 de 1967.
- MERCEDES C 111 Wankel : moteur central ; 15 voitures construites de 1970 à 1973 (6 trirotors
280 ch, 6 quadrirotors 350 ch dont une transformée en Diesel et 2 Diesel dont une transformée en
V8); 3 rotors de 600 cm 3 , 280 ch DIN à 7000 tr/mn, 30 mkg entre 5000 et 6000 tr/mn, injection
directe, bv 5, 260 km/h, 0-100 km/h 5" ; Quadri-rotor (C 111 "34") 2400 cm 3 , 350 ch à 7000 tr/mn,
plus de 40 mkg de 4000 à 5500 tr/mn, Cx 0.325, 1240 kg, 300 km/h.
- PORSCHE 917 : flat 12 4494 cm 3 (85x66), 560 ch à 8300, 50 mkg à 6800, Rv 10.5, 800 kg ; 24
participations au Championnat du Monde des Marques de 1969 à 1971, 15 victoires (11 par l'écurie
Wyer-Gulf) ; Championne 1970-1971.
1970 - 1ère apparition de la CHEVRON B 16 MAZDA (moteur Wankel) aux 24h du Mans.
- Moto HERCULES à moteur WANKEL-SACHS au Salon de Cologne (Pas de programme de
production).
- MAZDA Capella Rotary RX 2 : Moteur 12A, 2x573 cm 3 , Rv 9.4, 130 ch SAE à 7000, 16.5 mkg à
4000 tr/mn, carburateur 4 corps, 190 km/h.
- PORSCHE 914 à moteur 4 cylindres VW 1600.
- PORSCHE 917/10 TC 6.5 Spyder Canam (917.027) : Flat 16, 5374 cm 3 (90x70.4), 755 ch à 8200
tr/mn, 73.4 mkg à 6800 tr/mn, Rv 10.5; Prise de puissance longitudinale, parallèle à l'axe du moteur ;
Jamais aligné en course (Pas de concurrence, FERRARI n'engageant pas de 512 d'usine en 1971).
- SACHS acquiert la licence WANKEL pour des moteurs destinés à des scooters des neiges.
1971 - Selon GENERAL MOTORS : "Dans 4 ans, 70% des voitures automobiles vendues aux Etats-Unis
seront équipées d'un moteur Wankel".
- JAGUAR type E V12.
- MAZDA Savanna RX 3 : Version à moteur rotatif de la Grand Familia, Berline et Break ; 2x491
cm 3 , Rv 9.4, 105 ch à 7000 tr/mn, 13.7 mkg à 3500 tr/mn, carburateur 4 corps, 175 km/h.
1972 - MAZDA Luce Rotary RX 4 : Berline, Coupé 190 et Break ; Moteur 12A, 2x573 cm 3 , Rv 9.4, 120
ch à 6500 tr/mn, 16 mkg à 3500 tr/mn, carburateur 4 corps, 180 km/h.
1973 - Prototype CHEVROLET Corvette 2 ou 4 rotors : Dessin Pininfarina, conception GM, gain en
volume 50%, en poids 30%, diminution des organes annexes 40%
- CITROEN GS Birotor au Salon de Francfort : moteur Comotor 624, 2x495 cm 3 (11 CV), 107 ch
DIN à 6500 tr/mn, 14 mkg à 3000 tr/mn, carbu double corps Solex 32 DDITS, post-combustion,
boîte C Matic 3 rapports (2.1/1.29/0.909, pont 12/51) et convertisseur de couple hydraulique, 1140
kg, 175 km/h, 400 mDA 18"6, 1000 mDA 34"1, consommation 12 à 20 l.
- Moto HERCULES W 2000 à moteur WANKEL au Salon de Cologne : prototype monorotor KM
914 (20 ch à 6000 tr/mn) développé par Fitchel und Sachs sous licence Wankel (Poids du bloc 28
kg).
- 240.000 moteur Wankel produit par MAZDA.
- SBARRO SBV1, coupé animé par deux groupe NSU Wankel accolés.
1974 - Moto HERCULES W 2000 à moteur WANKEL au Salon de Cologne, 1ère moto à moteur
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WANKEL : Moteur Wankel KC 24 294 cm 3 , 27 ch à 6500 tr/mn, 3 mkg à 5000 tr/mn, boîte 6
rapports, 155 kg, 140 km/h, 6.5 l aux 100 km ; diffusée également sous la marque DKW.
- Production de moteurs Wankel MAZDA descendue à 120.000 unités.
- Prototype de moto NORTON.
- La VOLVO 264 est la première voiture équipée du V6 PRV.
1975 - MAZDA Roadpacer : Berline de prestige à carrosserie Holden ; Moteur 13B, 2x654 cm 3 , 135 ch à
6000 tr/mn.
- MAZDA Cosmo Rotary RX 5 : Coupé 4 places ; Moteur 12A (2x573 cm 3 , 125 ch à 6500 tr/mn) ou
13B (2x654 cm 3 , 135 ch à 6000 tr/mn).
- Moto SUZUKI RE 5 Rotary : monorotor, 497 cm 3 , 62 ch à 6500 tr/mn, refroidissement liquide,
transmission primaire et secondaire par chaîne, boîte 5 rapports, 230 kg, 180 km/h, 400m DA en 13
sec.
