Automobile

Ce fut en 1862 que l’ingénieur français, Beau de Rochas, eut l’idée magnifique du cycle à quatre temps dans les moteurs à explosions. Malheureusement, il ne put réaliser le moteur appliquant son principe ; ce fut un Allemand, Otto, qui le construisit en 1875. Les brevets pris par Otto conduisirent, en 1879, l’Anglais Eberts à l’idée du moteur à deux temps. Mais celui-ci possède un rendement médiocre, nettement inférieur au quatre-temps, le balayage des gaz brûlés devant s’effectuer avec le mélange frais essence-air. Il s’ensuit une consommation relativement élevée. Le deux-temps n’est guère utilisé que dans les petits moteurs monocylindriques de motocyclette, dont on exige surtout de la régularité et de la légèreté. Cependant, le deux-temps a connu un regain de faveur avec les moteurs Diesel à huile lourde.

Nous savons qu’on appelle cycle la suite des évolutions du mélange gazeux, et les temps désignent les courses nécessaires pour l’effectuer. C’est ainsi que, dans le cycle quatre temps Beau de Rochas, on se trouve en présence de quatre courses consécutives du piston : deux descentes et deux montées. Premier temps : aspiration. Le piston, en descendant, crée au-dessus de lui un vide partiel ou dépression et il suffit de lever la soupape d’admission pour que le mélange carburé soit aspiré. Le volume de gaz, qui pénètre dans le cylindre durant le déplacement du piston, s’appelle cylindrée. Deuxième temps : après avoir atteint le point mort bas, le piston remonte et, pour qu’il ne refoule pas dans l’atmosphère le gaz venant d’être aspiré, la soupape d’admission se referme. Dès ce moment, le mélange enfermé dans le cylindre se trouve comprimé. C’est la compression. Lorsque le piston atteint le point mort haut, l’étincelle jaillit à la bougie, et le mélange s’allume. Dans le moteur à essence, la combustion est si rapide qu’on peut l’assimiler à une explosion. Les gaz se détendent en poussant le piston ; c’est le troisième temps, appelé moteur en utile. Enfin, quatrième temps, le piston remonte, chassant devant lui les gaz brûlés jusqu’à ce qu’il ait atteint à nouveau le point mort haut Durant cette période, la soupape d’échappement se lève pour l’évacuation du résidu de la combustion dans l’atmosphère. Ainsi ce cycle comporte une seule course motrice, et sa réalisation demande deux tours du vilebrequin, tandis que, durant le même temps, les soupapes ne se mettent en mouvement qu’une fois. C’est pour cela que le pignon du vilebrequin, commandant l’arbre à cames, comporte deux fois moins de dents que le pignon claveté sur ce dernier.

Théoriquement, nous avons vu que les soupapes entrent en action : au point mort haut, pour la soupape d’admission et au début du premier temps dit admission, et pour la soupape d’échappement au point mort bas et au début du quatrième temps que nous avons appelé échappement. De même, nous avons supposé que l’étincelle aux bougies jaillissait à l’instant précis où le piston atteint le point mort haut, à la fin du temps de compression. Dans la pratique, les moteurs d’automobile tournent si vite (avec un régime de 3.000 tours-minute, la durée d’un tour est de 1/50 de seconde) que les temps d’admission, allumage, échappement, ne peuvent s’accomplir intégralement Le remplissage du cylindre est incomplet, la combustion trop lente, l’échappement insuffisant. On a donc été poussé à faire varier, par un réglage approprié des cames (d’ailleurs au détriment de la détente et de la compression), la durée de ces temps. C’est ainsi que, pour l’admission, on retarde la fermeture de la soupape après le point mort bas, en empiétant sur la compression. C’est le retard à la fermeture à l’admission. Il peut être important : 40 à 45 degrés si l’on mesure angulairement au volant, 10 a 12 millimètres si l’on opère sur la course du piston.

Quant à l’échappement, c’est sur la détente que l’on rogne, en donnant de l’avance à l’ouverture, la soupape d’échappement se levant avant d’avoir atteint (dans les environs des mêmes proportions que ci-dessus) le point mort bas. Pour l’allumage, l’étincelle est provoquée avant le point mort haut ; on agit pour cela sur le calage de l’appareil générateur : magnéto ou delco. Cette avance permet que la pression, due à l’explosion soit maximum peu après que le piston a atteint le point mort haut. Toutes ces modifications sont fonction d’une multitude de facteurs : forme de la chambre d’explosions, taux de compression, vitesse de rotation, etc. On ne peut donc les prévoir par le calcul. Elles font l’objet d’une mise au point au cours des essais du moteur.

