HIAIICHE AV POINT HORT

707 — Nous avons reconnu (n® 698) que la coulisse procure un

DISTRIBOTÏONS A DEUX EXCENTRIQUES. 205

cran d*arrèt absolu avec le tiroir normal, quand on amène le coulisseau en son point mort; mais que le tiroir éprouve encore certains balancements de part et d'autre de sa position centrale, quand il possède un recouvrement et une avance angulaire. Ce régime constitue la marche au point mort de la coulisse, que le théorème de Guinotte va nous permettre d'analyser de plus près.

Négligeons, par une approximation qui est en rapport avec l'influence de l'obliquité des bielles, la diiTérence entre l'appareil de Stephenson et une coulisse droite CC (fig. 403), afin de pouvoir lui appliquer le théorème en question.

Le coulisseau placé au point mort A, (ou A"), se meut d'après

Fig. 403.

cet énoncé, comme s'il était conduit par l'excentrique Oa. Cette droite, projection de l'excentricité au point mort de la manivelle motrice, est égale à (l-hr) sin a, c'est-à-dire r (éq. 11, p. 83), ou encore 84-p (éq. 20, p. 94). Le tiroir a donc pour excursion totale 2 (5 + p). Il est clair que Oa est la droite minimum qu'il soit possible de mener du centre 0 à la corde des excentricités EE'. On constate aussi qu'elle s'annule en l'absence d'avance angulaire.

•708 — Le tiroir f dans la marche au point mort, se meut incessamment à contre-sens du piston. En effet l'excentrique fictif Oa qui le gouverne est directement opposé à la manivelle motrice. Ce

genre de eommande, que nous retrouverons dans d'autres occasions, présente quelques propriétés spéciales qu'il est intéressant de développer.

709 — L'admission anticipée dure autant que V admission pro' prement dite.

En effet, quand le piston part du fond de course pour cheminer vers la droite» le tiroir se trouve à son maximum d'élongation de droite, et commence à revenir en arrière. L'admission proprement dite durera donc pendant le temps que le tiroir va mettre à revenir jusqu'à l'affleurement de la lumière. Mais, en raison de la symétrie que présente le mouvement sinusoïdal entre la fin de sa course directe et le commencement de sa course rétrograde, cette phase est identique à celle du découvrement croissant qui a conduit le tiroir depuis l'affleurement en question jusqu'au maximum d'élongation ; phase qui constituait l'admission anticipée, attendu que les deux organes atteignent ensemble les extrémités opposées de leurs excursions respectives.

71 0 — Véchappement commence au milieu de la course du piston.

En effet ce phénomène se produit au moment où le tiroir traverse sa position normale, c'est-à-dire le milieu de sa course. Mais alors le piston se trouve également au milieu de la sienne.

71 f — La vitesse du tiroir est toujours proportionnelle à celle du piston.

En effet les vitesses des deux articulations, appartenant à un même corps tournant, restent dans le rapport immuable des bras de levier. En outre, ces points étant diamétralement opposés, leurs vitesses ont à chaque instant la même inclinaison, et par suite des projections proportionnelles.

11 en est ainsi, en particulier, pour celle de la. fermeture des lumières, à laquelle nous avons reconnu (n® 656) une importance spéciale au point de vue du laminage. Celte manœuvre sera donc d'autant plus rapide que le point où Ton coupe la vapeur se rapprochera davantage du milieu de la course.

71 JB — Il est aisé de construire le diagramme théorique du travail dans la marche au point mort.

La pleine pression s'exerce suivant ÂB (fig. 404), et fournit le travail ABoi. La délente s'effectue d'après le contour BC jusqu'au milieu de la course, moment où s'opère l'échappement (n^* 710). Elle développe le travail BCfcc. Il s'opère à ce moment une chute de

Fig. iOi.

pression figurée par CC. De là jusqu'en D. sur une longueur cd = a(', la tension reste égale à la pression atmosphérique ('). Le piston ne recueille sur sa face motrice que le travail CD cd. Au total donc, on a obtenu dans la course directe l'aire ABCC'D da.

Pendant le retour, la pression atmosphérique s'exerce en antagonisme sur le parcours de, en opposant le travail CD cd. A ce moment a lieu le commencement de la compression, qui est corrélatif du débu.t de l'échappement anticipé sur la face opposée. La pression se reconstitue suivant le contour C'B', en exerçant le travail résistant C^*cb. L'admission anticipée, qui est égale en longueur à l'admission proprement dite (n"" 709), commence en 6, et la tension se relève en B'B. Cette contre-pression subsiste ensuite jusqu'au point mort du piston, en développant le travail négatif ABa6. Le total

('] Celle question ne concerne guère que les locomotives, qui sont toiiyours sans condenseur.

est donc AEBVDda; et si on le soustrait du précédent, il reste, comme résultat effectif, le noyau BCB'C.

