Une voiture à vapeur est une voiture (automobile) alimentée par un moteur à vapeur. Un moteur à vapeur est un moteur à combustion externe (ECE) où le carburant est brûlé loin du moteur, par opposition à un moteur à combustion interne (ICE) où le carburant est brûlé dans le moteur. Les EPE ont un rendement thermique inférieur, mais il est plus facile de réguler la production de monoxyde de carbone.
Le premier véhicule à vapeur aurait été construit en 1672 par Ferdinand Verbiest, un jésuite flamand en Chine. Le véhicule était un jouet pour l’empereur chinois. Bien qu’il ne soit pas destiné à transporter des passagers, et donc pas exactement une « voiture », l’appareil de Verbiest sera probablement le premier véhicule à moteur. Les premières vraies vraies voitures à vapeur expérimentales ont été construites à la fin des 18e et 19e siècles, mais ce n’est qu’après que Richard Trevithick eut développé l’utilisation de la vapeur à haute pression, vers 1800, que les machines à vapeur mobiles devinrent une proposition pratique. Dès les années 1850, il était viable de les produire commercialement: les véhicules routiers à vapeur étaient utilisés pour de nombreuses applications.
Le développement a été entravé par une législation défavorable des années 1830 puis par le développement rapide de la technologie des moteurs à combustion interne dans les années 1900, menant à leur disparition commerciale. Relativement peu de véhicules à vapeur sont restés en service après la Seconde Guerre mondiale. Bon nombre de ces véhicules ont été acquis par des passionnés pour la conservation.
La recherche de sources d’énergie renouvelables a parfois suscité un regain d’intérêt pour l’utilisation de la vapeur pour les véhicules routiers.
La technologie
Un moteur à vapeur est un moteur à combustion externe (ECE: le carburant est brûlé loin du moteur), par opposition à un moteur à combustion interne (ICE: le carburant est brûlé dans le moteur). Alors que les voitures ICE à essence ont une efficacité thermique opérationnelle de 15 à 30%, les premières unités de production de vapeur pour automobiles ne pouvaient atteindre que la moitié de cette efficacité. Un avantage important de la CEE réside dans le fait que le brûleur à combustible peut être configuré pour émettre de très faibles émissions de monoxyde de carbone, d’oxydes d’azote et de carbone non brûlé dans les gaz d’échappement, évitant ainsi la pollution.
Les plus grands défis techniques de la voiture à vapeur se sont concentrés sur sa chaudière. Cela représente une grande partie de la masse totale du véhicule, ce qui alourdit la voiture (une voiture à moteur à combustion interne ne nécessite pas de chaudière) et requiert une attention particulière de la part du conducteur, bien que même les voitures de 1900 aient été automatisées de manière considérable. La principale restriction concerne la nécessité de fournir de l’eau d’alimentation à la chaudière. Celle-ci doit être soit transportée et fréquemment réapprovisionnée, soit la voiture doit également être équipée d’un condenseur, d’un poids supplémentaire et d’un inconvénient.
Avant l’invention du démarreur électrique, les voitures à vapeur et les voitures électriques étaient moins vendues que les voitures à essence, dans la mesure où les voitures à combustion interne s’appuyaient sur une manivelle pour faire démarrer le moteur, ce qui était difficile et parfois dangereux, car une manivelle inadéquate pourrait provoquer un retour de flamme capable de casser le bras de l’opérateur. Les voitures électriques étaient populaires dans une certaine mesure, mais avaient une autonomie réduite et ne pouvaient pas être chargées sur la route si les batteries étaient à plat.
Les premiers wagons à vapeur, une fois la pression de travail atteinte, pouvaient être instantanément chassés avec une accélération élevée; mais ils prennent généralement plusieurs minutes à partir du froid, plus le temps nécessaire pour que le brûleur atteigne sa température de fonctionnement. Pour remédier à cela, le développement a été orienté vers les chaudières à combustion instantanée, qui chauffent une quantité d’eau beaucoup moins importante pour démarrer le véhicule, et, dans le cas des voitures Doble, les brûleurs diesel à allumage par étincelle.
La voiture à vapeur présente des avantages par rapport aux voitures à combustion interne, même si la plupart d’entre eux sont maintenant moins importants qu’au début du XXe siècle. Le moteur (à l’exclusion de la chaudière) est plus petit et plus léger qu’un moteur à combustion interne. Il est également mieux adapté aux caractéristiques de vitesse et de couple de l’essieu, évitant ainsi le recours à une transmission lourde et complexe requise pour un moteur à combustion interne. La voiture est également plus silencieuse, même sans silencieux.