- Prototype de moto VAN VEEN 1000 OCR.
1976 - AUDI 100, 5 cylindres en ligne.
- Moto BENELLI 750 SEI : 6 cylindres 747.7 cm 3 (56x50.6), Rv 9, 76 ch à 9000 tr/mn, 3 carbu
Dell'Orto 24, allumage batterie bobines (12 V 15 Ah), lubrification carter humide, démarreur
électrique et kick, transmission primaire par chaîne Morse, secondaire par chaîne, embrayage
multidisques à bain d'huile, boîte 5 rapports (12/43, 8/98, 6/99, 5/74, 4/92), pneus avant 3.50x18
arrière 4.00x18, 220 kg, 200 km/h, 6.5 l aux 100 km.
1977 - MAZDA Luce Regato, Mazda 929 L en France.
1978 - Moto HONDA 1000 CBX: 6 cylindres en ligne transversal, 100 ch.
- MAZDA Savanna RX 7, berlinette présentée au salon de San Francisco, commercialisée en 1984 :
moteur 12A, birotor, 2x654 cm 3 , 6 lumières, carter rotors en alu, carters latéraux en fonte, 2 bougies
par rotor (Allumage décalé), poids 140 kg.
- Moto VAN VEEN 1000 OCR : moteur Comotor, birotor, 996 cm 3 , Rv 9, 100 ch à 6000 tr/mn,
refroidissement liquide, boîte 4, transmission par cardan, 292 kg, 247 km/h.
- Moto YAMAHA XS 1100: 1er 4 cylindres 4 temps Yamaha.
1979 - Abandon des travaux d'AUDI-NSU sur le moteur Wankel.
- 1.000.000e MAZDA équipée d'un moteur rotatif 10.11).
- Moto NORTON NVT : birotor refroidi par air, 48 kg avec sa boîte de vitesses, prévisions 1976: 65
ch SAE à 8500 tr/mn, 200 km/h, 400 mDA 13"1.
1980 - GENERAL MOTORS GT 225 à turbine.
- MAZDA: 1.200.000 moteurs Wankel produits (11.1980).
De Lorean DMC12
1981 - DE LOREAN DMC 12 (Irlande du Nord, 1981-1982) : Moteur PRV 2.8 litres 130 ch SAE à 5 500
tr/mn, 1288 kg, 193 km/h.
1982 - VAZ 21018 à moteur Wankel 75 ch (Lada) présentée à l'occasion d'une exposition à Moscou au
cours de l'été 1982; carosserie de la VAZ 2101.
1984 - NISSAN NX-21 à turbine au Salon de Tokyo : Turbine 2 axes à gaz à éléments céramique avec
échangeur (Moteur arrière et roues arrière motrices ; 100 ch, compresseur 100.000 tr/mn, turbine
motrice 75.000 tr/mn, 1350°C maxi ; Kérosène, gazole ou autre hydrocarbure lourd.
1986 - MAZDA RX 7 Turbo au Salon d'Amsterdam : moteur 12A, 181 ch à 6500 tr/mn, turbo Hitachi,
ABS en série, 230 km/h.
1987 - BMW 750i : V12 à 60° alliage (240 kg), 4988 cm 3 (84x75), 2 ACT, 2 soupapes/cylindres, Rv 8.8,
300 ch à 5200 tr/mn (6250 maxi, rupteur), 46 mkg à 4100 tr/mn ; Boite auto 4 rapports, 250 km/h
(Limiteur), 0-100 7"4, 400 mDA 15"95, 1000 mDA 27"3.
- TOYOTA GTV à turbine : Turbine à gaz 2 arbres, 50.000 tr/mn, 150 ch, 34 mkg, 200 km/h.
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1988 - AUDI V8.
- DAIHATSU New Charade (Salon de Genève, 2.1988) : 3 cylindres 993 cm 3 , turbo 6V 85 ch, turbo
12V 101 ch (810 kg, Cx 0.32, 185 km/h, 0-100 8"2), Diesel atmo, Diesel turbo 48 ch.
1989 - Tri-rotor de série chez MAZDA.
Volkswagen VR6
1991 - AUDI Avus Quattro : Prototype non commercialisé ; W 12 (2x60°), 6000 cm 3 (84.5x88.5), Rv 10.5,
509 ch à 5800 tr/mn, 55.1 mkg à 4000 tr/mn ; Cx 0.29, 1250 kg, 340 km/h, 0-100 3".
- MERCEDES 600 SEL (03.1991) : V12 à 60° alliage/alliage, 5987 cm 3 (89x80.2), Rv 10, 408 ch à
5200 tr/mn (6000 maxi), 59.1 mkg à 3800 tr/mn, injection par 2 LH-Jetronic, 4 ACT 48S, distribution
variable (Chaîne) ; Bv auto 4, Cx 0.35 (0.735), 2190 kg ; 250 km/h (Autolimitée), 0-100 6"1, 400
mDA 14"5, 1000 mDA 25"4, 80-120 km/h 4"8, 17 l.
- Victoire de la MAZDA 787 B (moteur Wankel) aux 24 h du Mans.
- MITSUBISHI HSR III, V6 1600 cm 3 .
- VOLKSWAGEN VR6 : Etudes commencées en 1980 sur un 2 l puis un 2.2 l 4 soupapes en 1983,
V6 à 15° Dieselisable.
