II

deux types distincts, qui sont dits à barres ouvertes ou à barres croisées.

Il est essentiel de remarquer que, avec l'un quelconque d'entre

Fig. 3^.

eux, les barres se croisent et se décroisent alternativement dans le cours de chaque rotation ; ce mouvement amenant tour à tour les centres d'excentricité à se trouver l'un au-dessus de l'autre, tandis

Fig. 396.

que la coulisse n'éprouve pas ce même retournement de haut en bas. La désignation du type doit donc se préciser d'après une situation bien déterminée. On choisit à cet effet celui des points morts de la manivelle motrice, pour lequel l'angle des excentricités 180 — 2a tourne son ouverture du côté de la coulisse. C'est alors que les bielles, suivant qu'elles sont à peu près parallèles ou

bien entre-croisées, fournissent les deux systèmes à barres ouvertes ou à barres croisées.

Le type des barres ouvertes est représenté par la figure 595 dans

Fig. 397.

sa position droite, et par le croquis 396 dans la situation croisée. Le système des bandes croisées se voit sur la figure 397 avec la

fig. 398.

position entre-croisée, et sur la figure 398 dans sa situation droite.

7IM — Il est facile de trouver la loi du mouvement qui est communiqué au tiroir par la coulisse de Stephcnson, sous la forme simple qui convient au cas des bielles infinies (').

(M Cette question sera reprise au chap. XLV, en tenant compte de l'obliquité des bielles.

i96 MACHINES Â VAPEUR.

Imaginons (fig. 599) que Ton désarticule en d l'assemblage de la coulisse et de la barre d'excentrique E'C Effectuons un mouvement élémentaire de l'arbre 0, en maintenant fixe dans Vespace le point G. La bielle EC, étant infinie, transmet en C un déplace-

ment horizontal rigoureusement égal à la projection horizontale de l'arc de cercle que décrit l'excentricité E. Or, ce dernier constitue le mouvement sinusoïdal, dont l'élongation est repi*ésentée par la fonction :

a sin (9 -4- a)»

dans laquelle a désigne l'élongation maximum en grandeur absolue, et a l'angle de calage (Voir l'éq. 14, p. 84), ou encore :

^ sin 9 -f- c ces 9.

Son accroissement élémentaire sera par conséquent :

(b ces 9 — c sin 9) ^9.

Puisque le point C de la coulisse est maintenu fixe, tous les autres possèdent des vitesses proportionnelles à leur distance à ce centre de rotation. Le coiilisseau, dans sa position quelconque M, éprouvera donc un déplacement horizontal, qui sera le produit du

précédent par un certain rapport de rayons. Il présentera» par suite, la même forme analytique (3), avec d'autres coefficients b^, c^.

Actuellement, fixons dans l'espace le point C, et faisons tourner autour de lui la coulisse, jusqu'à faire rejoindre par C l'extrémité de la barre qui s'est dérobée, en raison de la rotation de son extrémité E' autour de 0. Cette opération reste possible sans déranger C, puisque le résultat est en réalité compatible avec la permanence des liaisons que nous avons momentanément disjointes, et que nous voulons maintenant rétablir (').

Pour regagner l'extrémité de la barre E'C, le point C de la coulisse doit exécuter un mouvement horizontal égal à celui qui a éloigné de lui le bout de la barre, ou, ce qui revient au même, son autre extrémité E^ Or ce dernier est également un mouvement sinusoïdal, de même amplitude totale et de calage différent. 11 a donc encore une expression de la forme (3), avec des coefficients distincts 6,, r,.

Dans ce mouvement de rotation de la coulisse autour du point C maintenu fixe, les déplacements sont entre eux comme les distances des points considérés à ce centre. Celui de M se déduira par suite du précédent en le multipliant par un certain rapport de rayons, qui transforme ses coefficients en &,, Cy

Actuellement il devient possible de rétablir l'articulation C Le coulisseau M a été amené, par la succession de ces deux opérations, à la situation réelle où le conduit en réalité le mécanisme, quand rien ne vient altérer son fonctionnement. Le déplacement résultant étant égal à la somme algébrique des deux précédents, reproduit encore l'expression (3) avec les coefficients b^ -+- b^ c^ -h c., et par conséquent son intégrale reste conforme au type (2).