Le moteur à vapeur est un type de moteur à combustion externe. Par conséquent, il diffère de celui à combustion interne en raison du fait que le carburant est brûlé par le moteur réel. Sur les voitures avec ce type de traction, le cœur du système de traction est le générateur de vapeur (ou chaudière), qui a pour tâche de produire la vapeur nécessaire au déplacement du moteur. La vapeur est générée par la chaleur produite par la combustion d’un combustible, qui se produit dans un brûleur. Pour que le moteur produise un mouvement, la vapeur doit être générée dans des conditions de fonctionnement spécifiques (c.-à-d. À une certaine pression) et en quantités suffisantes. Une fois produite, la vapeur sous pression est envoyée au moteur proprement dit, où elle génère de l’énergie mécanique grâce au mouvement des pistons. En tant que cycle thermodynamique, la machine à vapeur décrit un cycle de Rankine.
Sur les voitures à vapeur du début du XXe siècle, la chaudière était le composant le plus important de la voiture. Ce poids était supérieur à celui généré par le groupe boîte de vitesses et embrayage des véhicules à moteur à combustion interne. En fait, grâce au couple important fourni à tous les régimes, la machine à vapeur était directement raccordée aux roues motrices sans utiliser les deux composants mécaniques mentionnés. Les voitures avec ce type de traction, une fois la pression de service atteinte, pourraient en fait démarrer avec une accélération considérable, car l’énergie était stockée dans la chaudière grâce à la vapeur et, par conséquent, la puissance pouvait être délivrée intégralement à tout moment et à tout régime. . En outre, les gros ventilateurs de refroidissement associés au moteur à vapeur ont également pesé plus lourd que la boîte de vitesses et le frottement des voitures équipées de moteurs à combustion interne. Globalement, ce poids plus important annule l’avantage que la machine à vapeur doit fonctionner sans la boîte de vitesses (moteur immobile, le moteur était à l’arrêt et ne perdait donc pas d’énergie avec la rotation au point mort). En ce qui concerne la masse supérieure, les voitures à vapeur étaient en général globalement plus lourdes que les voitures à moteur à combustion interne et leur conduction exigeait donc plus d’attention de la part du conducteur.
L’approvisionnement en eau de la chaudière était une autre restriction importante des modèles à vapeur du début du XXe siècle. À l’époque, en fait, le liquide en question devait être transporté et ajouté fréquemment, car les voitures produites jusqu’au début du XXe siècle rejetaient les vapeurs dans l’atmosphère. Afin d’éviter ces recharges fréquentes, un condensateur a été installé sur les modèles suivants, c’est-à-dire un appareil supplémentaire plutôt encombrant et lourd, qui présentait également de nombreux inconvénients, dans le but de condenser et de recycler la vapeur épuisée. Le condenseur ressemblait à un radiateur de voitures à combustion interne mais, comparé à celui-ci, avait des dimensions plus grandes dues au contenu de l’échange de chaleur; ces derniers, en fait, devaient être – ainsi que plus grands – encore plus rapidement. En plus d’être très volumineux, le condenseur devait être exposé à l’air en raison de la soustraction importante de chaleur à réaliser. La même chose n’était pas nécessaire pour le moteur lui-même qui, en raison également de sa taille réduite et du fait qu’il était relié à de simples tuyaux reliant la chaudière et le condenseur, était plutôt placé dans la position la plus appropriée pour entraîner les roues motrices., par exemple sous le plancher.
En plus de ceux mentionnés, pour les voitures à vapeur du début du XXe siècle, il existait un autre problème majeur: le temps nécessaire pour atteindre les conditions opérationnelles. En fait, il a fallu plus d’une minute pour les obtenir et faire démarrer le moteur. Pour résoudre cette limitation, sur les modèles produits ultérieurement, un type de chaudière a été mis au point. Les temps nécessaires pour atteindre la température de fonctionnement étaient beaucoup plus courts que ceux d’une modèle traditionnel, dans la mesure où une petite quantité d’eau y était chauffée. Ce dernier fournissait au moteur assez d’énergie pour démarrer le véhicule avant que toute la quantité de liquide ne soit chauffée. Plus récemment, sur les voitures à vapeur Doble, il existait également un système d’allumage de brûleur fonctionnant au diesel et qui accélérait encore cette phase.