Les constructeurs indiquent, dans leur notice d’entretien, les différents réglages. Jadis, au temps ou la boîte était séparée du moteur, on trouvait ces repères sur le volant, celui-ci étant de ce fait d’un accès facile. Le réglage linéaire est le plus souvent employé. Il donne la distance du dessus du piston à l’un des points morts. En général, la fermeture de l’admission F. A. et l’ouverture de l’échappement O. E. sont seules portées et ce, par rapport au point mort bas. Les cames, actionnant les soupapes, sont montés fixes sur l’arbre à cames. Il suffit donc de vérifier la position d’une seule came, soit à l’ouverture, soit à la fermeture, pour que les autres se trouvent automatiquement à leur place respective.

Pour opérer, les constructeurs ménagent un orifice sur le premier ou dernier cylindre. Une petite vis à tête six pans en assure la fermeture. Cet accès au cylindre est supprimé lorsque le trou des bougies se trouve au droit des pistons. À l’aide d’une tige d’acier, ou pige, reposant sur le piston, on suit, extérieurement, les déplacements de celui-ci. Un aide tourne le moteur. On détermine le temps d’aspiration, en observant les soupapes correspondant au cylindre : l’aspiration commençant à l’instant où l’une des soupapes d’échappement vient se reposer sur son siège, cependant que simultanément l’autre, l’admission, se met en mouvement. On amène ensuite le piston à son point mort bas sur ce temps d’admission. On fait un repère sur la pige. Connaissant le retard à la fermeture à l’admission F. A., 10 millimètres par exemple, on continue à tourner le moteur jusqu’à ce que le piston remonte de cette distance. À ce moment, la soupape d’admission doit être à nouveau sur son siège et le jeu commence à apparaître au poussoir. Si ce résultat n’était pas obtenu, il y aurait lieu de désengrener la roue et le pignon sans toucher au vilebrequin. On tournerait l’arbre à came jusqu’à ce que le jeu, au poussoir observé, commence à se faire jour.

Des repères existent souvent sur ces engrenages. Cela simplifie les choses. Avant démontage, il sera prudent de bien les vérifier et, au besoin, s’ils font défaut, de les graver à l’aide de chiffre ou d’un pointeau.

Dans l’ignorance de toutes données du constructeur et de repères, on pourra obtenir un calage approximatif en plaçant l’ouverture de l’admission O. A. et la fermeture de l’échappement F. E., qui se suivent toujours, de part et d’autre du point mort haut ; l’une avant, l’autre après. Ce chevauchement inexistant ou très faible sur les moteurs anciens, est pratiquement négligeable, quelques degrés ou dixièmes de millimètre.

Le profil adopté pour la construction courante des vilebrequins de quatre cylindres ne permet que deux sortes de suite d’allumage. On a : 1-3-4-2 ou 1-2-4-3, si l’on numérote les cylindres à partir de l’avant du moteur. La première combinaison seule est choisie. Elle permet de donner aux tubulures d’arrivée des gaz une forme telle que l’admission devient régulière, 3-4, puis 2-1, sans renversement de courant gazeux. Les fils de bougies, repérés sur le distributeur de la magnéto ou du delco, alimenteront les cylindres en suivant l’ordre 1-3-4-2. Au même instant où la came du rupteur occasionnera la rupture, l’étincelle jaillira au cylindre. Le calage du rupteur de la magnéto ou du delco consistera à agir sur l’entraîneur, de façon que l’avance à l’allumage soit assurée au point choisi, quelques millimètres avant le point mort haut en fin de compression. Notons que toute modification au point d’allumage ne nécessite pas, comme pour les autres réglages que nous avons envisagés, le démontage du moteur.

On pourra faire varier l’avance, souvent dans des proportions suffisantes, soit en agissant sur l’entraîneur ou l’inclinaison de la magnéto, soit en agissant sur le boîtier du rupteur du delco. Pour donner de l’avance à l’allumage, on fera pivoter ce boîtier dans le sens de rotation inverse de l’arbre porte-came.

Nous pensons qu’au cours de cette petite causerie, nous avons répondu à toutes les questions que nous ont posé nos lecteurs sur ce chapitre, peut-être un peu aride, mais d’une importance capitale pour nos moteurs.

G. AVANDO,

Ingénieur E. T. P.

Le Chasseur Français N°598 Avril 1940 Page 215