In those early days, the different means of mechanised propulsion still were available, parallel to each other, one might say. Steam and electicity as the propulsive technolgy, as well as the new internal combustion engines. Here, the French Serpollet steam car is considered; as well as its ad- and disadvantages are discussed. Steam cars could achieve high speeds in those days, what was mainly the reason for their existence. Therefor it says in this article: La vapeur est la reine de la vitesse pure – speed is the queen of pure speed. Finally though, the disadvantages ruled so strictly, that within some years after this report, steam driven cars became obsolete.
Avec l’authorisation du Bibliothèque national francais, gallica.bnf.fr.
Text et photos compilé par motorracingistory.com. (Translation by DeepL.com included).
La Vie au Grand Air – 9e Année, N°. 389, 23 février 1906.
LA VAPEUR ET L’ESSENCE
Le moteur à vapeur présente de précieuses qualités au point de vue de l’élasticité de puissance * Son emploi sur une voiture automobile permet le coup de collier, c’est-à-dire une augmentation momentanée de la puissance motrice * La performance de la “ Stanley “ en Amérique a appelé l’attention sur les voitures à vapeur * Un châssis de 5.000 francs à vapeur a couvert 24 kilomètres à 109 de moyenne *
LE duel engagé entre la vapeur et l’essence de pétrole, depuis les débuts de la locomotion automobile, dure toujours. Sans doute, l’immense majorité des voitures d’aujourd’hui est mue par un moteur à explosions, mais le moteur à vapeur conserve des partisans notables, dont la fidélité ne laisse pas d’être significative. A l’heure où nous sommes, l’opinion générale sur l’avenir est celle-ci : voitures de ville électriques, voitures de tourisme à pétrole, poids lourds à vapeur. C’est un peu sommaire et cette appréciation est sujette à révisions. Sans doute, il n’est point en industrie de vérité éternelle, et ce que nous allons dire est seulement ce qu’il est permis de dire dans l’état actuel de nos connaissances et avec les moyens dont nous disposons.
Donc, après diverses alternatives, l’antagonisme de l’essence et de la vapeur paraît se résoudre par la victoire du moteur à explosions. C’est en exposant les qualités respectives des deux systèmes que nous pourrons pénétrer les raisons de cette différence.
Le moteur à vapeur. Il est à peine besoin de revenir sur le fonctionnement du moteur à vapeur ; il est connu de tous. Schématiquement, un véhicule à vapeur comprend un réservoir d’eau, une chaudière génératrice de vapeur et un moteur monocylindrique ou polycylindrique suivant les cas. Le moteur est dit à simple effet si la vapeur n’agit que sur une face du ou des pistons : il est, au contraire, à double effet, si le fluide agit alternativement sur l’une ou l’autre face. La chaudière produit la vapeur à une certaine pression et c’est par la détente du fluide que le piston est mis en mouvement. On conçoit que plus la pression d’admission sera élevée, plus la puissance du moteur sera grande. Si donc on pouvait à volonté faire varier la pression d’admission depuis une valeur voisine de la pression atmosphérique jusqu’à une valeur relativement élevée, on aurait réalisé une gamme continue des puissances pour le moteur.
Je ne saurais d’ailleurs mieux faire que de reprendre ici le début d’une excellente étude de M. Rutishauser publiée par lui dans la revue de Mme J. Lockert, le Chauffeur : “ Examinons d’une manière aussi simple et claire que possible, le fonctionnement et la variation de puissance d’une voiture à vapeur. La force du moteur varie suivant sa pression et la quantité de vapeur qu’on peut lui fournir :
1° A nombre égal de tours : plus la pression est élevée, plus grande est la puissance, la détente restant la même ; 2° plus on lui fournira de vapeur à pression constante, plus le moteur tournera vite (jusqu’à une certaine limite), donc encore puissance plus grande (nous supposons une machine bien construite, les cames de distribution étudiées de façon qu’un déplacement longitudinal puisse faire varier simultanément l’avance à l’admission, la détente et l’échappement, de sorte qu’à pression égale le moteur tourne plus ou moins vite. Les moteurs avec distribution par coulisses et tiroirs peuvent fonctionner dans les mêmes conditions.