Mais toute expression linéaire de ce genre en sin « et cos 9 peut inversement se remettre sous la première forme (i ) :

a'siû (? + «')»

avec des constantes a', a' qui résulteront ici de tous les éléments

(*) Nous ne considérons ici que les déplacements horizontaux, les seuls qui interviennent dans la question. La bielle de suspension est supposée infinie comme les autres.

\n MACHINES A VAPEUR.

du calcul précédent. On voit par là que la coulisse de Stephenson, tout comme le système de la détente fixe, communique au tiroir un mouvement sinusoïdal, qui résulterait directement d'un excentrique fictif unique, variable de calage et d*amplilude d'après la position que le coulisseau occupe dans la coulisse.

Ainsi donc rien n'est changé dans les lois de la distribution par tiroir unique, si ce n'est que ses éléments, au lieu d'être immuables, ont acquis une élasticité qui les met à la disposition du machiniste pour faire varier le degré de détente.

HOZ — Ce remarquable appareil présente un inconvénient sérieux. Il modifie les avances à l'admission; et même il ne les altère pas également toutes les deux, de sorte que cet élément si délicat vient affecter d'une manière différente les deux coui*ses alternatives du piston.

Pour nous en convaincre, envisageons le système au moment du passage de la manivelle par Je point mort. Le tiroir démasque alors exactement l'avance à l'admission. Effectuons instantanément un certain relevage de la coulisse. Ce mouvement n'étant pas une rotation pure et simple de la coulisse autour du coulisseau, dérangera celui-ci de sa situation actuelle. Le tiroir le suit et cesse dès lors d'affleurer exactement au même point que tout à l'heure. L'avance est donc modifiée(*).

Je dis en second lieu que l'altération qu'elle subit n'est pas la même pour les deux extrémités. Cherchons en effet le centre instantané d'un mouvement infiniment petit de relevage\^). Le déplacement que subit alors la coulisse est défini par ceux de ses extrémités. Or ces points sont articulés aux bielles d'excentrique, dont l'autre bout reste fixe avec l'arbre qui est, en ce moment, supposé immobile. Les extrémités de la coulisse décrivent donc des cercles,

(') Nous verrons dans le chap. XLV qu'avec le système des barres ouvertes, les avances croissent lorsqu'on rapproche le coulisseau du point mort de la coulisse. Elles décroissent au contraire dans ce cas, avec le type des barres croisées.

(*) Il faut bien se garder de confondre ce centime instantané de la coulisse entraînée par le mécanisme de relevage, pendant le repos de l'arbre, avec le centre instantané du mouvement que prendra la coulisse en raison de la rotation de l'arbre, pendant la fixité du levier de relevage. Ce dernier résulte d'une construction plus compliquée et fort élégante, que nous rencontrerons plus tard (n** 780).

dont les normales ne sont autres que leurs rayons, c'est-à-dire les barres elles-mêmes. Concluons d'après cela que le centre instantané du mouvement de relevage de la coulisse se trouve à l'intersection de ses barres d'excentrique.

Mais nous avons vu que celles-ci se croisent et se décroisent à chaque tour. Par suite, pour l'un des deux points morts de la manivelle, les barres entre-croisées se coupent très près de l'arbre. Pour l'autre, elles sont assez rapprochées du parallélisme et se rencontrent fort loin. La construction qui sera basée sur l'emploi d'un centre instantané aussi variable d'un cas à l'autre, pour déduire du mouvement de l'articulation qui réunit la coulisse avec la bielle de relevage, celui du point d'insertion du coulisseau, donnera donc des résultats très différents aux deux extrémités. Par conséquent les avances, si on les supposait d'abord égales, auront cessé de l'être (*).