Le diesel

Le moteur Diesel a pris dans la construction automobile des poids lourds un rôle de premier plan. Au cours des vingt dernières années, nous l'avons vu conquérir toutes les marques spécialistes en camions, voire même en camionnettes. À quoi imputer un tel succès ? Sans nul doute à sa construction simple et robuste : pas de système d'allumage, et, surtout, au haut rendement qu'il est possible d'atteindre, joint à l'emploi de carburant lourd et bon marché, tel le gas oil. Le moteur Diesel n'est pas nouveau. Il est utilisé depuis longtemps sur les sous-marins et moteurs industriels fixes. Il se caractérise dans ce rôle par un régime lent, 400 tours-minute, et par des dimensions respectables. Avec la traction automobile, il a fallu alléger et accroître le rendement, donc le régime. La pompe à injection, en permettant l'envoi aux cylindres de plus grande quantité de combustible, a supprimé le compresseur d'hier et donné naissance au Diesel rapide. Le moteur Diesel est un moteur à combustion interne, qui utilise les huiles lourdes dérivées du pétrole et plus connues sous le nom de gas oil. Comme pour le moteur essence, il existe des Diesel à 2 temps et à 4 temps. La différence résidant surtout dans les taux de compression qui, pour le Diesel, varie de 12 à 16, tandis que pour le moteur à essence, le chiffre 7 peut être considéré comme un maximum. Les pressions en fin de compression atteignent alors 35 kilos par centimètre carré. On comprend que la température de l'air ainsi comprimée dépasse 600°. Si, à cet instant, le combustible arrive pulvérisé dans le cylindre, où règne une telle température, l'émulsion formée s'enflamme et la combustion se produit en donnant naissance à l'effort moteur. L'injection du combustible commence un peu avant l'arrivée au point mort haut du piston ; c'est l'avance à l'injection, comparable à l'avance à l'allumage des moteurs à essence.

Le Diesel 2 temps est peu répandu dans le poids lourd. Il possède, comme son cousin, le moteur à essence, les mêmes défauts et inconvénients que nous avons déjà exposés ici. Le cycle de fonctionnement du moteur Diesel 4 temps est analogue au moteur à essence. Premier temps : le piston descend et, par la soupape d'admission ouverte, de l'air pur filtré provenant de l'extérieur est aspiré. Deuxième temps : le piston remonte toutes soupapes fermées, compresse l'air à une pression considérable et, avant le point mort haut, la pompe à injection, par l'intermédiaire de l'injecteur, envoie le carburant finement pulvérisé au cylindre ; au contact de l'air qui atteint alors 500° à 600°, la combustion se produit. Troisième temps : le mélange continue à brûler pendant toute la durée de l'injection, c'est la détente ou temps moteur. Quatrième temps : le piston en remontant, soupape d'échappement ouverte, chasse les gaz brûlés.

Pour atteindre un haut rendement, il est nécessaire d'obtenir un mélange le plus intime possible du combustible (gas oil) et de l'air comprimé dans le cylindre. L'injection doit donc se faire sur une surface aussi grande que possible.

Les formes des chambres de combustion, qui varient d'un constructeur à l'autre, permettent d'établir trois types différents de moteurs. Savoir : des moteurs à injection directe, des moteurs à chambre de précombustion, des moteurs à antichambre. Dans les premiers, le combustible est injecté directement dans la chambre de combustion. Pour assurer un mélange intime, on crée un brassage ou turbulence, grâce à un dessin particulier du fond du piston (hémisphérique, conique) ou de la chambre de compression. Avec le moteur à injection directe, il est nécessaire que l'injection soit faite sous une très forte pression, atteignant parfois 400 kilogrammes au centimètre carré. Le mélange est alors intime et la combustion complète. On comprend que la construction de la pompe à injection et des injecteurs pose de sérieux problèmes. Par contre, ce type de moteurs présente l'avantage de départs instantanés à froid ; il ne nécessite pas l'emploi d'un système de réchauffage quelconque. Les plus grands noms lui sont fidèles : Berliet, Latil, Renault, Panhard, Saurer, etc.