Cependant, la machine à vapeur présentait de nombreux avantages. Le moteur (à l’exception de la chaudière) était en réalité beaucoup plus petit et plus léger que le moteur à combustion interne. Il convenait également mieux de rouler à une vitesse supérieure et nécessitait une transmission plus simple que celle requise par une voiture équipée d’un moteur à combustion interne puisque, comme on l’a déjà mentionné, la boîte de vitesses et l’embrayage manquaient. La voiture était également beaucoup plus silencieuse même sans silencieux (en fait, il n’y avait aucune « explosion » dans le moteur). Outre son caractère silencieux, le moteur à vapeur présente un autre avantage indéniable: sa combustion est continue dans ce moteur. Par conséquent, le brûleur pourrait être configuré de manière à avoir une combustion optimale minimisant la pollution atmosphérique grâce aux faibles émissions de monoxyde de carbone, d’oxydes d’azote et d’hydrocarbures non brûlés dans les gaz d’échappement.
L’histoire
Histoire ancienne
Un inventeur français, Nicolas-Joseph Cugnot, a construit le premier véhicule mécanique terrestre autopropulsé en état de marche. Il existe une histoire non corroborée selon laquelle un couple de Yorkshiremen, l’ingénieur Robert Fourness et son cousin, le médecin James Ashworth, conduisaient un convoi à vapeur en 1788 après avoir obtenu un brevet britannique n ° 1654 en décembre 1788. Une illustration en est même parue dans Le livre d’Hergé, Tintin raconte l’histoire de l’automobile (Casterman, 1953). Le premier transport à vapeur à usage personnel ayant fait ses preuves est celui de Josef Božek en 1815. Il est suivi de Thomas Blanchard en 1825, du Massachusetts. Plus de trente années se sont écoulées avant une avalanche de voitures à vapeur à partir de 1859 avec Dugeon, Roper et États-Unis, Thomes Rickett, Austin, Catley et Ayres d’Angleterre et Innocenzo Manzetti d’Italie étant les plus anciens. D’autres suivirent avec le premier Canadien, Henry Taylor en 1867, Amédée Bollée et Louis Lejeune de France en 1878 et René Thury de Suisse en 1879.
Les années 1880 voient apparaître les premiers grands fabricants, notamment en France, le premier étant Bollée (1878), suivi de De Dion-Bouton (1883), Whitney d’East Boston (1885), Ransom E. Olds (1886), Serpollet. (1887) et Peugeot (1889).
Cette première période a également vu la première reprise d’une automobile en 1867 et la première voiture d’évasion la même année – les deux par Francis Curtis de Newburyport, Massachusetts.
Fabrication commerciale des années 1890
Les années 1890 ont été dominées par la formation de nombreuses entreprises de fabrication automobile. Le moteur à combustion interne en était à ses débuts, alors que la puissance de la vapeur était bien établie. Les voitures à moteur électrique devenaient disponibles mais souffraient de leur incapacité à parcourir de plus longues distances.
La majorité des constructeurs automobiles à vapeur de cette époque provenaient des États-Unis. Les plus remarquables sont Clark de 1895 à 1909, Locomobile de 1899 à 1903 lorsqu’il passe aux moteurs à essence, et Stanley de 1897 à 1924. Outre l’Angleterre et la France, d’autres pays tentent également de fabriquer des voitures à vapeur: Cederholm of Suède (1892), Malevez de Belgique (1898-1905), Schöche d’Allemagne (1895) et Herbert Thomson d’Australie (1896-1901).
Parmi tous les nouveaux fabricants des années 1890, quatre seulement ont continué à fabriquer des voitures à vapeur après 1910. Il s’agissait de Stanley (jusqu’en 1924) et de Waverley (jusqu’à 1916) des États-Unis, de Buard de la France (jusqu’en 1914) et de Miesse de la Belgique ( à 1926).
Production en volume de 1900 à 1913
Un grand nombre de nouvelles sociétés ont été créées entre 1898 et 1905. Les voitures à vapeur étaient plus nombreuses que les autres formes de propulsion. Aux États-Unis, en 1902, 485 des 909 nouvelles immatriculations de voitures étaient des paquebots. À partir de 1899, Mobile comptait dix succursales et 58 concessionnaires aux États-Unis. La Nouvelle-Angleterre était le centre de la production de bateaux à vapeur aux États-Unis, où se trouvaient 38 des 84 fabricants. Les exemples incluent White (Cleveland), Eclipse (Easton, Massachusetts), Cotta (Lanark, Illinois), Crouch (New Brighton, Pennsylvanie), Hood (Danvers, Massachusetts; n’a duré qu’un mois), Kidder (New Haven, Connecticut), Century (Syracuse, New York) et Skene (Lewiston, Maine; la société a tout construit sauf les pneus). En 1903, 43 d’entre elles avaient disparu et à la fin de 1910, parmi les entreprises créées au cours de la décennie suivante: White (1911), Conrad (1924), Turner-Miesse d’Angleterre (1913), Morriss 1912, doublé à 1930, Rutherford à 1912 et Pearson-Cox à 1916.