* Les moteurs existant actuellement sur les voitures, à simple ou à double effet, tournent tous à une vitesse de 800 à 1.000 tours par minute, ils peuvent être poussés jusqu’à 12 et 1.500 tours ; certains même vont momentanément jusqu’à 1.800 et 2.000 atours ; mais ces vitesses ne sont que des coups de collier.
* En règle générale, toutes les voitures à vapeur sont à commande directe sans changement de vitesses ; que l’on roule en palier, en rampe ou en descente, le rapport existant entre l’unité de chemin parcouru et le nombre de tours au moteur est constant. Quelques voitures à vapeur ont été construites avec un changement de vitesses mécanique donnant deux rapports entre le moteur et les roues ; mais, sauf comme démarrage en mauvais pas, cet organe restait inutilisable.
* On comprend donc que le moteur tourne moins vite en côte qu’en palier, et d’autant moins vite que la côte est plus dure (si ce fait se présentait pour un moteur à explosions, l’on aurait moins de force en côte qu’en palier et il pourrait même se faire que l’on n’en ait plus du tout).
* La production du générateur, comme chevaux-vapeur à utiliser, n’a donc presque pas changé.
* Avec un générateur donnant de la vapeur à pression constante, celle-ci est distribuée au moteur après détente de façon que le moteur marche à pression variable, pression plus grande en côte comme dans l’exemple ci-dessus. Marcher à pression constante au moteur oblige à faire varier trop souvent la détente, la voiture, par cela, manque d’élasticité car, dans les petits moteurs avec distribution par soupapes, l’admission ne peut descendre au-dessous de 35 à 40 pour 100, ni aller au-delà de 50 à 60 pour 100 pour rester dans des conditions relativement économiques.
On ne saurait mieux expliquer, d’une part, l’inutilité de tout mécanisme de changement de vitesses entre le moteur et les roues motrices, d’autre part la faculté merveilleuse que possède la vapeur de pouvoir donner un coup de collier : c’est, d’ailleurs, une conséquence de l’élasticité de puissance.
La vapeur est la reine de la vitesse pure * Ce sont là des avantages précieux du moteur à vapeur. Ils expliquent comment, à poids de châssis égal, il permet d’obtenir momentanément une puissance motrice notablement supérieure à celle qu’on pourrait obtenir par l’emploi du moteur à explosions. Il n’est, dès lors, pas étonnant que la vapeur ait toujours triomphé en vitesse pure. Nous nous souvenons tous que Serpollet a atteint le premier 120 en palier à Nice et le premier 100 en côte à Gaillon. Depuis, le grand constructeur de la rue Stendhal a quelque peu délaissé ces épreuves spéciales, mais hier, un Américain, Stanley, a établi une voiture à vapeur qui est actuellement le véhicule le plus rapide du monde.
Les lecteurs de la Vie au Grand Air me sauront gré, sur ce point spécial, de leur donner la primeur d’une lettre adressée par Stanley à Serpollet, et que voici :
Cher monsieur Serpollet,
« De tous les témoignages de sympathie que j’ai reçus à Ormond après nos succès, c’est votre câblogramme qui m’a causé le plus de joie. Il a éveillé en mon esprit le souvenir des charmantes heures passées en votre compagnie à Paris, durant l’été de 1899. Je n’oublierai jamais la chaleureuse réception que vous m’avez ménagée, non plus que les précieux conseils dont je vous suis redevable au sujet de la petite machine très imparfaite que je fabriquais alors… »
Et Stanley conclut ainsi :
« Je vous remercie de votre précieuse marque d’intérêt et je vous souhaite tout le succès que méritent votre génie et l’excellence de votre construction. »
Avouez que tout ceci ne manque pas d’allure.
Ses avantages * En résumé, la voiture à vapeur présente sur la voiture à essence l’avantage de supprimer des organes, comme l’allumage, l’embrayage, le changement de vitesses, elle est plus souple et peut donner, quand besoin est, le coup de collier propre à la tirer d’un mauvais pas. Par contre, on lui fait des reproches assez fondés : le rendement est- inférieur à celui de la voiture à essence, le brûleur est fréquemment une source d’ennuis, la chaudière est loin d’être éternelle, etc.
Telle qu’on la construit aujourd’hui, elle supporte toutefois la comparaison, et vaillamment.