1993 - Contrat FSO-ROVER pour la fourniture de 16.000 moteurs Rover 1.4 16S 105 ch pour équipé les
Polonez construites à Varsovie.
- Le préparateur AMG est intégré à MERCEDES; nom attribué aux versions spéciales (1ère,
Mercedes C 360 AMG).
- PEUGEOT, turbine Agata : Turbine à gaz à hydrogène.
- TATRA 613: style de la 77 de 1934 conservé.
1992 - MAZDA HR-X au Salon de Genève : Moteur rotatif 998 cm 3 100 ch fonctionnant à l'hydrogène.
1993 - MAZDA Cosmo; coupé grand luxe birotor et trirotor turbo.
Analyse structurelle
- Problème à résoudre :
Besoin :
Produire l'énergie mécanique nécessaire au déplacement du véhicule.
Produit ou Matière d'oeuvre:
Le produit d'énergie (MOe) est emprunté au carburant transporté.
- Fonctions globales :
A Transformer l'énergie chimique latente du combustible en énergie mécanique.
B Adapter l'énergie produite aux besoins de la propulsion (Ensemble de la transmission).
- Fonction Globale A :
Transformer l'énergie chimique latente du combustible en énergie mécanique.
Données d'entrée Energie latente Air/Carburant.
W électrique basse tension.
Données de contrôle Action du conducteur :
Marche/Arrêt, commande démarreur, accélérateur.
Pression atmosphérique.
Couple résistant.
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Données de sortie W mécanique: Couple moteur, Rotation.
W thermique: Echappement, refroidissement.
W électrique basse tension.
Information sur états et bruits.
¦-
Marche/Arrêt
Pression Couple Action du ¦-
Commande démarreur
atmosphérique résistant conducteur ¦-
Accélérateur
¦ ¦ ¦
¦ Echappement
+----------------------------+ W
thermique ¦ Refroidissement
W électrique basse tension ¦ Transformer ¦----------
----------------------->
------------------------------>¦ l'énergie chimique ¦ W
mécanique Cm, �m
¦ latente du combustible ¦----------
----------------------->
¦ en énergie mécanique ¦ Info
sur état et bruits
Energie latente Air/Carburant ¦ disponible ¦----------
----------------------->
------------------------------>¦ en bout de vilebrequin ¦ W
électrique basse tension
¦ ¦----------
----------------------->
+----------------------------+
¦ Système moteur thermique et ses
annexes
+-------------------------------------
---
Energie chimique
Energie électrique
Air Filtré, dosé Filtre à air-Buse
Carburant Filtré, dosé Réservoir-Pompe d'alimentation
Filtre-Régulateur de pression
Pulvérisé Injecteur monopoint
Courant électrique BT Transformé en HT Bobine d'allumage
Courant électrique HT Synchronisé Générateur d'impulsion
Correcteurs d'avance f(n) f(P)
Distributeur
Energie thermique Mélange air-carburant
Introduit dans cylindre Distribution
Energie mécanique E thermique (Pression) Tranformée
Translation/Rotation
Comprimé Cylindre/Chambre de combustion
Piston-Système Bielle-manivelle
Volant moteur
Enflammé Bougie (Courant électrique HT)
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Piston
Système bielle-manivelle
Volant moteur
Fonctions composantes :
A1 Assurer la préparation et la quantification du mélange comburant-carburant:
Système de carburation/injection, tubulures, cylindres/chambres de combustion.
A2 Transformer l'énergie chimique du mélange combustible en énergie mécanique (Ensemble des

organes moteurs):
Enceinte thermique; Piston; Système bielle-manivelle.
Système de distribution; Système de refroidissement; Système de lubrification.
A3 Transformer l'énergie électrique en énergie mécanique assurant la mise en route du moteur:
Système de démarrage.
A4 Transformer l'énergie mécanique en énergie électrique:
Système de production d'énergie.
A5 Transformer l'énergie électrique basse tension en une énergie calorifique de déclenchement
(Haute tension):
Système d'allumage.
