Moteur vapeur et diesel hybride de la locomotive Kitson Still...des années 20!

[Christophe]

Histoire de pas croire que la motorisation hybride (diesel en plus...) est récente...

La locomotive Diesel-Vapeur Kitson-Still des années 1920!

Par Alain Lovato

A l'heure ou le baril de pétrole s'échange à 54$­­­­­­­­­, et où nos dirigeants en sont à envisager de nouveau des économies d'énergie, on en est à regretter que diverses expérimentations prometteuses, effectuées il y a bien longtemps, n'est pas été poursuivies, ou reprises depuis lors.

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Une de ces expérience prometteuse, eu lieu dans le domaine de la traction ferroviaire, en 1924, c'est à dire, il y a tout juste 80 ans. A cette époque, on cherchait déjà à économiser… le charbon, combustible des locomotives à vapeur. Les locomotives à vapeurs , avaient un rendement d'environ 10% (quand ce n'était par 7 ou , et surtout, nécessitaient une très lourde maintenance. Le renchérissement de la main-d'œuvre, dans ces années d'après première guerre mondiale, poussa donc les compagnies ferroviaires à essayer d'utiliser des engins de traction plus économique. Là où la traction électrique n'était pas envisageable, on pensa très tôt a la traction diesel; Le problème résidait à l'époque dans la transmission; On ne savait pas, transmettre les grandes puissances nécessaires à la traction des trains, depuis les moteurs diesels, jusqu'aux roues de la locomotive. Dans ce contexte, la société Kitson, de Leeds développa un engin tout à fait extraordinaire, permettant de satisfaire aux impératifs cités précédemment; Disposer d'une machine à traction diesel possédant une transmission fiable et éprouvée. Pour ce faire, cette société dota cette locomotive d'un moteur tout à fait étonnant: Le moteur Still, qui connut ses heures de gloires sur des machines fixes et marines.

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Dans un moteur diesel classique, 35% maximum de l'énergie thermique fournie par la combustion du gazole ou fioul, est transformée en énergie mécanique. Autrement dit, c'est presque 65% de l'énergie du moteur, qui est perdue sous forme de chaleur, dans les gaz d'échappement. L'idée de Still fut de récupérer une grosse partie de ces calories, pour chauffer une chaudière, et produire de la vapeur, qui était utilisée dans le moteur diesel/vapeur.

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train hybride

La société Kitson, construisit donc une locomotive, équipée de 3 moteurs Still. Les moteurs étaient à double effet; Diesel d'un coté et vapeur de l'autre, et pouvaient-êtres entraînés uniquement par la vapeur. Un brûleur à fioul permettait la montée en pression, lors du démarrage de la machine; à 10 km/h, le fioul était injecté coté diesel. La pleine puissance étant atteinte au bout de 2 tours, l'alimentation en vapeur, était alors coupée, jusqu'à l'arrêt suivant, sauf nécessité de compléter la puissance, dans une forte rampe par exemple.

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Il peut paraître surprenant de couper l'alimentation en vapeur mais ceci est du à la particularité de la traction ferroviaire; L'effort maximal est demandé au démarrage, ensuite, il ne faut qu'une puissance plus faible maintenir la vitesse. Dans le moteur Still, le fait de solliciter la partie diesel des moteurs, permettait de les maintenir en température, et de récupérer les calories dans la chaudière qui jouait le rôle d'accumulateur d'énergie. Tractionner à la vapeur, aurait provoqué une baisse de la température des diesel, qui, aggravé par la consommation de vapeur, aurait fait chuter la pression dans la chaudière.

Les moteurs Still, possédaient un rendement de prés de 40% de plus que les moteurs thermiques de l'époque, et la locomotive Kitson-Still, consommait à peu prés le cinquième d'une machine à vapeur équivalente. Mais il aurait fallu de lourds investissements pour l'optimiser, augmenter sa puissance, et permettre la commercialisation de ce prototype très prometteur. La société Kitson n'en avait pas les moyens, et malgré le grand succés que connurent les démonstration, elle fit faillite, et la Kitson-Still retomba dans l'oubli.

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Alain Lovato

[chatelot16]

un moteur diesel simple chauffe et ça peut faire marcher un moteur a vapeur avec la chaleur perdue ... mais ce n'est pas la solution optimum

un moteur diesel chauffe beaucoup parce que c'est un cycle thermique simple avec la même compréssion et la même detente

la solution est plutot dans le cycle de miller : une grande partie de la compression isotherme , et juste une petite partie de la compression adiabatique pour monter un peu en temperature avant combustion ... ensuite la detente pour produire de l'energie est beaucoup plus longue qu'un moteur normal , et la temperature en fin de detente est la temperature ambiante !

le cycle de miller n'a pas besoin d'echangeur a chaleur sur l'echapement , la ou c'est sale et pose des probleme : il resoud le probleme avec echangeur a la compression ce qui est beaucoup plus facile par ce que c'est propre

ce principe est utilisé dans les groupe electrogene schnell que connait did pour sa methanisation , mais avec un rendement limité par les turbo qui sont loin de la perfection ... avec un cycle de miller entierement a piston on peur faire encore mieux qu'a turbo

quand on fait une partie de la compression proche de l'isotherme grace a plusieurs etage et refroidissement intermédiaire la detente doit aussi se faire a plusieurs etages de piston ... on voit sur le net des moteur 5 temps ... terme barbare et inexact avec des sites qui n'expliquent pas le principal ... mais pourtant la solution est la pour faire plus de rendement