La production en série d’assemblages par Henry Ford réduisit considérablement le coût de possession d’une automobile conventionnelle et fut également un facteur déterminant dans la disparition de la voiture à vapeur, car le modèle T était à la fois économique et fiable. En outre, pendant les grandes années des voitures à vapeur, le moteur à combustion interne a régulièrement gagné en efficacité, atteignant et dépassant l’efficacité d’un moteur à vapeur lorsque le poids d’une chaudière est pris en compte.
Déclin de 1914 à 1939
Avec l’introduction du démarreur électrique, le moteur à combustion interne est devenu plus populaire que la vapeur, mais le moteur à combustion interne n’était pas nécessairement supérieur en termes de performances, d’autonomie, de consommation de carburant et d’émissions. Certains amateurs de vapeur estiment que la vapeur n’a pas retenu son attention dans le domaine de l’efficacité automobile.
À part Brooks of Canada, tous les constructeurs de voitures à vapeur qui ont démarré entre 1916 et 1926 se trouvaient aux États-Unis. Endurance (1924-1925) a été le dernier constructeur de voitures à vapeur à commencer ses opérations. American / Derr a continué à moderniser les voitures de production de différentes marques équipées de moteurs à vapeur, et Doble a été le dernier constructeur de voitures à vapeur. Ils ont cessé leurs activités en 1930.
Résurgence – enthousiastes, pollution de l’air et crises énergétiques
À partir des années 1940, divers wagons à vapeur ont été construits, généralement par des passionnés. Parmi ceux-ci, citons Charles Keen, la conversion de Ford de Cal Williams en 1950, le prototype Detrick S-101 de Forrest R Detrick de 1957 et le moteur de Peterson de Stanley de Harry Peterson. Le Detrick a été construit par Detrick, William H Mehrling et Lee Gaeke, qui a conçu le moteur à base de Stanley.
Charles Keen a commencé à construire une voiture à vapeur en 1940 avec l’intention de relancer la fabrication de voitures à vapeur. La famille de Keen est impliquée depuis longtemps dans la propulsion à vapeur depuis son arrière-arrière-grand-père dans les années 1830, qui a contribué à la construction des premières locomotives à vapeur. Sa première voiture, un coupé Plymouth, utilisait un moteur Stanley. En 1948 et 1949, Keen a utilisé Abner Doble pour créer un moteur à vapeur plus puissant, un v4. Il l’a utilisé dans la voiture de sport La Dawri Victress S4. Ces deux voitures existent toujours. Keen est décédé en 1969 avant de terminer une nouvelle voiture. Ses papiers et ses modèles ont été détruits à cette époque.
Dans les années 1950, Paxton était le seul constructeur à avoir enquêté sur les voitures à vapeur. Abner Doble a développé le moteur Doble Ultimax pour la voiture à vapeur Paxton Phoenix, construite par la division Paxton Engineering de McCulloch Motors Corporation, Los Angeles. La puissance maximale soutenue du moteur était de 120 ch (89 kW). Un coupé Ford a servi de banc d’essai pour le moteur. Le projet a finalement été abandonné en 1954.
En 1957, Williams Engine Company Incorporated de Ambler a commencé à proposer des conversions de moteurs à vapeur pour les voitures de production existantes. Lorsque la pollution de l’air est devenue un problème important pour la Californie au milieu des années 1960, l’État a encouragé les enquêtes sur l’utilisation de voitures à vapeur. Les crises de carburant du début des années 1970 ont incité à poursuivre les travaux. Rien de tout cela n’a entraîné une nouvelle fabrication de voitures à vapeur.
Les voitures à vapeur restent le domaine des passionnés, des expérimentations occasionnelles de fabricants et de ceux qui souhaitent établir des records de vitesse au sol à vapeur.
Impact de la législation californienne
En 1967, la Californie a créé le California Air Resources Board et a commencé à mettre en œuvre une législation visant à réduire considérablement les émissions de gaz d’échappement. Cela a suscité un regain d’intérêt pour les carburants de remplacement pour les véhicules à moteur et un regain d’intérêt pour les voitures à vapeur dans l’État.