Commande Pression Commande Commande
Couple
accélérateur atmosph. démarreur
Marche/Arrêt résistant
--------------+ +-------- +---------- +---------
-- +---------
¦ ¦ ¦ C.� +------------------¦
¦
¦ ¦ ¦ +------------¦------------------¦---------
------------¦---+
¦ ¦ ¦ ¦ +-------------------+ ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦A4 Transformer ¦ ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦l'énergie mécanique¦ ¦
¦ ¦ W électrique BT
¦ ¦ ¦ +->¦ en ¦--------¦---------
------------¦---¦----------------->
¦ ¦ ¦ ¦énergie électrique ¦ ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ basse tension ¦ ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ +-------------------+ ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦Système de production ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ d'énergie électrique ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦ +--------------------- ¦
¦ ¦
¦ ¦ +-------------------+ ¦
¦ ¦
¦ ¦ ¦A3 Transformer ¦ ¦
¦ ¦
W électrique ¦ ¦ ¦l'énergie mécanique¦ ¦ +-
------------¦-+ ¦
---------------¦-¦->¦ en ¦----+ ¦ ¦
¦ ¦ ¦
basse tension ¦ ¦ ¦ énergie mécanique ¦ ¦ +---------------
-----+ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ +-------------------+ ¦ ¦A5 Transformer
¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦Système de démarrage ¦ ¦l'énergie
electrique¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ +-------------------- ¦ W élec ¦ basse tension
en ¦----+ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ------>¦énergie
calorifique¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ de
déclenchement ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
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¦ ¦ ¦ +---------------
-----+ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦Système
d'allumage ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ +------------
------ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ Energie ponctuelle de
déclenchemt¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ Information ¦ +---------
----------+ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ état de fonctionnement ¦ ¦ +----
------------+ ¦ ¦
¦ ¦ +-----------------------¦---------------¦----¦----
--------------¦ ¦C.�
¦ ¦ ¦ ¦ +------------------
-+ ¦ ¦
+-------------------+ ¦ ¦A2
¦------------+ ¦
W chimique ¦A1 Préparer ¦ +----->¦ Transformer
¦--------------+ W mécanique Cm�m
------------->¦ le mélange ¦---------------->¦ l'énergie
chimique¦-------------------------------->
Air/Carburant¦ combustible ¦ ¦ du mélange en
¦-------------------------------->
+-------------------+ ¦ énergie mécanique
¦ W therm. Echappmt/Refroidissmt
¦Système de carburation ¦
¦-------------------------------->
+---------------------- +------------------
-+ Info Fonctionnemt Etats/Bruits
¦Système
moteur
+-------------
-
- Fonction composante A1
Assurer la préparation et la quantification du mélange comburant-carburant (Cas d'un moteur à
essence).
Contraintes sur le produit, critères d'état:
Dans la plage de fonctionnement du moteur, critères variables en fonction de l'exploitation
envisagée (Ou imposée):
CRITERES JUSTIFICATION
Dosage air/carburant variable de 1/5 à 1/18
en fonction des contraintes d'utilisation
Quantification massique du mélange
introduit par cycle et par cylindre
- Pollution minimale
- Puissance variable de zéro à la valeur maximale
- Rendement maximal
- Pollution minimale
- Puissance et fréquence de rotation variable
Homogénéïsation des constituants Rendement maximal et pollution minimale
Produit en sortie.
Mélange air-carburant dosé, quantifié et homogénéïsé.
Matière d'oeuvre.
Air ambiant.
Carburant contenu dans le réservoir embarqué.
Données d'entrée:
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Air ambiant non filtré, à pression atmosphérique, à température ambiante.
Combustible liquide, statique dans le réservoir, à pression atmosphérique, non filtré
(Renouvelable périodiquement).
Données de pilotage:
Relations avec le conducteur : Marche ou arrêt, démarrage, action sur l'accélérateur (position du
papillon des gaz - Régime de rotation moteur - Pression dans la tubulure d'admission).
Commande éventuelle de départ à froid (sonde température moteur).
Pression atmosphérique.
Température d'air admis.
Pression de tarage de référence de régulation de pression de carburant.
Pression de tarage de référence d'injection de carburant.
- Solution injection monopoint
Inventaire des flux échangés :
Entrées
Energie Electrique Batterie (Tension-Intensité continue).
Chimique Pouvoir calorifique du carburant.
Matière d'oeuvre Carburant Liquide, statique dans le réservoir,
à pression atmosphérique, à température ambiante,
non filtré.
Air ambiant A pression atmosphérique, à température ambiante,
non filtré.
Informationnel Electrique Tension batterie.
Ordre Marche/Arrêt.
Régime moteur.
Position vilebrequin.
Sonde à oxygène.
Pneumatique Pression atmosphérique de référence.
Pression dans la tubulure d'admission.
Calorifique Température d'air admis.
Température d'eau moteur.
Sorties
Mécanique Position papillon des gaz
Energie Hydraulique Débit-pression en sortie d'injecteur.
Chimique Pouvoir calorifique du carburant.
Matière d'oeuvre Mélange Air/Carburant Masse déterminée,
pulvérisée en amont de chaque soupape d'admission.
Informationnel Electrique Connecteur test injection/allumage.
Visuel Indicateur de niveau de carburant.
Voyant alerte test injection/allumage.
Sonore Bruit des injecteurs.
Bruit de fonctionnement pompe à carburant.
ENTREE ou INITIAL SORTIE ou FINAL
Type de flux Caract. flux Critères-Etats Caract. flux. Critères-Etat
Energie
Electrique U batterie
I continu
Hydraulique Débit-Pression
injecteur
Chimique Pci carburant Chimique Pci carburant
Matière Fluide Carburant liquide statique
à P. Atmosphérique
T. Air ambiant non filtré
à P. Atmosphérique
et T. Air ambiant
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Fluide Masse Air/Carburant
déterminée
pulvérisée en amont des
soupapes d'admission

Information
Electrique U Batterie
Ordre M/A
Régime moteur
Position vilebrequin
Top allumage
Position papillon
Sonde Oxygéne
Pneumatique P. Air admis
P. Atmosphérique
Calorifique T. Eau moteur
T. Air admis
Electrique Prise diagnostic
Visuelle Niveau carburant
Voyant test IA
Sonore Bruit d'injecteur
Bruit de fonctionnement
de pompe
- A1 Assurer la préparation et la quantification du mélange comburant-carburant.
