Le moteur semi-diesel à boule chaude
Nous sommes le mercredi 24 avril 2024
Le moteur SFMAI se caractérise par une extrême simplicité, à laquelle les tracteurs SFV doivent leur succès. Cette mécanique n'est en effet constituée que d'un seul cylindre avec arbre manivelle tranversal, une pompe d'injection à basse pression commandée par un régulateur, et un injecteur réglable.
Le moteur SFMAI est du type "deux temps semi-diesel" ce qui, grâce à ses lumière d'admission et d'échappement, permet de s'affranchir de tous les mécanismes et accessoires traditionnels des moteurs, à savoir soupapes, poussoirs, ressorts de rappel, carburateur, magneto,....., et qui simplifie considérablement la conception du moteur tout en réduisant au minimum les ennuis de fonctionnement.
Le fonctionnement
La marche du moteur, très simple, est illustrée par les figures 1 et 2 .
Dans la figure 1, le piston étant au point mort bas (c'est à dire vers l'arrière), l'échappement des gaz brulés vient de s'effectuer par les lumière E et, à l'opposé du fond du piston, l'air de balayage qui était comprimé dans le carter C pénètre dans le cylindre par les lumières de balayage opposées A, que le piston découvre peu après celles d'échappement. La forme du déflecteur du fond du piston évite tout mélange air frais/gaz brulés et projette l'air vers les chambre et préchambre de combustion. De forme quasi sphèrique, la préchambre est séparé du cylindre par un orifice assez étroit, le goulot d'étranglement.
Dans la fugure 2 ,c'est dans la préchambre I, qu'est injecté le carburant avec une avance à l'injection de près d'un demi tour de moteur. Le combustible, pulvérisé sur les parois chaude de la boule B, dite aussi tête incandescente, va subir, pendant le retour du piston, une décomposition chimique (catalyse), nécessaire à une bonne combustion, malgré un taux de compression assez bas. Pendant ce temps le piston P avance dans le cylindre, obture les lumières A et E, comprime l'air frais qui, mélangé avec le combustible bien préparé, provoque la combustion automatique du mélange. Le piston est alors violemment repoussé en arrière. Ce faisant, il découvre d'abord les lumières d'échappement, puis avec un retard déterminé les lumières de balayage.
Après son passage au point mort bas, le piston débute un nouveau cycle. Du côté du carter étanche, pendant les deux temps du cycle moteur, le piston joue un certain rôle. Peu après son passage au point mort bas, il ferme les lumières de balayage et produit ainsi une dépression dans le carter entrainant l'ouverture des clapets S et l'admission de l'air extérieur ayant traversé les éléments filtrants. Puis, pendant sa course du point mort haut vers le point mort bas, le piston comprime l'air dans le carter, jusqu'au moment de l'ouverture des lumières de balayage. L'air pénètre assez violemment dans le cylindre, chassant au passage les gaz brulés, avant de participer en fin de course à une nouvelle combustion. Le carter étanche et le piston moteur constituent donc une pompe de balayage simple et efficace.
La mise en marche du moteur
Après avoir fait les pleins d'eau de refroidissement, d'huile de graissage et de combustible, la lampe de préchauffage est préparée. Une fois allumée, elle est placée sur son support de façon à ce que la sortie du brûleur soit disposée sous le centre de la boule. On ouvre alors les volets de l'enveloppe de boule. pendant le chauffage de cette dernière, qui dure environ 5 minutes, on procède au graissage journalier, sans oublier d'amorcer le graisseur afin de remplir les tuyauteries d'huile, en tournant à la main la manivelle de la pompe à huile. On ouvre ensuite le robinet à combustible et l'on place la commande d'accélérateur en milieu de course. Lorsque la boule prend une couleur rouge sombre (ce qui correspond à une température de 500 à 600 degrés), on donne deux à trois coups pompe à combustible au moyen du levier à main, puis l'on "balance" le moteur à l'aide des tirettes du volant d'embrayage à droite et à gauche, d'un point de compression à l'autre, en terminant par une impulsion vigoureuse en sens inverse du sens normal de marche et en lachant les tirettes. Pour l'opérateur placé à gauche du tracteur, le sens de rotation du moteur est celui des aiguilles d'une montre. (Sur les modèles plus récents, l'opérateur peut se placer à droite du tracteur. Pour lui, le sens de rotation est alors inverse de celui des aiguilles d'une montre).Si le moteur part à l'envers, on inverse la marche à l'aide de l'accélérateur en coupant l'arrivée de carburant et en la rouvrant lorsque le moteur menace de s'arrêter. Cette manoeuvre peut également s'opérer avec la commande à main de la pompe à combustible. Après le lancement du moteur la lampe est éteinte puis rangée. On ferme alors les volets de l'enveloppe de boule et on laisse le moteur se réchauffer pendant quelques minutes, selon la température ambiante, avant de le charger. Pour arrêter le moteur, il suffit de pousser à fond la commande d'accélérateur. Pendant un arrêt prolongé, il est préférable de fermer le robinet à combustible.