Dans la réalité, les chutes et les restitutions de pression ne seront pas instantanées. L'effet du laminage substitue à ce périmètre théorique un profil tel que celui qui est ponctué sur la figure 404. Le noyau utile, déprimé dans le sens de la verticale, s'étend suivant rhorizontale en dehors des limites précédentes.

713 — On voit par là que le travail moteur, après avoir diminué progressivement à partir du fond de la coulisse C (fig. 403), conserve encore une certaine valeur pour la marche au point mort en A. En raison de la continuité, il ne saurait tomber subitement à zéro. Le domaine du travail moteur s'étend donc un peu au delà, jusqu*à un point tel que B (*).

Certains mécaniciens de locomotive prétendent en effet recueillir pratiquement un certain degré de puissance propulsive, en mettant la distribution aux premiers crans de la marche en arrière. Ils ne manquent pas, quand ils veulent battre contre-vapeur, en produisant un travail certainement négatif, de se mettre nettement à des crans assez éloignés du point mort de la coulisse.

Ajoutons que sur le segment réduit BC, qui est réservé au travail négatif, ce dernier ne reprend, jusqu'à l'extrémité de la coulisse, qu'une valeur absolue moindre, dans le régime de la contrevapeur, que le travail moteur sur le segment BC.

Telle est la manière dont les choses se passent avec une machine qui est déjà lancée dans la marche en avant, et pour laquelle on vient à renverser la vapeur. Si, au contraire, le moteur se trouve préalablement en mouvement à la marche en arrière, et qu'on manœuvre progressivement le relevage, on recueillera du travail positif sur la longueur C'B, et l'on ne battra nettement conlre-vapeur que pour le segment B,C. Il existe donc sur la coulisse un segment central BB,, qui donne toujours du travail moteur aux deux allures de la machine. La marche au point mort correspond à son milieu.

[') Le diag^ramme s'altère alors encore plus profondément. Il prend la forme d'une courbe en 8. (ne des deux boucles correspond au travail négatif, dû à la prépondérance de la compression. Lorsque les ailles de ces deux boucles sont égales, on passe de la région motrice à la région résistante

§6 COULISSES BEPmKZ, ALLAN, DCTHEIL, CHAI.LIGNY

714 — Coulisse Marcel Deprez. — M. Deprez a proposé un système de distribution fondé sur l'emploi d'une coulisse rectiligne ce (fig. 405), conduite par les excentriques E, E'. Il la destine à réaliser rigoureusement la constance des avances» comme le fait la coulisse de Gooch, mais avec un moindre développement en lon-

Fijir- 405. — Coulisse droite Deprez (figure schématique).

gueur, en rejetant à cet effet, entre la coulisse et l'arbre, les diverses pièces du mécanisme.

Le système est fondé sur le principe du parallélogramme d'Evans ('). Une barre MN se meut entre la coulisse mobile et la ligne OQ des points morts. Une bride PQ, égale à la moitié de MN, relie le milieu P de cette barre au bouton Q du tiroir. Le coulisseau M est directement articulé à la bielle de relevage R.

On sait que, si Q était un point fixe, le système articulé MNPQ pourrait se mouvoir» dans toutes ses déformations, en restant inscrit

(*) Ilaton de la Goupillière. Traiié des méeaniêtnes, p. 186.

MAGHINES A VAPEUR.

entre les droites rectangulaires MQ, NQ (*). Il s'ensuit qu'au moment du passage de la manivelle par son point mort, la coulisse, se redressant alors perpendiculairement en raison de la symétrie, sert de projetante au coulisseau M. Celui-ci, dans toutes les transformations, se projette donc au môme point Q. En d'autres termes, l'avance à l'admission restera la même pour toutes les valeurs du segment MQ.

715 — Coidisse Allan. — L'emploi de la coulisse rectiligne se rencontre encore, mais d'une manière plus confuse au point de

Fig. 406. — Coulisse droite Allan (figure schématique).

vue de la constance des avances, dans la distribution d'Alexandre Allan (•).

Les barres d'excentrique EC, EV (fig. 406) actionnent la cou-

(') En vertu de cette propriété du triangle rectangle, que sa médiane est égale à la moitié de l'hypoténuse, puisqu'elle constitue le rayon, et celle-ci le diamètre du cercle circonscrit.

(*) Zeuner. Traité det distributions par tiroirs. Traduction Debize et Mérijot, p. 1S5. — Pichault. Appareils de distribution par tiroirs, p. 172. — Spineuz. Traité des distributions, p. 96. — Coste et Maniquet. Tracé pratique des épures de distribution, p. 277. — Couche. Voie, matériel roulant, etc., t. IH, p. 320 et 545. — Revue univers selle des mines et de la métallurgie, i" série, t. XI, p. tS3. — Reuleauz. Die Aliau'scbe Coulissensteuerung. Civil Ingénieur, t. UI, p. 92. — Gustave Schmidt. Ingenieurvereins, 1866. — Edward Co^iing Welch. Designing valve gearing, în-i2, p. 157.