+Fréquence de rotation
Paramètres moteur ¦Top
allumage d�/dt
Action sur ¦
+Température eau moteur
accélérateur ¦ Paramètres Air
admis -Pression tubulure
Contact ¦ Sonde ¦ ¦ U
Batterie +Température
Marche/Arrêt ¦ Oxygène ¦ ¦ ¦
Pression atmosphérique
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦
+---------------------------------------
--------+ Mélange Air/Carburant
W électrique U Bat/I continu ¦
¦ Quantifié/Dosé/Pulvérisé
------------------------------>¦ Réaliser
¦ E chimique Pci
Air ¦ la quantification
¦--------------------------->
Pr Atmo/T° Ambiant/Non filtré¦ et le dosage
¦ Commande allumage
------------------------------>¦ du mélange air/carburant
¦--------------------------->
Carburant liquide ¦ conforme aux exigences
¦ Autodiagnostic
Pr Atmo/T° Ambiant/Non filtré¦ du constructeur
¦--------------------------->
E chimique Pouvoir calorif. ¦ et du conducteur
¦ Bruits injecteurs/pompe
------------------------------>¦
¦--------------------------->
+---------------------------------------
--------+
¦ Système d'injection
+--------------------
- Fonction A1 - Assurer la préparation et la quantification du mélange comburant-carburant.
Fonctions composantes :
A11 Saisir les données des différents capteurs et gérer les énergies :
tension batterie d'accumulateurs,
contact Marche/Arrêt,
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capteur de vitesse moteur (Régime/Position vilebrequin),
pression atmosphérique,
capteur de pression de tubulure d'admission,
sonde de température d'air admis,
sonde de température d'eau moteur,
boîtier contacteurs de papillon (Ralenti-Pleine charge),
sonde à oxygène.
A12 Traiter les information :
calculateur.
A13 Quantifier la masse admise :
circuit de carburant (Réservoir-Pompe-Filtre-Régulateur),
circuit d'air (Filtre-Buse-Papillon des gaz-Vanne de régulation ralenti),
injecteur-Tubulure.
Boîtier contacteurs de papillon Capteur de pression de tubulure
d'admission
-------------------------------++--------------------------------------
----
Capteur de vitesse moteur ¦¦ Sonde de température d'air admis
-------------------------+¦¦+--------------------------------
Pression atmosphérique ¦¦¦¦ Sonde de température d'eau moteur
----------------------+¦¦¦¦+--------------------------------
Sonde à oxygène ¦¦¦¦¦¦
---------------+¦¦¦¦¦¦ Tension batterie
Position papillon gaz
¦¦¦¦¦¦¦ +----------------
+----------------------
+-+++++-+ ¦ Contact Marche/Arrêt
¦ Pression Atmosphérique
¦¦¦¦¦¦¦ ¦ +--------------------
¦+----------------------
+-----------------+ ¦ ¦
¦¦
¦A11 ¦ ¦ ¦
¦¦
¦ ¦ ¦ ¦
¦¦
¦ Saisir ¦-+dp ¦ ¦
¦¦
+->¦ les données ¦ ¦Pt ¦ ¦
¦¦
¦ ¦ ¦ ¦wm +----------------+
¦¦ Autodiagnostic
¦ ¦ ¦ ¦top ¦A12 ¦--------
----------¦¦---------------------->
¦ ¦ ¦ ¦T°a ¦ Traiter ¦
¦¦ Commande allumage
¦ +-----------------+ ¦T°m ¦les informations¦--------
----------¦¦---------------------->
¦ ¦Capteurs ¦O2 ¦ Gérer ¦Consigne
Mess/cyl ¦¦
¦ +-------- +------>¦ les énergies ¦--------
--------+ ¦¦
¦ ¦ de commande ¦Ordre
pompe ¦ ¦¦
+----------------------------->¦ ¦--------
-------+¦ ¦¦
¦ ¦ ¦Com V
ralenti ¦¦ ¦¦
¦ ¦ ¦--------
------+¦¦ ¦¦
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¦ +----------------+
¦¦¦ ¦¦
¦ ¦Calculateur
¦¦¦ ¦¦
W électrique BT ¦ +----------- +--
---------------+
---------------------¦
¦A13 Quantifier ¦ Mélange
Air +--------------------------------------------->¦
la masse admise ¦ air/Carburant
------------------------------------------------------------------->¦
Réaliser ¦------------------>
Carburant ¦
le mélange ¦ Bruits
------------------------------------------------------------------->¦
air/carburant ¦------------------>
+--
---------------+
¦Partie opérative
+----------------
- Fonction A11 - Saisir les données des différents capteurs et gérer les énergies
Régime rotation moteur
----------------------+
Position papillon des gaz ¦
-------------------------+¦
Sonde à oxygène ¦¦ Contact Marche/Arrêt
---------------+¦¦ +--------------------
Température d'eau moteur ¦¦¦ ¦ Tension batterie
------------------------+¦¦¦ ¦+-----------------
Température d'air admis ¦¦¦¦ ¦¦
--------------------+¦¦¦¦ ¦¦
¦¦¦¦¦ ¦¦
¦¦¦¦¦ ¦¦
+----------------+ Consigne Masse
essence à injecter (4 fois/cycle)
¦A12 ¦------------------------------
---------------------------------->
électrique BT ¦ ¦
Commande moteur régulateur de ralenti
--------------------->¦ ¦------------------------------
---------------------------------->
¦ ¦ ¦
Commande coupure avance à dépression
¦ ¦ Traiter ¦------------------------------
---------------------------------->
¦ ¦les informations¦
Commande recyclage vapeurs réservoir
¦ ¦ ¦------------------------------
---------------------------------->
¦ ¦ Gérer ¦
Autodiagnostic
¦ ¦ les énergies ¦- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -
- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -->
¦ ¦ de commande ¦
Infos tableau de bord
¦ ¦ ¦- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -
- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -->
¦ ¦ ¦
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Commande compresseur de réfrigération
¦ ¦ ¦- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -
- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -->
¦ ¦ ¦ Gestion
de la boîte de vitesses automatique
¦ ¦ ¦- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -
- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -->
¦ ¦ ¦ Ordre pompe
¦ ¦ ¦------------------------+
¦ +----------------+ ¦
¦ ¦Calculateur +-----------
+
¦ +----------- ¦A122
¦
¦ ¦ Commander
¦ Commande pompe à carburant
+------------------------------------------------->¦ la pompe
¦--------------------------------->
¦à
carburant¦
+-----------
+
¦Relais
+------
- Fonction A12 - Traiter les information : Calculateur.
