CONNEXION

9iî8 — Connexion directe ou indirecte» — Jusqu'ici nous avons laissé de côté la manière dont la déformation du régulateur, quel qu'il soit, sera utilisée pour modifier l'admission du fluide moteur. 11 convient d'aborder enfin ce point (^). Notons d'abord l'inlérét qui

(^) Je mentionnerai encore, dans cet ordre d'idées, les n^gulateurs Cook, Ricbabdson, WBïTiKGnousE (Richard. La lumière électrique^ 24 mai 1884, p. 305). (■) Ledieu. 'Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. CX, p. 618. (') Léauté (Uarche rationnelle à suivre en pratique pour l'établissement d'un ré^-

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s*attache à ce que les pièces de celte connexion soient équilibrées et soustraites à l'influence de la gravité. Sans cette précaution, trop souvent négligée, Tinfluence du régulateur ne se fait pas sentir également dans les deux sens.

Un premier système d'attaque consiste à manœuvrer directement la valve qui est installée sur la conduite d'amenée de la vapeur. Dans un second type, on met en relation le modérateur avec la distribution proprement dite, de manière à faire varier la période d'admission ('). Il est bon également de disposer, parmi les organes qui relient le régulateur avec la machine, en vue des cas où celleci viendrait à s'emporter, un moyen de faire tomber la courroie de transmission, en coupant complètement la vapeur.

913 — La connexion peut être directe ou indirecte. Le premier mode expose à une grande instabilité, en faisant retenlir sur la distribution les moindres perturbations du modérateur. En outre, il est

lateur à action directe. Comptes rendus de t Académie des Sciences, t. LXXXIX, p. 431, 473; Cil, 497; 2 juillet 1888. — Marche rationnelle à suivre en pratique pour rétablissement d'un appareil de régulai'isation à action indirecte. Ibidem, i*' mars, 13 décembre 1886. •— Compte rendu des travaux de la Société de Vindustrie minérale de Sainl-Étienne, 188(5, p. 69). — Dcrard et Lcauté (Sur les moyens de réduire les accroissements momentanés de vitesse dans les machines munies de régulateurs à action indirecte. Mémorial des poudres et salpêtres^ t. II. — Comptes rendus de V Académie des Sciences, t. C, p. 1211 ; CIII, 1167 ; CIV, 657). — Débrayage Bodemer. Hirsch. La mécanique à V Exposition de 1878, p. 286.

(<) De ces deux procédés, le premier présente en général beaucoup moins de i êsistance a vaincrc ; mais il est inférieur au second au point de vue tliéorique. Nous avons en effat reconnu (n* 654] que le résultat économique fourni par un poids déterminé de vapeur est plus satisfaisant avec l'étirage aux lumières. D'ailleurs la formule de Poncelet (t. I, p. 819) nous fournit, pour la somme des travaux de pleine pression et de détente, l'expression suivante :

Pi»i

Le premier facteur est supposé constant. Dans le second, si l'on éti*angle avec la valve, on diminue la pression p^ avec laquelle la vapeur est admise dans le cylindre. Si au contraire on agit sur le mécanisme de distribution pour allonger la détente, on diminue ps qui représente la tension finale. Le résultat est donc plus favorable avec ce mode qu'avec le premier.

On a paifois, en vue de s'opposer aux longues oscillations inhérciiles à l'iochronisme, associé sur une môme machine (Lcdieu. Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences, t. CX, p. 020) la commande de la valve et celle de la distribution, la première d'une manière directe et permanente, la seconde à l'aide d'un embrayage (n* 913) qui n'entre en jeu que pour des influences d'une certaine importance.

peu de distributeurs offrant une résistance assez faible pour pouvoir être actionnés directement par cet appareil, comme la détente Ridder, et les systèmes à déclic, ou à excentrique de calage variable. L'interposition d'un système d'embrayage (fig. 556) a été introduite en vue de parer à ces inconvénients. Le régulateur n'a plus alors de solidarité permanente avec le mécanisme distributeur. Son action directe se limite au manchon d'embrayage A. Celui-ci prend sous cette influence, le long de Taxe B, un déplacement vers Tune

ou l'autre des roues folles C, C, qui engrènent toutes les deux avec le pignon D, monté sur l'arbre E.

