S^-AX

Considérons maintenant la bielle séparément (flg. 53). Nous avons vu précédemment (23) qu'elle est soumise pendant la rotation à la force d'inertie P, et nous avons trouvé les composantes c, h, m, capables de l'équilibrer ; la force P est la résultante des forces : — t?, — A. — w; la force —A équilibre une partie de Taction de la vapeur sur le piston, l'effort transmis par la tige est .

donc H —A, qui détermine sur le palier une poussée égale en laissant le bâti sollicité par la force —h; de plus Teffort H — ^ produira un couple moteur sur Tarbre et un couple égal et de sens inverse appliqué au bâti. En fin de compte, les forces à appliquer au bâti en ne considérant que l'action de la vapeur et l'inertie de la bielle sont ; !<> — t?, — ^, — tw, dont la résultante est P, et i© un couple égal et de sens contraire au couple moteur transmis à Tarbre, Enfin, les pièces du groupe III ne donnent lieu à aucune difficulté.

FORCES d'inertie DU MÉCANISME 69

En résumé, les actions qui se développent sur le bâti, par suite de l'inertie, comprennent : 1** un effort longitudinal; 2^ une force passant par le centre du palier principal, dirigée suivant la manivelle, et égale à la force centrifuge de cette pièce, augmentée de celle d'une masse a peu près égale au tiers de la bielle, placée au centre du bouton de la manivelle ; 3** un couple égal au couple moteur transmis à l'arbre et de sens opposé à celui-ci.

32. — Équilibrage des machines. — On peut, par certaines dispositions, soustraire plus ou moins complètement le bâti à l'action des forces d'inertie qui viennent d'être énumérées; mais, il est -évident qu'on ne peut jamais annuler le moment qui provient du couple de torsion transmis à l'arbre, Tun constituant la réaction et l'autre l'action.

Premier moyen. — Le seul moyen parfait consisterait dans l'emploi de deux machines identiques et opposées (n** 13, fig. 24), pourvu toutefois que les axes des deux cylindres coïncident; cette condition est réalisée dans la figure 25, mais on voit, d'après les diagrammes (fig. 49 et 50), que les forces d'inertie ne sont pas égales pour deux positions opposées des manivelles lorsque les bielles sont situées du même côté de l'arbre. Au point de vue pratique, ces trois solutions sont cependant bien suffisantes, il en est de même du moteur de Gollmann'(16); on ne peut leur reprocher que leur complication. Il est à remarquer, du reste, que tous ces dispositifs équilibrent en même temps l'arbre au point de vue statique, c'est-à-dire qu'ils font disparaître l'influence perturbatrice des poids mobiles, aussi bien dans les moteurs verticaux que dans les moteurs horizontaux (').

Detixième moyen, — On peut, au moyen de contre-poids tournants, placés à l'opposé de la manivelle, obtenir un équilibrage partiel dont on se contente souvent à cause de sa simplicité.

D'après ce qui a été dit au numéro précédent, on équilibrerait les

1. Dans les machines à multiple expansion, le dédoublement des cylindres peut ne pas être une complication; les dispositions adoptées par Thornycroft dans les machines du chasse-torpilleurs Daring sont à cet égard très instructives. (E/igrineerin^, 1894, 2e sem,, p. 575).

Les machines à trois cylindres du genre Brotherhood peuvent être étudiées facilement au moyen des théories du texte; les forces d'inertie longitudinales y sont assez bien équilibrées, mais Tarbre exigerait un fort contrepoids opposé à la manivelle.

FORGES d'inertie DU MÉCANISME

forces appliquées au centre du pa)ier en disposant à l'opposé de la manivelle un contre-poids capable de faire équilibre à celte pièce, au point de vue statique, et à équilibrer en outre le tiers environ du poids de la bielle supposé appliqué au bouton de la manivelle.

Pour les petites machines horizontales, on fait usage du plateaumanivelle en fonte; on peut facilement laisser à cette pièce une surépaisseur opposée à la manivelle (âg. 54). Une disposition, évidemment meilleure consiste à employer un double plateau, comme dans les machines Straight4ine (fig. 55.)

Fig. 54

Lorsque l'arbre est coudé, les joues du coude peuvent être prolongées et élargies, ou bien on peut faire usage de contre-poids rapportés: la figure 56 représente l'un des coudes armés de contre* poids du moteur vertical des figures 13 et 14.