Régime rotation moteur Température d'eau moteur
----------------------+ +-----------------------------------
--------
Position papillon des gaz ¦ ¦ Température d'air admis
-------------------------+ ¦ ¦ +--------------------------------
Sonde à oxygène ¦ ¦ ¦ ¦
---------------+ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------------------+ Position papillon
dp
¦A11 ¦------------------
------------
¦ ¦ Pression Tubulure
Pt
¦ ¦------------------
------------
¦ ¦ Régime moteur
wm
¦ Saisir ¦------------------
------------
W électrique BT ¦ les données ¦ Top allumage
top
--------------------->¦ ¦------------------
------------
¦ ¦ T°C air admis
T°a
¦ ¦------------------
------------
¦ ¦ T°C eau moteur
T°m
¦ ¦------------------
------------
¦ ¦ Info O2
O2
¦ ¦------------------
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------------
+-----------------------------+
¦ Capteurs
+---------
- Fonction A13 - Quantifier la masse admise et réaliser le mélange air/carburant.
Fonctions composantes :
A131 Retenir les impuretés : filtre à carburant.
A132 Conditionner la masse de carburant : pompe à carburant, régulateur.
A133 Retenir les impuretés : filtre à air.
A134 Quantifier la masse d'air : corps d'injection (Buse-Papillon des gaz).
A135 Régulariser le fonctionnement au ralenti : vanne de ralenti.
A136 Mélanger l'air et le carburant : injecteur + tubulure.
Ordre commande pompe Commande vanne
ralenti
-------------------+ Pression +-------------------
-- Consigne
Pression tubulure admission ¦ atmosphérique ¦ Position
papillon des gaz masse essence
--------------------------+ ¦ +------------ ¦ ---------------
---------+ +-------------
¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦
+-------------+ ¦ +------------+ ¦
¦ ¦
Carburant ¦A131 ¦ ¦ ¦A132 ¦ ¦
¦ ¦ Bruits
---------->¦ Retenir ¦--¦--->¦Conditionner¦----¦-------------------
---------¦--¦--------------------->
¦les impuretés¦ ¦ +->¦ la masse ¦----¦-------------------
-+ ¦ ¦
+-------------+ ¦ ¦ ¦de carburant¦ ¦
¦ ¦ ¦
¦Filtre ¦ ¦ +------------+ ¦
¦ ¦ ¦
¦ à carburant ¦ ¦ ¦Pompe carburant ¦
¦ ¦ ¦
+------------ ¦ ¦ ¦Régulateur ¦
¦ ¦ ¦
W électrique BT ¦ ¦ +-------------- ¦
¦ ¦ ¦
----------------------------¦----------------------¦----------------+
¦ ¦ ¦
¦ ¦ +-----------------+ ¦
¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦A135 ¦ ¦
¦ ¦ ¦
¦ +->¦ Régulariser ¦---------+ ¦
¦ ¦ ¦ T°C Air admis
¦ ¦le fonctionnement¦ +-----¦--¦--
-¦-------¦--¦--------------------->
+-----¦------->¦ au ralenti ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ Pression tubulure
¦ ¦ +-----------------+ ¦ +---¦--¦--
-¦-------¦--¦--------------------->
¦ ¦ ¦Vanne de ralenti ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦
¦ ¦ +---------------- ¦ ¦ ¦ ¦
¦ +------------+ Mélange
+-------------+ ¦ +--------------+ ¦ ¦ ¦ ¦
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+--->¦A136 ¦ Air/Carburant
Air ¦A133 ¦-+ ¦A134 ¦->--------------+ ¦ ¦ +--
----->¦ Mélanger ¦-------------->
----->¦ Retenir ¦----->¦ Quantifier ¦->----------------+ +-----
----->¦ l'air et ¦ Bruits
¦les impuretés¦ ¦la masse d'air¦----------------------------
----->¦le carburant¦-------------->
+-------------+ +--------------+ Air quantifié et
filtré +------------+
¦Filtre à air ¦Corps d'injection
¦Injecteur + tubulure
+------------ +------------------
+--------------------
- Fonction A131 - Retenir les impuretés
- Fonction A132 - Conditionner la masse de carburant
- Fonction A133 - Retenir les impuretés
- Fonction A134 - Quantifier la masse d'air
- Fonction A135 - Régulariser le fonctionnement au ralenti
- Fonction A136 - Mélanger l'air et le carburant
Les cycles des machines thermiques
Notions de thermodynamique
(Charles Bory, PUF 1974)
En règle générale une machine thermique est constituée par un appareillage mécanique
transmettant à l’extérieur le travail qu’il reçoit d’un fluide. Celui-ci évolue dans la machine et
revient périodiquement à son état initial après avoir échangé de la chaleur avec les sources. Dans
la machine à vapeur par exemple l’eau liquide est vaporisée à température élevée dans la
chaudière, puis ramenée à l’état liquide à température plus basse dans le condenseur (à moins que,
comme dans les locomotives, l’échappement se fasse dans l’atmosphère, la condensation a lieu
alors hors de la machine, celle-ci utilise à chaque fois une quantité d'eau nouvelle mais qui, en fin
de compte, n’en retrouve pas moins son état initial).