DISTRI&irmWS A DEUX EXCENTRIQUES. S11

lisse ce, qui est suspendue ca son milieu à 1» bielle de relevage D. Le coulisseau f appartient à la tringle F, qui attaque la barre T du tiroir. Elle est de même sollicitée par la bielle G. Celle-ci est mue par le mécanicien, ainsi que la précédente D, à l'aide du levier coudé H.

Cet ensemble est plus compliqué que le précédent, et ne procure pas comme lui la constance théorique de l'avance à l'admîs-

FiR. KTi. — OnaWine DiilhvJI (l'I/valinn;.

slon. L'emploi d'une rainure rectilignc y constitue, par rapport au système de Steplienson, une simplification plus apparente que réelle. Toutefois sa complexité même, bien que fâcheuse au point de vue dynamique, procure, sous le rapport cinématique, certaines facilités, en raison du grand nombre des indéterminées, pour obtenir par tâtonnement certains résultats désirés, par exemple une constance des avances pratiquement suffisante.

71S — Coulisse Dutheil. — Dans la distribution Dutheil ('). les

(') Nolri mr If objet» rxpoté* par la Compagnie du chemin de fer de Pari» â Orléatu. 18SB. m-4* (Note <iur U [li<tlrtbulion par coulisse de Sleplienson avec iriincei

extrémités des bielles d'excentrique EB, E'B' (6g. 407, 408) sont guidées en ligne droite, de manière à se projeter Tune sur l'autre en un point B, qui sert d'articulation aux tiges BC, B'C. Celles-ci forment les rayons de courbure d'une coulisse circulaire, suspendue en son milieu M à la bielle de relevage MR.

Dans ces conditions, les barres EB, E'B' alternent, pendant la rotation, de la position supérieure à la position inférieure; mais chacune des tigos BC, BT/ reste d'un même côté de la ligne des

Pig. 408.

poinis morts. Les tîgures EBC, E'B'C varient donc beaucoup plus pendant le mouvement de l'arbre avec relevage au repos, que dans le relcvage avec l'arbre immobile. Mais si l'on s'attache par la pensée au passage par le point mort, OEE'B reprend chaque fois sa forme symétrique, et le point B revient toujours au même lieu. A quelque degré donc que l'on ait relevé ou abaissé la coulisse, le coulisseau qui se trouve placé sur l'alignement OB, à une distance nécessairement égale au rayon de courbure, se trouve ainsi ramené au même point, ce qui réalise la constance des avances.

717 — M. Deprez a introduit dans cette combinaison une modification intéressante (fig. 409), en vue d'y employer une coulisse rectiligne, en se contentant, pour la constance des avances, d'une approximation qui est extraordinairement approchée, lorsqu'on la soumet au calcul.

A cet effet les deux barres d'excentrique sont coudées à angle droit d'une manière invariable, sous la forme EAB, E'A'B'. Elles

s'articulent aux tiges BC, B'C qui commandent la coulisse droite Ciy« Celle-ci est précisément double en longueur de la valeur que prend la corde BB', au moment du passage au point mort.

On voit d'après cela que, si la coulisse est amenée de sa situation moyenne CC à son fond de couree supérieur, dans la position C,C/, régalité de C.C avec BB' entraîne celle de BC, avec B'C ou BC. Le

Ay-

Fig. 409.

coulisseau du tiroir se retrouve donc au même point C^ pour trois positions différentes, à savoir les deux fonds de course et la situation moyenne. On comprend dès lors que ses dérangements dans l'intervalle soient très réduits par cette circonstance.

718 — Coulisse Challigny. — Le dispositif de M. Challigny (*) est encore destiné à conserver les avances.

Le centre d'excentrique (fig. 410) venant en E, E', aux deux points morts de la manivelle motrice, on installe en un point c de la perpendiculaire Oc sur la ligne EE', le moyeu d'oscillation d'une coulisse circulaire cC, ou cC\ qui a pour rayon de courbure la barre d'excentrique EC, ou E'C^ La seconde position C du coulisseau C s'obtient en décrivant autour de c l'arc de cercle CC par le point C.

(*) Sauvage. Revue de l'étal actuel de la construction des machines. Annales des Mines, 8* série, t. XVU. p. 471 .

Le tiroir est conduit par une bielle, qui est articulée en un point T invariablement lié à la coulisse ; nous le retrouvons en T' pour le point mort opposé.

Fig. 410.

11 demeure évident que Tavance ne sera pas modifiée par le relevage, car le coulisseau C peut décrire cC, et de même C! parcourir cC', sans déranger la position de ces coulisses ni, par conséquent, celles de T, T', c'est-à-dire du tiroir; ces deux cercles ayant précisément pour rayon la barre d'excentrique.