TROIS ELEMENTS PRIMORDIAUX DU MOTEUR SFMAI
La pompe à combustible
D'une simplicité déroutante, la pompe à combustble est disposée horizontalement. De type à piston plongeur, elle est commandée par un collier d'excentrique disposé sur le vilbrequin du moteur. Deux boites à clapets (commandant l'aspiration est le refoulement) sont placés verticalement l'une au dessus de l'autre et comportent chacune une bille libre et un clapet maintenu sur son siège par un ressort (voir figure). La commande de la pompe s'effectue en bout à partir du collier d'excentrique qui actionne le coulisseau C, dont l'extrémité comporte un grain en acier spécial. Un coin mobile, commandé par le levier ou la pédale d'accélérateur, sert à faire varier la course du piston de la pompe par l'intermédiaire d'un poussoir D. Pour un moteur en pleine charge, la course maximale du piston est de 2,7mm pour le tracteur H1 et de 2,2mm pour le H2. La course de la pompe est réglable à l'aide de la doille J qui est bloquée par le contre écrous H. Une commande manuelle M permet l'amorçage de la pompe. Les causes principales de mauvais fonctionnement de la pompe trouvent leur origine dans la mauvaise étanchéité des différents joints des tubulures d'arrivée de carburant, des joints de pompe et de son presse-étoupe, ou dans la défaillance des clapets censés assurer l'étanchéité voulue en suivant le mouvement alternatif de montée et descente que leur imprime le piston 600 à 800 fois par minute.
Le régulateur
Le régulateur centrifuge du moteur SFMAI, qui commande automatiquement l'accélération et la décélération du moteur, maintient avec une certaine régularité le régime choisi par le conducteur. Installé à l'intérieur du volant moteur et tournant avec lui, le régulateur se compose de deux masses mobiles et de deux gros ressorts antagonistes, le tout agissant sur le collier de l'excentrique de pompe. La tension des ressorts du régulateur se régle avec le manchon tendeur E réunissant les vis T de réglage, qui transmettent la tension aux ressorts par l'intermédiare des biellettes B.
L'injecteur
L'injecteur du moteur SFMAI est réglable. Il comporte deux jets, dont l'un est central et l'autre, fortement dispersé, est annulaire et hélécoidale. En vissant la molette supérieur, on augmente progressivement l'angle du cône de dispersion et l'intensité de pulvérisation, cette dernière devant rester uniforme sur toute la surface du cercle de dispersion. Ce réglage permet d'obtenir les meilleures conditions de marche du moteur, quelle que soit la charge du moteur. Pendant le travail, le pointeau de l'injecteur est visé à fond ou légèrement dévissé (de 1/8ème de tour environ). En marche à vide, afin de modifier le cône de dispersion, le pointeau est dévisé de 1/4 à 1/2 tour. En cas d'encrassement anormal de la boule, en agissant avec précaution sur la molette, le conducteur recherchera la bonne ouverture du pointeau, en général à 1/4 de tour en arrière.