Avec les moteurs à chambre de précombustion, on se trouve en présence d'une petite cavité communiquant avec la chambre de combustion proprement dite, par un orifice qui constitue en quelque sorte le brûleur.

On injecte dans cette cavité. L'allumage commence dans le brûleur qui est le point le plus chaud, car non refroidi ; il gagne la chambre de précombustion ou cavité, pour atteindre ensuite la chambre de combustion proprement dite ; le mode de construction permet d'injecter à des pressions relativement basses : 80 à 100 kilogrammes au centimètre carré. Ces moteurs ont un fonctionnement plus doux, des injecteurs moins fragiles, mais nécessitent pour leur mise en route un apport extérieur de chaleur. Les moteurs de la troisième catégorie comportent bien une cavité distincte de la chambre de combustion elle-même, mais celle-ci est aménagée, soit dans la culasse, soit dans le piston. L'injection se produit après le point mort haut permettant à l'air comprimé dans la cavité, ou antichambre, de s'échapper et de se répandre dans la chambre de combustion en créant une forte turbulence. Les pressions d'injection sont de l'ordre de 125 kilogrammes au centimètre carré.

Le gas oil employé dans les Diesel doit être de première qualité et débarrassé de toutes impuretés. On l'oublie trop souvent. C'est que la réalisation des injecteurs et de la pompe nécessite une précision d'ajustage de l'ordre du micron. Les impuretés ne doivent pas dépasser une telle importance. On conçoit le rôle des filtres. Ceux-ci sont le plus souvent constitués par un manchon épais de matières spéciales (tissus, aggloméré, etc.). L'alimentation de la pompe à injection demande l'emploi d'une pompe auxiliaire, ou pompe nourrice, dont le rôle est d'aspirer le gas oil au réservoir et de le refouler dans le corps de la pompe à injection. C'est sur ce dernier trajet que se trouve le filtre. La pompe d'injection alimente chacun des injecteurs placés sur les cylindres ; son but est d'assurer la pression nécessaire et de faire varier la quantité de combustible injecté — quantité réglée par la pédale d'accélérateur. La pompe d'injection a autant d'éléments qu'il y a de cylindres. Chacun de ces éléments comportent un petit piston actionné par un arbre à cames. En faisant pivoter ce piston par l'intermédiaire d'un manchon de réglage, on fait varier le débit du combustible injecté.

L'injecteur a pour mission de pulvériser le combustible sous forme de brouillard et de le projeter, à haute pression, dans la chambre de combustion. Il est constitué généralement par une aiguille pointeau qui se soulève lorsque la pression d'huile, donnée par la pompe, est suffisante. Dès qu'il y a chute de pression, un ressort de rappel applique à nouveau l'aiguille sur son siège.

Le moteur Diesel de faible cylindrée, c'est-à-dire de moins de 3 litres, est relativement peu employé en France. Citroën fut le premier à présenter un 1.700 centimètres cubes équipant les camions légers et un certain nombre de taxis. Pendant longtemps, on procéda à la mise au point et aux essais de châssis de tourisme et, quelques semaines avant la guerre, un châssis révolutionnaire de 7 CV devait être présenté. C'est que l'économie de fonctionnement est réelle avec le Diesel. Si l'on se reporte au moteur 7 CV précité, on obtient 40 CV à 3.500 tours avec un ralenti pouvant descendre à 350 tours-minute. La consommation est de 6 litres aux 100 kilomètres contre 12 litres pour un moteur à essence de même cylindrée. Si l'on tient compte de la différence de prix, essence et gas oil, on peut se rendre compte de l'économie réalisée. Mais c'est surtout dans les services de porte à porte, que l'économie se renforce, car avec 1 litre de carburant le moteur en question tournera une heure, et le Diesel trois heures et demie.

En résumé, le moteur Diesel automobile n'a pas fini de faire parler de lui, et il n'est pas impossible de le voir étendre prochainement son rayon d'action au domaine du tourisme.

G. AVANDO,

Ingénieur E. T. P.

Le Chasseur Français N°643 Septembre 1950 Page 559