La partie mécanique présente évidemment un grand intérêt pour l’ingénieur qui fait un projet de
machine, mais elle est accessoire du point de vue thermodynamique, si bien que nous appellerons
cycle de la machine celui que parcourt son fluide.
Les cycles utilisables, comme ceux effectivement utilisés, sont nombreux, nous nous bornerons à
une brève étude des trois cycles suivants.
Le cycle de Carnot
Le cycle de Carnot est celui de la machine dans laquelle les échanges de chaleur se font
uniquement avec deux sources aux températures fixes T1 et T2. Il comprend donc deux
transformations isothermes au cours desquelles la chaleur échangée avec chacune des deux
sources, et deux transformations amenant le fluide de l’une à l’autre des températures d’échanges;
ces deux dernières transformations sont nécessairement adiabatiques puisque le fluide s’y trouve
constamment à des températures intermédiaires entre T1 et T2.
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La figure représente le cycle de Carnet d'un gaz en coordonnées de Clapeyron, c'est-à-dire avec
pour paramètres d'états la pression et le volume.
Pour un gaz parfait, les deux isothermes AD et CD sont des arcs des hyperboles pv = RT1, et pv =
RT2.
Les adiabatiques BC et DA ont pour équation pv γ = Cte.
Ayant parcouru le trajet ABC, la compression isotherme CD doit s'arrêter au point D qui se trouve
sur l'adiabatique passant par A ; de même B et C sont sur une même adiabatique.
Ces deux conditions s'expriment en coordonnées volume-température en faisant appel à la formule
on a
Lorsqu'une molécule-gramme du gaz parcourt un cycle :
- le long de AB elle reçoit la chaleur : Q1 = RT1 Log vB / vA ;
- le long de DC elle cède la chaleur : Q2 = RT2 Log vC / vD,
ceci selon la formule
Or de l'égalité (a) on déduit par permutation des extrêmes et des moyens vB / vA = vC / vD,
si bien que Q1 / T1 = Q2 / T2 et, par suite, T = (Q1 - Q2) / Q1 = 1 — T2 / T1.
L'étude du mécanisme de la production du travail dans un cycle de Carnet portant sur un gaz
parfait conduit donc à la valeur du rendement établie par les considérations générales du
paragraphe précédent : les propriétés spécifiques des gaz parfaits se coordonnent pour qu'il en soit
ainsi, il en serait de même pour toute autre substance.
Le cycle de Rankine
C'est celui de la machine à vapeur primitive, la figure suivante le représentant en diagramme de
Clapeyron.
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L'eau, prise à l'état liquide dans le condenseur qui est la source froide, à la température T2 et sous
la pression P2 qui y règnent, est simultanément échauffée et mise en pression de façon à être
amenée aux conditions P1 et T1 de la chaudière.
Cette opération se fait suivant des modalités variables d'une machine à l'autre, mais les
augmentations de la pression et de la température portant sur un liquide n'entraînent qu'une
variation négligeable du volume, pratiquement on parcourt sur le diagramme la parallèle AB à
l'axe des pressions.
De B en C, la vaporisation se produit sous pression et température constante, ce temps correspond
à l'admission de la vapeur sur une fraction de la course du piston.
Entre C et D la vapeur se détend adiabatiquement, sa température diminue jusqu'à atteindre, on
principe, celle du condenseur; où elle est envoyée ensuite pour reprendre l'état liquide suivant DA.
Il y a absorption d'une quantité de chaleur Q1 le long de ABC et restitution de Q2 au condenseur
suivant DA, le rendement est :
r = ( Q1 — Q2) / Q 1
puisque la chaleur coûteuse est Q1 ; on le calcule à partir des propriétés calorimétriques de l'eau.
Les machines à vapeur modernes travaillent sur des cycles beaucoup plus compliqués, on
particulier la vapeur est toujours surchauffée. Enfin, il faut éviter de croire que c'est un engin
démodé, les centrales électriques thermiques classiques sont équipées de turbines à vapeur, et il on
est de même des centrales nucléaires, existantes et en projets.
Le cycle Beau de Rochas
Il schématise l'évolution des gaz dans les moteurs à explosions.
Il se compose de deux transformations à volume constant AD et CD, réunis par les adiabatiques
BC et DA.
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Nous supposerons que l'évolution porte sur un gaz parfait.