Les combustibles
Les moteurs des tracteurs SFV sont conçus pour fonctionner avec des huiles lourdes, mais acceptent des combustibles plus légers comme le gazole (à partir de 1956 le gazole rose appelé fioul remplace les huiles lourdes mak raffinées et de couleur noirâtre). Les pétroles et distillats de charbon sont également utilisables par le moteur à boule chaude. Selon le carburant utilisé, une attention particulière doit être apportée au niveau du réglage de l'injecteur, qui doit présenter une pulvérisation convenable du carburant dans la préchambre, ainsi qu'à la compression du moteur qui s'adapte par le choix et la mise en place d'une boule adaptée.
Une compression trop faible donne une marche à vide irrégulère, la boule n'étant pas portée à une température convenable. En revanche, une compression exagérée provoque de forts cognement lorsque le moteur est en charge, du fait d'une températire de la boule trop élevée. Suivant les carburants utilisés, plusieur type de boules sont fournis par la SFV.
Pour l'utilisation des alcools, huile de houille ou de lignite, des essences,et des combustible de synthèse, on peut être amené à combiner sur les tracteurs SFV modernes l'étincelle de la bougie (alimentée par le vibreur) à l'action de la boule chaude, ce qui permet au moteur de fonctionner avec une compression modérée. Il est également possible de remplacer la calotte ordinaire par une calotte "spécial alcool". Pour tout autre carburants non courants, la Société Française se propose d'étudier et d'adapter ses moteurs de tracteurs à la demande.
Les Vierzon et le gazogène
Contrairement à l'Allemand Lanz, qui conçoit des gazogènes pour ses tracteurs, la SFV ne semble pas avoir étudié l'application de ce dispositif à ses matèriels, vraisemblablement en raison de la complexité de l'installation à prévoir. En effet, de part sa constitution, le gazogène ne peut s'affranchir complètement de l'injection de carburant. Celle-ci bien que faible, maintient la boule à bonne température et assure et assure le transfert des gaz brulés entre préchambre et chambre de combustion. Tout ceci, allié au faible rendement, ne joue pas en faveur de l'utilisation du gazogène sur les tracteurs SFV.
Le graissage du moteur
Les organes principaux du moteur sont lubrifiés automatiquement par un graisseur mécanique, refoulant directement l'huile sous pression vers les organes à graisser (tête de bielle, piston et axe, disque d'étanchéité droit et gauche, et commande de pompe).Le graissage est abondant et l'huile en excès tombe au fond du carter moteur, avant de retouner dans le réservoir du graisseur.
Ce retour est d'abord assuré par une pompe de reprise sur les premiers modèles de tracteurs (ce système est abandonné sur les H1 et H0 de la série 13 et sur les H2 de la série 14 à partir du tracteur n°536, puis sur tous les modèles de la série 16). Par la suite le retour s'effectue par la seule pression de l'air de balayage, l'huile passant à travers plusieurs filtres.
Ceux ci doivent être maintenus en bonne état de propreté, de façon à ce que le retour d'huile en excès se fasse normalement. Si cette dernière s'accumule dans le carter, elle risque de pénétrer dans la chambre de combustion en se mélengeant à l'air frais, et de provoquer l'emballement du moteur, incident pouvant conduire à l'explosion du carter si l'on ne parvient pas à obstruer l'arrivée d'air de façon à étouffer le moteur.
Quand aux pignons et engrenages de la boite de vitesses et du pont arrère, ils sont lubrifiés par barbotage dans de l'huile spéciale. Les autres organes du tracteur (axes, articulation de l'avant train, cames de commande de freins, fourrure d'embrayage, etc...) doivent être graissés périodiquement à l'aide de la pompe Técalémit. Après chaque journée de travail, il faut procéder au dégommage du piston et du cylindre. Un dispositif (godet muni d'un robinet ou simple réceptacle prolongé d'un tuyau) débuchant dans le cylindre du moteur permet de dissoudre par injection de pétrole les résidus d'huile et de carburant ce qui évite le "collage" du piston.
Avant la remise en marche du tracteur, un graissage manuel est par aillieurs indispensable. Les tracteurs SFV 201, Super 202, et Super 204 sont dépourvus de ce dispositif.
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