Sans doute, la voiture mue par un moteur à explosions présente aussi bien des avantages propres, mais personne ne saurait prétendre que la vapeur soit morte — elle n’a jamais été plus vivante qu’aujourd’hui — ni même qu’elle doive mourir bientôt.
Sait-on qu’au récent meeting de Floride, lors d’une épreuve de 15 milles (24 kilomètres environ) réservée aux voitures du catalogue, un châssis Stanley a remporté la victoire dans le temps de 13 m. 12 s., soit à une allure moyenne de 109 kilomètres à l’heure. Or ce châssis est vendu cinq mille francs…
F.-A. WHEFL.
Photos.
La plus ancienne voiture à vapeur, vendue par Serpollet.
Son propriétaire, M. Gaston Menier, est à l’arrière de la voiture et montre le mécanisme. A noter que la chaudière était chauffée au coke. Il y a loin entre ce premier type et les voitures à vapeur d’aujourd’hui.
Une des premières voitures à vapeur.
Il y a déjà un progrès sensible, et celte silhouette, quoiqu’un peu vieillotte, choque déjà moins notre œil.
Une des premières Serpollet de course.
Cette voilure à vapeur, munie d’un moteur de 12 chevaux nominaux, est pilotée par Rutishauser. Elle réalisait déjà une remarquable vitesse.
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La voiture à vapeur qui assura à Serpollet la victoire dans les trois épreuves de la Coupe Rothschild.
Sa forme, des plus curieuses, a pour but de diminuer la résistance de l’air.
L’ « œuf de Pâques ».
La première voiture à vapeur qui ait atteint les 120 kilomètres dans l’heure. Cette performance fut réalisée à Nice, sur la promenade des Anglais.
Une voiture & vapeur du type Paris-Madrid en vitesse. Au volant, Olliver.
Translation by DeepL.com
STEAM AND GASOLINE
The steam engine has valuable qualities in terms of power elasticity * Its use in an automobile allows for bursts of power, i.e., a momentary increase in engine power * The performance of the “Stanley” in America drew attention to steam-powered cars. A $5,000 steam-powered chassis covered 24 kilometers at an average speed of 109 km/h.
The battle between steam and gasoline, which began with the advent of motor vehicles, continues to this day. Undoubtedly, the vast majority of today’s cars are powered by internal combustion engines, but the steam engine still has notable supporters, whose loyalty is significant. At the present time, the general opinion about the future is as follows: electric city cars, gasoline-powered passenger cars, and steam-powered heavy goods vehicles. This is a somewhat simplistic view, and this assessment is subject to revision. Of course, there is no such thing as eternal truth in industry, and what we are about to say is only what can be said based on our current knowledge and the means at our disposal.
So, after considering various alternatives, the rivalry between gasoline and steam seems to be resolved by the victory of the internal combustion engine. By explaining the respective qualities of the two systems, we can understand the reasons for this difference.
The steam engine. There is little need to go over how the steam engine works; it is known to all. Schematically, a steam-powered vehicle comprises a water tank, a steam-generating boiler, and a single-cylinder or multi-cylinder engine, depending on the case. The engine is said to be single-acting if the steam acts on only one side of the piston(s); on the contrary, it is double-acting if the fluid acts alternately on one side or the other. The boiler produces steam at a certain pressure, and it is through the expansion of the fluid that the piston is set in motion. It is easy to understand that the higher the intake pressure, the greater the power of the engine. If, therefore, it were possible to vary the intake pressure at will from a value close to atmospheric pressure to a relatively high value, a continuous range of power for the engine would be achieved.
I can do no better than to quote here the beginning of an excellent study by Mr. Rutishauser, published by him in Mrs. J. Lockert’s journal, Le Chauffeur: „Let us examine, as simply and clearly as possible, the operation and power variation of a steam car.
The power of the engine varies according to its pressure and the amount of steam that can be supplied to it: 1) At the same number of revolutions: the higher the pressure, the greater the power, with the expansion remaining the same; 2) The more steam supplied at constant pressure, the faster the engine will run (up to a certain limit), therefore even greater power (we assume a well-built machine, with timing cams designed so that a longitudinal movement can simultaneously vary the intake, expansion, and exhaust, so that at equal pressure the engine runs more or less quickly. Engines with slide valve timing can operate under the same conditions.