L’idée de faire équiper les voitures de patrouille de machines à vapeur est née d’une réunion informelle des membres du California Assembly Transportation Committee tenue en mars 1968. Lors de la discussion, Karsten Vieg, un avocat attaché au Comité, a suggéré que six voitures soient équipées de moteurs à vapeur que les chefs de police du district de Californie pourraient tester. La législature a adopté un projet de loi pour financer le procès.
En 1969, la California Highway Patrol a lancé le projet sous l’inspecteur David S. Luethje afin d’étudier la possibilité d’utiliser des voitures à moteur à vapeur. Au départ, General Motors avait accepté de payer 20 000 dollars à un fournisseur sélectionné pour le développement d’un moteur à cycle Rankine et jusqu’à 100 000 dollars pour équiper six Oldsmobile Delmont 88 en tant que véhicules de patrouille opérationnels. Cet accord a échoué parce que les constructeurs de moteurs Rankine ont rejeté l’offre de General Motors.
Le plan a été révisé et deux Dodge Polaras de 1969 devaient être équipés de moteurs à vapeur à des fins d’essais. Une voiture devait être modifiée par Don Johnson de Thermodynamic Systems Inc. et l’autre par l’industriel William P Lear, Lear Motors Incorporated. À l’époque, la législature de l’État de Californie mettait en place une réglementation stricte en matière de contrôle de la pollution pour les automobiles, et le président du comité des transports de l’Assemblée, John Francis Foran, appuyait cette idée. Le Comité proposait également de tester quatre bus à vapeur dans la région de la baie de San Francisco cette année-là.
Au lieu d’un Polara, Thermodynamic Systems (plus tard appelé General Steam Corp) a reçu un Oldsmobile Delmont 88 récent modèle. Lear a reçu un Polara, mais celui-ci ne semble pas avoir été construit. Les deux entreprises ont six mois pour mener à bien leurs projets. Lear devait être achevée le 1er août 1969. Aucune des deux voitures n’avait été achevée à la date prévue. En novembre 1969, Lear aurait annoncé que la voiture serait prête dans trois mois. La seule modification connue de Lear était une Chevrolet Monte Carlo indépendante du projet. Quant au projet, il semble n’avoir jamais été achevé, avec le retrait de Lear en décembre.
En 1969, la National Air Pollution Control Administration (administration nationale de la lutte contre la pollution atmosphérique) annonçait le lancement d’un contrat pour la conception d’un moteur à vapeur pratique pour voitures de tourisme. Cinq entreprises sont entrées. Ils étaient le consortium de Planning Research Corporation et STP Corporation; Battelle Memorial Institute, Columbus, Ohio; Continental Motors Corporation, Detroit; Vought Division aéronautique de Ling-Temco-Vought, Dallas; et Thermo Electron Corporation, Waltham, Massachusetts.
General Motors a présenté deux voitures à vapeur expérimentales en 1969. L’une était la SE 124 basée sur une Chevrolet Chevrolet convertie et l’autre, la SE 101, basée sur le Grand Prix de Pontiac. La SE 124 avait son moteur à essence standard remplacé par un moteur à vapeur Besler V4 de 50 CV, utilisant les brevets 1920 Doble; La SE 101 était équipée d’un moteur à vapeur de 160 CV développé par GM Engineering. L’alimentation était transférée via une boîte de vitesses automatique Toric. Le résultat était décevant. La machine à vapeur était lourde et pesait 300 kg de plus qu’un V8 standard et donnait environ la moitié de la puissance.
En octobre 1969, le Massachusetts Institute of Technology et le California Institute of Technology lançaient un défi pour une course en août 1970 entre Cambridge (Massachusetts) et Pasadena (Californie) pour tous les collèges qui souhaitaient y participer. La course était ouverte à l’électricité, à la vapeur, turbines et moteurs à combustion interne: moteurs à carburant liquide, à gaz et hybrides. Deux voitures à vapeur entrent dans la course. L’AMC Javelin modifiée de l’Université de Californie à San Diego et la Chevrolet Chevelle 1970 transformée de 1970 de la Worcester Polytechnic Institute, appelée la bouilloire à thé. Les deux ont abandonné le deuxième jour de la course.