Avec une allure moyenne, A se tient entre C et C. De faibles oscillations lui sont donc per- } mises sans engager aucune de ces deux roues, afin que la distribution ne soit pas actionnée à l'occasion de variations insignifiantes. Mais, si un changement plus notable se manifeste, A se trouve mis en prise avec C ou C, ce qui transmet à la roue D, suivant les cas, deux rotations inverses l'une de l'autre. Pour une accélération, par exemple, E se trouve attaque de manière à raccourcir l'admission. Le moteur se calme ; mais dès que la vitesse tend à décroître, le manchon A, reporté en sens inverse, abandonne la roue qui redevient folle. On cesse donc de restreindre progressivement la pleine pression ; la vitesse n'a plus de raison de diminuer davantage, ni A de se porter plus loin, et d'aller jusqu'à la roue opposée. Le régime voulu se trouve ainsi établi, sans être nécessairement détruit par une oscillation inverse (*). On remarquera, en outre, que si la stabilité du régulateur est

[') Voyez toutefois sur ce sujet la théorie du n<* 915.

Fig. 556. — Embrayage du régulateur (plan).

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améliorée, il en est de même de sa puissance. On ne demande plus, en effet, à l'appareil déformable que la faible force nécessaire pour faii'e glisser le manchon, tant qu'il n'est pas en prise avec Tune des roues d'angle. A cet instant, la résistance augmente subitement par l'embrayage de toute la distribution, mais c'est alors le moteur lui-même qui est chargé de la vaincre par l'intermédiaire de l'arbre B, et non plus le modérateur proprement dit. Celui-ci pourra donc être construit plus légèrement.

914 — M. Raffart a imaginé une ingénieuse application du mouvement louvoyant (^), en vue d'assouplir la résistance à vaincre par le régulateur. L'obturateur cylindrique qui sert de valve, est animé sur lui-même d'une rotation, avec laquelle devra se composer son propre soulèvement opéré par le modérateur. Le déplacement résultant se trouvera donc incliné en biais sur la direction de ce mouvement; et le frottement lui sera diamétralement opposé. Son intensité immuable /"N se décomposera de son côté, et la composante directement opposée à l'action du levier sera réduite par là dans un rapport dont on reste maître, en disposant de la vitesse de rotation imprimée à l'appareil.

915 — Oscillations de la connexion. — Si l'on y regarde de plus près, il arrive, pour l'explication présentée au n** 913, ce que nous avons déj<î vu se produire à l'occasion de celle qui nous a conduit à la recherche de l'isochronisme. C'est que le résultat cherché, qui théoriquement semblait être atteint directement, ne peut pratiquement s'établir qu'à travers une série d'oscillations. Nous pouvons nous en rendre compte à l'aide de l'analyse suivante.

Supposons que l'ensemble des pièces solidaires de l'arbre de couche du moteur en affectent la rotation par un moment d'inertie total A. On vient à supprimer subitement dans l'atelier une partie du moment résistant, que nous représenterons par la constante M. Mais, en même temps, le régulateur entre en jeu pour diminuer le moment de la puissance d'une quantité N, qui sera en général

(*) Génie civil, t. XVIII, p. 247. — La lumière électrique, t. XXXVni, p. 208. — Bulletin de la Société d'encouragement, 4* série, t. VI, p. 62.

une fonction de l'angle de rotation 9» L'arbre qui auparavant tournait uniformément avec une vitesse (o^, va prendre sous cette double influence une accélération angulaire :

Pour intégrer cette équation différentielle, multiplions-la membre à membre par l'identité :

il viendra ainsi :

Aœdci) = me/ç — Ndç,

et en intégrant depuis Tinstant :

ti) = 0)

pour lequel Tembrayage entre en prise :

A(eo«--V)=M?-J'Nd?.