* The engines currently found in cars, whether single or double acting, all run at a speed of 800 to 1,000 revolutions per minute, and can be pushed up to 1,200 and 1,500 revolutions; some even reach 1,800 and 2,000 revolutions momentarily, but these speeds are only bursts of power.
* As a general rule, all steam cars are direct drive without gear changes; whether driving on level ground, uphill or downhill, the ratio between the distance traveled and the number of engine revolutions is constant. Some steam cars were built with a mechanical gearbox offering two ratios between the engine and the wheels; but, except when starting on a steep incline, this feature remained unusable.
* It is therefore understandable that the engine runs slower on hills than on flat ground, and even slower the steeper the hill (if this were the case for a combustion engine, there would be less power on hills than on flat ground, and it could even be that there would be no power at all).
* The generator’s output, in terms of horsepower available for use, therefore remained almost unchanged.
* With a generator producing steam at constant pressure, the steam is distributed to the engine after expansion so that the engine runs at variable pressure, with higher pressure on inclines, as in the example above. Running the engine at constant pressure requires too frequent expansion, which makes the car lack elasticity because, in small engines with valve distribution, the intake cannot fall below 35 to 40 percent or exceed 50 to 60 percent in order to remain relatively economical.
There is no better explanation for the uselessness of any gear-changing mechanism between the engine and the drive wheels, on the one hand, and the marvelous ability of steam to provide a burst of power, on the other. This is, moreover, a consequence of the elasticity of power.
Steam is the queen of pure speed * These are valuable advantages of the steam engine. They explain how, with the same chassis weight, it can momentarily achieve significantly higher power than could be obtained using an internal combustion engine. It is therefore not surprising that steam has always triumphed in terms of pure speed. We all remember that Serpollet was the first to reach 120 on a flat surface in Nice and 100 on a hill in Gaillon.
Since then, the great manufacturer on Rue Stendhal has somewhat neglected these special events, but yesterday, an American named Stanley built a steam-powered car that is currently the fastest vehicle in the world.
Readers of Vie au Grand Air will be grateful to me for giving them the scoop on this special point with a letter sent by Stanley to Serpollet, which is as follows:
Dear Mr. Serpollet,
„Of all the expressions of sympathy I received in Ormond after our success, it was your cable that gave me the most joy. It brought back memories of the delightful hours spent in your company in Paris during the summer of 1899. I will never forget the warm welcome you gave me, nor the valuable advice I owe you regarding the small, very imperfect machine I was building at the time… “
And Stanley concludes:
”I thank you for your valuable interest and wish you all the success that your genius and the excellence of your construction deserve. „
You have to admit that all this is quite impressive.
Its advantages * In short, the steam car has the advantage over the gasoline car of eliminating components such as the ignition, clutch, and gear shift. It is more flexible and can, when necessary, provide the extra power needed to get it out of a tight spot. On the other hand, it has some fairly valid criticisms: its efficiency is lower than that of the gasoline-powered car, the burner is often a source of trouble, the boiler is far from eternal, etc.
As it is built today, however, it stands up to comparison, and valiantly so.
Undoubtedly, cars powered by internal combustion engines also have their own advantages, but no one can claim that steam power is dead—it has never been more alive than it is today—or even that it will die out soon.
Did you know that at the recent meeting in Florida, in a 15-mile (approximately 24-kilometer) race reserved for catalog cars, a Stanley chassis won in a time of 13 minutes and 12 seconds, at an average speed of 109 kilometers per hour? And this chassis sells for five thousand francs…
F.-A. WHEFL.
Photos.
The oldest steam car, sold by Serpollet.
Its owner, Mr. Gaston Menier, is in the back of the car showing the mechanism. Note that the boiler was heated with coke. There is a long way between this first model and today’s steam cars.
One of the first steam cars.
There has already been significant progress, and this silhouette, although a little old-fashioned, is already less shocking to the eye.
One of the first Serpollet racing cars.
This steam-powered vehicle, equipped with a 12 horsepower engine, is driven by Rutishauser. It was already capable of remarkable speeds.
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The steam car that secured Serpollet’s victory in the three Rothschild Cup events.
Its unusual shape was designed to reduce air resistance.
The “Easter egg.”
The first steam car to reach 120 kilometers per hour. This feat was achieved in Nice, on the Promenade des Anglais.
A Paris-Madrid type steam car in speed mode. At the wheel, Olliver.