L’Assemblée de la Californie a adopté une loi en 1972 pour confier à deux entreprises le soin de développer des voitures à vapeur. Il s’agissait d’Aerojet Liquid Rocket Company de Sacramento et de Steam Power Systems de San Diego. Aerojet a installé une turbine à vapeur dans une Chevrolet Vega, tandis que Steam Power Systems a construit la Dutcher, une voiture nommée en l’honneur du fondateur de la société, Cornelius Dutcher. Les deux voitures ont été testées en 1974, mais aucune voiture n’est entrée en production. La Dutcher est exposée au Petersen Automotive Museum de Los Angeles.
Voitures à vapeur modernes
Après avoir disparu du marché pendant des décennies, les voitures dotées de ce type de traction sont réapparues au stade du prototype dans la seconde moitié du 20e siècle. En fait, si elle est produite à l’aide de technologies modernes, la machine à vapeur présente de nombreuses caractéristiques qui pourraient la rendre utilisable comme système de propulsion alternatif.
Les progrès technologiques
La principale nouveauté des machines à vapeur contemporaines, par rapport à celles du début du XXe siècle, consiste à réduire le poids des composants du système de propulsion. Grâce aux progrès techniques, les dimensions du générateur de vapeur et du condenseur ont pu être modérées. Ceci a été réalisé en réduisant considérablement la masse de fluide de travail (eau), en augmentant la surface d’échange de chaleur et en améliorant l’efficacité du générateur. Les équipements modernes facilitent la régulation de la combustion et de l’alimentation en eau. En conséquence, il est possible d’obtenir de la vapeur dans des conditions de fonctionnement très précises (c’est-à-dire qu’elle peut être obtenue à une température et une pression très précises). Les systèmes de détection d’instruments peuvent également accélérer l’adaptation des paramètres de fonctionnement aux paramètres optimaux, qui sont également liés, entre autres, aux conditions de conduite. Avec les progrès de la technologie, ce type de moteur n’est plus affecté par le problème du temps nécessaire au démarrage, qui est en fait devenu quelques secondes.
La machine à vapeur est techniquement beaucoup plus dépourvue des caractéristiques du carburant utilisé que de la combustion interne. La combustion continue (non « à éclater »), contrôlée de manière instrumentale et optimale, en plus de minimiser la pollution, permet également l’utilisation de divers carburants respectueux de l’environnement conformes aux réglementations antipollution en vigueur (par exemple, huiles végétales brutes, alcools, etc.). etc.) . De plus, comparés aux moteurs à combustion interne, les moteurs à vapeur offrent un rendement supérieur et ne nécessitent pas, comme on l’a déjà mentionné, une transmission complexe. Lorsque la voiture est à l’arrêt, par exemple à un feu de signalisation, la chaudière fonctionne en mode « veille » (c’est-à-dire dans des conditions de maintien de la température et de la pression de vapeur) et le moteur est à l’arrêt; pour cette raison, le moteur, contrairement au moteur à combustion interne, consomme très peu d’énergie et ne produit aucun bruit.
En fait, dans les moteurs à vapeur modernes, il n’existe plus de « chaudière » au sens commun du terme: le générateur de vapeur consiste en une série d’évaporateurs constitués de très minces faisceaux de tubes, ou d’autres dispositifs de très haute surface. échange qui contient très peu d’eau. L’eau et la vapeur sont contenues dans un circuit hermétique. Par conséquent, il n’est pas nécessaire d’ajouter du liquide de travail. Comme pour tous les circuits fermés, le fluide utilisé est un pur produit technique. Bien qu’il s’agisse d’eau, il ne s’agit pas d’eau courante, mais elle est en fait purifiée, déminéralisée et dégazée.
L’utilisation de matériaux spéciaux ayant été largement utilisée dans les moteurs à vapeur modernes, l’utilisation de lubrifiants classiques à base d’huile est devenue inutile. En fait, leur fonction de lubrification est parfaitement assurée par le fluide de travail lui-même, à la fois sous forme d’eau et sous forme de vapeur. Dans le moteur à vapeur, l’huile de lubrification minérale était autrefois la principale cause des dommages, du manque de fiabilité et des dysfonctionnements. En effet, après s’être émulsionné avec de l’eau et de la vapeur, il est entré en contact avec les surfaces chaudes et s’est rapidement carbonisé. Les résidus carbonés et les émulsions gélatineuses déposées sur les surfaces d’échange ont endommagé la transmission de chaleur et obstrué les tubes du condenseur, les obligeant à des interventions de maintenance continues et coûteuses, rendant finalement la gestion coûteuse et peu fiable.