On peut donner plus d'importance aux contre-poids, et Ton arriverait ainsi, par la composante de leur force centrifuge dirigée suivant l'axe du cylindre, à équilibrer à peu près exactement l'effort indiqué au 1*" du numéro précédent. Mais la composante de la force centrifuge normale à cette direction constituerait une fatigue nouvelle. Si, pour le but que

l'on a en vue, cette composante a moins d'inconvénients que la force d'inertie longitudinale, il pourra y avoir intérêt à donner aux contrepoids de manivelles une grande importance, mais on ne devra pas perdre de vue que la composante transversale que Ton fait naître fatigue alternativement le palier et son chapeau.

On a pu, par ce moyen, faire fonctionner à très grande vitesse des machines horizontales dont le bâti, au lieu d'être attaché, reposait sur des galets ; le bâti était assez lourd pour ne pas se soulever lorsque les contre-poids passaient dans leur position culminante.

Dans les machines locomotives, on fait souvent usage de contre-poids d'équilibre, mais sans atteindre la limite nécessaire pour équilibrer l'effort longitudinal, parce que la composante verticale de la force centrifuge, lorsqu'elle agit vers le haut, déchargerait la roue correspondante d'une manière dangereuse.

Pour les machines verticales autres que celles comprenant deux ou plusieurs coudes symétriquement répartis autour de l'arbre, les contrepoids de manivelles ont une fonction différente : ils servent à équilibrer au point de vue statique une partie du poids des pièces, et à donner au moment moteur une valeur plus régulière dans le tour. Lorsque les machines sont à très grande vitesse de rotation, on préfère, à moins qu'il ne s'agisse de moteurs devant démarrer dans toutes les positions, opposer les coudes l'un à l'autre, ce qui procure les avantages développés à propos du premier moyen .

MACHINES DE WOOLF

§111 MACHINBS DB WOOLF {*)

33. — Dispositifs divers de ces machines. — Le système ûe Woolf consiste dans remploi de deux cylindres successifs ; la vapeur admise à la pression de la chaudière dans le petit cylindre pendant une fraction de la course y commence sa détente, puis elle est refoulée dans le grand cylindre, et son volume augmente jusqu'à la fin de la course du grand piston; enfin, elle est évacuée au condenseur. Les deux cylindres, dans les machines primitives, étaient toujours disposés sur le même bras du balancier, (fig. 57); ainsi, la vapeur venant de la chaudière est admise en Â, celle qui a été admise sur la face supérieure du petit pistoi^ pendant la course précédente se transvase du petit vers le grand cylindre et occupe le volume B + B' ; la vapeur qui se trouve en C sur la face supérieure du grand piston, s*échappe au condenseur. A la course suivante, les conduits marqués en pointillé sont ouverts et les mêmes opérations se produisent sur les faces opposées des pistons.

Fig. 57

Fig. 68-59

Ce mode de fonctionnement admet d'autres dispositions, notamment celles de la figure 58, avec manivelles opposées, ou de la figure 59 avec une seule manivelle. Les conduits et les organes de la distribution sont disposés de manière à ce que l'admission au grand cylindre ait lieu pen-

1. Voir la notice historique (no 2) et le rapport de M. Mallet au Congrès de mécanique appliquée de Paris, en 1889 (Revue technique de VExposition de 1889, 6e partie, tome II, p. 7).

MACHINES DE WOOLF

dant toute la course, c'est-à-dire aussi longtemps que dure Tévacuation du petit cylindre ; dans ces conditions, le volume du conduit qui forme le passage d'un cylindre à l'autre pourrait être fort réduit, et nous supposerons qu'il est nul (*).

34. — Partage du travail entre les deux cylindres, — Dans la figure 57, le mouvement des pistons est supposé parallèle; Tadmission au petit cylindre se fait parles obturateurs a,a\ l'évacuation au grand cylindre par les obturateurs b,b* ; l'échappement est réglé par les valves c,c' ; pendant la course ascendante, les obturateurs 6 et c sont ouverts d'une manière permanente, sauf, éventuellement, une certaine avance à la fermeture nécessitée par les compressions, et dont nous ferons abstraction. L'obturateur a est ouvert pendant nne fraction de la course du petit piston.