Cette relation est identiquement satisfaite, comme cela devait être, pour les données initiales (2). Mais si Ton veut que la vitesse qui vient d'abandonner cette valeur Wq, y rentre de nouveau, il faut attendre que Tangle de rotation atteigne une seconde racine de l'équation déterminée :

(3) M9— pNd?=0.

Or rien ne prouve que cette valeur satisfera en même temps à la condition :

qui serait nécessaire (éq. \) pour annuler à cet instant -ij-» en lais-

KJËGULATEURS DIVERS. 505

sant définitivement la vitesse dans l'état voulu. Si, au contraire^ il subsiste alors une certaine accélération, l'on verra l'allure s'éloigner de nouveau des conditions désirées, en exécutant successivement de nouvelles oscillations.

918 — Pour le faire encore mieux saisir sur un exemple précis, choisissons comme hypothèse celle qui est la plus simple au point de vue analytique :

L'équation (3) devient :

Bç« — 2M? = 0,

et donne comme seconde racine :

La relation (1) donne par cette substitution :

^ M — B? M — 2M ^ M^ di~ A "' a" *"" a'

L'accélération angulaire possède donc, au moment où l'on regagne la vitesse de régime w^, une valeur égale et de signe con-

traire à celle ^ qu*elle avait à l'instant initial, pour lequel 9 = 0

et N = 0. Par conséquent des effets absolument identiques vont se dérouler en sens contraire, et théoriquement cet état d'oscillation ne prendra jamais fm.

La solution du n"^ 915, qui présente en outre le défaut de la lenteur, a donc peu réussi sous cette forme, et réclamait de nouveaux perfectionnements. On en trouve un, digne de remarque, dans l'ingénieux mécanisme connu sous le nom de compensateur Denis.

917 — Compensateur Denis. — Cet appareil (*) peut s'adapter à un modérateur quelconque. Lorsque celui-ci vient à se déformer en faisant varier l'admission, le compensateur lui permet de regagner ensuite sa position normale sans modifier la distribution en sens contraire, pendant qu'il exécute pour son propre compte ce mouvement de recul.

Ih

Fig. S57. — Compensateur Denis (élévation).

La figure 557 nous montre en A un régulateur. Si son manchon vient à jouer, il fait basculer le levier B sur l'articulation C. La fourche b sollicite dès lors la tringle D, dont la partie d peut cou lisser à travers le levier E du papillon e, de manière à concilier le mouvement circulaire de E avec celui de D, qui s'effectue en ligne droite.

Le déplacement de D met le toc inférieur 8 de cette tige en prise avec l'une des deux roues d'angle F, F' qui, comme dans l'ap-

(*) Marié. Annales des Mines, 7" série, t. XIV, p. 503. — Gosle et Maniquet. Traité théorique et pratique des machines à vapeur, pi. 14. — Hirsch. La mécanique à V Exposition de 1878, p. 284. — Congrès international de mécanique appliquée de 1889, t. n. p. HO.

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pareil précédent (fig. 556), reçoivent des mouvements angulaires respectivement inverses de la part du pignon calé sur l'arbre y, lequel a une connexion constante avec le moteur. Le pignon 3, ainsi actionné subitement dans le sens convenable, fait tourner sur ellemême la tige D. La partie filetée de celle-ci se vissant dès lors dans la douille du levier E, la tige tenue en respect par le régulateur force cette douille à se déplacer en manœuvrant la valve. La vitesse du moteur tend à se rectifier, le régulateur mollit, et dès que l'on revient à l'allure voulue, les résistances majeures qu'offre la distribution arrivent à caler le levier E dans lequel, comme dans un écrou, la tige D regagne avec légèreté sa première position. Dès le premier instant, son toc 8 abandonne la roue folle, la tringle cesse de tourner, et par suite de se déplacer dans sa propre direction. Elle abandonne donc le modérateur dont la position est à peine modifiée, en raison du faible écartement qui sépare F de F', dans l'intervalle duquel la tringle peut osciller verticalement sans être amenée à tourner sur elle-même.