Voitures Indy
Johnson et Lear envisageaient tous deux de construire des voitures à vapeur pour l’Indy 500, d’abord au début des années 1960, puis avec Controlled Steam Dynamics et en 1968 avec Thermodynamic Systems et Lear en 1969. Un troisième groupe de planification envisagea Research Corporation et Andy Granatelli de STP Corporation. Lear poursuivit avec l’idée et construisit une voiture, mais manqua de fonds pour essayer de développer le moteur. On pense que la voiture se trouve au musée national de l’automobile et des camions des États-Unis à Auburn, dans l’Indiana. Johnson a également été remarqué comme travaillant sur un hélicoptère à vapeur.
William D Thompson, ingénieur automobile à la retraite, âgé de 69 ans à San Diego, a également annoncé son intention de monter dans une voiture de course à vapeur. Thompson travaillait sur une voiture de luxe à vapeur de 35 000 $ et il avait l’intention d’utiliser le moteur de la voiture dans la voiture de course. Il avait prétendu qu’il avait près de 250 commandes pour ses voitures. À titre de comparaison, les Rolls Royces coûtaient environ 17 000 $ à ce moment-là.
Donald Healey
Alors que Lear cessait d’essayer de fabriquer une voiture à vapeur, Donald Healey a décidé de rendre une technologie de base pour voitures à vapeur plus conforme à celle de Stanley ou Doble et destinée aux passionnés. Il prévoyait de produire la voiture en 1971.
Ted Pritchard Falcon
Edward Pritchard a créé un modèle Falcon de 1963 à moteur à vapeur en 1972. Il a été évalué par le gouvernement fédéral australien et a également été emmené aux États-Unis à des fins promotionnelles.
Voiture à vapeur Saab et Ranotor
À la suite de la crise pétrolière de 1973, SAAB a lancé un projet en 1974, baptisé ULF (en anglais: utan luftföroreningar, en suédois pour Without Air Pollution), dirigé par le Dr. Ove Platell, qui a fabriqué un prototype de voiture à vapeur. Le moteur utilisait un générateur de vapeur de 28 livres à circuits parallèles multiples, commandé électroniquement, avec une tubulure d’un millimètre de diamètre et une cadence de tir de 16 gallons par heure, destiné à produire 160 ch (119 kW) de puissance continue. taille comme une batterie de voiture standard. Des temps de démarrage longs ont été évités en utilisant de l’air comprimé et stockés lorsque la voiture était en marche pour être alimentée au démarrage jusqu’à ce que la pression de vapeur soit suffisante. Le moteur utilisait une soupape rotative conique en nitrure de bore pur. Afin de conserver l’eau, un système d’eau hermétiquement scellé a été utilisé.
Pelland Steamer
En 1974, le designer britannique Peter Pellandine a produit le premier Pelland Steamer pour un contrat avec le gouvernement de l’Australie-Méridionale. Il possédait un châssis monocoque en fibre de verre (basé sur le moteur à combustion interne Pelland Sports) et utilisait un moteur bicylindre composé à double effet. Il a été conservé au National Motor Museum de Birdwood, en Australie du Sud.
En 1977, la voiture à vapeur Pelland Mk II a été construite, cette fois par Pelland Engineering au Royaume-Uni. Le moteur à double effet à trois cylindres à configuration «flèche large» était monté sur un châssis en acier tubulaire avec une carrosserie en kevlar, ce qui donnait un poids brut de seulement 476 kg (1 050 lb). Simple et robuste, la machine à vapeur était censée offrir des performances efficaces et sans problème. Son couple (1 100 ft100lbf ou 1.500 Nm) était nul, et il pouvait accélérer de 0 à 97 km / h en moins de 8 secondes.
Pellandine a tenté à plusieurs reprises de battre le record de vitesse au sol en matière d’énergie à vapeur, mais a été contrecarré par des problèmes techniques. [Préciser] Pellandine est retourné en Australie dans les années 1990, où il a continué à développer le Steamer. La dernière version est la Mark IV.