Le long de AB, le gaz, dont la pression augmente on raison de l'élévation de la température, reçoit
la quantité de chaleur Q1 = Cv (TB — TA) ;
le long de CD il y a refroidissement avec diminution de pression et perte de la quantité de chaleur
Q2 = = Cv (TC — TD).
Définissant toujours le rendement à partir de la quantité de chaleur coûteuse dépensée, ici Q1, on
a :
car, d'après la formule
on a
Le rendement dépend uniquement du rapport de compression ρ = v1 / v0, et un peu de la nature du
gaz qui évolue en raison de l'intervention du rapport des chaleurs spécifiques.
En adoptant le γ des gaz diatomiques, soit 1,4, et pour un rapport de compression ρ = 7, ordre de
grandeur de ce qui est réalisé dans les moteurs d'autos, le rendement est : r = 0,54.
Il peut paraître scabreux d'assimiler à un gaz parfait le mélange complexe on réaction chimique
qui évolue dans le cylindre d'un moteur à explosions. En fait, à discuter la question de plus près on
s'aperçoit que cette assimilation est très acceptable, la raison fondamentale étant que l'air, toujours
admis on notable excès, est composé pour ses 4/5 du gaz chlmiquement inerte qu'est l'azote.
Les machines frigorifiques
Le refroidissement ne pose aucun problème lorsqu'on dispose d'une source de chaleur à
température inférieure à celle du corps que l'on veut refroidir. Le problème des machines
frigorifiques est, au contraire, de prendre de la chaleur à un corps pour l'évacuer sur un corps à
température plus élevée.
Les réfrigérateurs par exemple prennent de la chaleur en leur intérieur, à une température voisine
de zéro degré, et la dissipent dans l'air ambiant à des températures de l'ordre de 20 à 30°C.
Cette opération demande une dépense de travail.
En effet l'entropie S2 = Q2 / T2 prise à la source froide doit être, après un cycle pour l'agent qui
évolue, rendue entièrement à la source chaude qui de ce fait reçoit une quantité de chaleur Q1 telle
que Q1 = T1 . S2, d'où :
La quantité de chaleur supplémentaire q que reçoit la source chaude ne peut provenir que du
travail reçu par l'agent au cours du cycle.
Pour un fonctionnement irréversible, à une même quantité de chaleur (donc d'entropie) reçue de la
source froide, correspond une entropie Q'1 / T1 rendue à la source chaude plus grande que Q1 / T1,
d'où Q'1 > Q1 et par conséquent q' = (Q'1 — Q22) > q.
Pour extraire le même nombre de calories il faut dépenser plus de travail. Le refroidissement (1)
ne peut donc s'effectuer que moyennant la dépense d'un travail au moins égal à un minimum qui
ne dépend que de la température des deux sources.
(1)Le terme de refroidissement est ici un peu Impropre car il s'agit, en définitive, de maintenir une
température basse, mais on comprend ce que nous voulons dire.
Proposons-nous par exemple de prendre de la chaleur dans une armoire frigorifique à 0°C, soit
2730 K, et de la déverser dans l'air ambiant à 3000 K, on a q = Q2 . 0,099 soit à peu près q = Q2 /
10
Pour extraire une calorie, il faut dépenser au minimum un travail de 1/10 de calorie soit 0,42
joule. Aucun appareillage ne peut nous rendre ce service à moindre prix.
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Le cycle à deux sources que nous venons d'étudier est évidemment un cycle de Carnot parcouru à
l'envers. Il va de soi qu'à chaque cycle de machine thermique correspond un cycle de machine
frigorifique. Dans la plupart de celles-ci le refroidissement est obtenu par évaporation d'une
substance liquide (gaz sulfureux, ammoniaque, Fréon, etc.), dont on condense la vapeur.
Ensuite, leurs cycles s'apparentent au cycle de Rankine.
Dans les appareils frigorifiques dits "à compression" le travail équivalant à q est fourni
directement par un moteur.
Dans les appareils ménagers "à absorption", on fournit non du travail mais de la chaleur à
température élevée qui, pouvant subir une chute de température, représente une valeur en travail :
on ne dépense pas effectivement du travail mais on sacrifie le travail qui pourrait être obtenu à la
faveur de la chute de température de la chaleur dépensée.
La chaleur à température élevée des réfrigérateurs à absorption s'obtient par chauffage électrique
ou par une combustion : gaz, butane, pétrole, etc. ; le résultat est assez paradoxal de chauffer
l'appareil pour avoir du froid.
Le moteur
Notes
- Numérotation des moteurs (NF-R 11.02, 6.1978):
Observateur regardant face à la sortie de l'arbre d'entraînement côté accouplement), définissant
ainsi le côté gauche et le côté droit, demi-plan de référence (p) constitué par le demi-plan
horizontal passant par l'axe d'entraînement et situé à gauche de l'observateur.
Cylindres en ligne : n°1 le plus proche de l'observateur.
Cylindres en étoile n°1 à partir de celui qui rencontré le premier par demi-plan de référence, n
étant le nombre de cylindres de la première ligne.
Exemples :
V12 W12 10 étoile
1-6 7-12 1-4 5-8 9-12 2 3 4
\ / \ ¦ / 1. \ . / .5
(+) (+) (+)
10. / . \ .6
9 8 7
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