Enginion Steamcell
À partir de 1996, une filiale de recherche et développement du groupe Volkswagen, Enginion AG, développait un système appelé ZEE (Zero Emissions Engine). Il produisait de la vapeur presque instantanément sans flamme nue et mettait 30 secondes à atteindre sa puissance maximale après un démarrage à froid. Leur troisième prototype, EZEE03, était un trois cylindres conçu pour une automobile Škoda Fabia. La EZEE03 était décrite comme ayant un moteur « à deux temps » (c’est-à-dire à simple effet) d’une cylindrée de 1 000 cm³ (61 pouces cubiques), produisant jusqu’à 220 ch (164 kW) (500 Nm (369 ft⋅lbf)). [lien mort] Les émissions de gaz d’échappement seraient bien inférieures à la norme SULEV. Il avait un moteur sans huile avec des garnitures de cylindre en céramique utilisant de la vapeur au lieu de l’huile comme lubrifiant. Cependant, Enginion ayant constaté que le marché n’était pas prêt pour les voitures à vapeur, ils ont donc choisi de développer le système de génération d’électricité / de chauffage Steamcell basé sur une technologie similaire.
Les prototypes produits
Après la crise énergétique de 1973, Saab développa un projet – démarré l’année suivante sous la direction de Ove Platell – qui visait la construction d’un moteur à vapeur. Un prototype comportant une chaudière constituée d’un circuit multi-parallèle de tubes minces d’un diamètre interne d’environ un millimètre a été construit. Ce générateur de vapeur produisait 250 ch et avait la taille d’une batterie de voiture. Afin de permettre au prototype de démarrer immédiatement, un système auxiliaire de propulsion à air comprimé a été fourni. La machine à vapeur de ce véhicule était équipée de neuf cylindres.
Entre 1973 et 1974, le designer britannique Peter Pellandine a fabriqué en Australie – avec la marque Pellandini Cars – sa première machine à vapeur. Le projet résultait d’un contrat avec le gouvernement de l’Australie méridionale. Le châssis et la monocoque du véhicule étaient en fibre de verre, tandis que la mécanique était basée sur celle du Morris 1100 et du Mini. En 1977, après son retour à la maison, Pellandine construisit une deuxième machine à vapeur, la voiture à vapeur Pelland Mark II, cette fois sous la marque Pelland Engineering. Le moteur de ce dernier prototype, qui avait une configuration en W, était un trois cylindres à double effet.
Dans les années quatre-vingt-dix du vingtième siècle, Enginion AG, une filiale du groupe Volkswagen active dans le domaine de la recherche et du développement, conçut et construisit un moteur à vapeur appelé « ZEE » (acronyme de « Zero Emissions Engine »). « »), qui produisait 220 CV. Ce moteur fournissait presque instantanément de la vapeur sans utiliser de flamme libre et ne nécessitait pas d’huiles lubrifiantes, car la vapeur elle-même était utilisée à cette fin. Les chemises de cylindre étaient en céramique. Le moteur se caractérisait également par de très faibles émissions de polluants et une efficacité supérieure à celle des moteurs à combustion interne classiques. Cependant, Enginion AG s’est rendu compte que le marché n’était pas prêt pour les moteurs à vapeur et a préféré poursuivre le développement du moteur « Steamcell », à savoir un générateur d’énergie et de chaleur (cogénération) basé sur un principe similaire.] En fait, la société n’a pas réussi à convaincre une société de produire en série son propre moteur à vapeur.
Au début du 21ème siècle, Harry Schoell expérimenta le moteur à vapeur Cyclone. Ce moteur, capable de démarrer à froid en une dizaine de secondes et d’atteindre sa vitesse maximale en une minute environ, est caractérisé par des émissions polluantes particulièrement faibles. Le moteur Cyclone, produit dans le cadre de « Cyclone Power Technologies », a un rendement de 46% et une chambre de combustion centrifuge, d’où son nom.
Le 25 août 2009, le British Steam Car Challenge a battu le record de vitesse au sol valide pour les véhicules à vapeur.Ce disque a duré depuis 1906, date à laquelle il a été enregistré, comme déjà mentionné, par Stanley Rocket. Le nouveau record, de 225,055 km / h, a été construit à la base aérienne Edwards, dans le désert de Mojave, en Californie. La voiture était conduite par Charles Burnett III. Etant donné que ces primates de vitesse terrestre sont basés sur la moyenne de deux passages effectués dans des directions opposées sur une période d’une heure, la vitesse maximale atteinte et enregistrée dans le record mentionné a été obtenue en tenant compte des 219 037 km / h du premier passage 243,148 km / h de la seconde. Le même jour, le record a été confirmé par la FIA. Le lendemain, Don Wales, le neveu de Malcolm Campbell, a fait une nouvelle tentative avec la même voiture, atteignant une vitesse moyenne record de 238,679 km / h. Le record a de nouveau été battu lors de deux départs consécutifs calculés, cette fois,sur une distance d’un kilomètre. Ce disque a également été enregistré par la FIA.