COKSIBÉBATIONS SUR LA MANŒUVRE DES TIROIRS. TIROIRS OOMPENSÉÇ

90. — Le tiroir à coquille est appliqué sur sa glace par une force variable avec la position du distributeur et avec les pressions qui régnent dans les lumières. Des données précises manquent pour déterminer cet

RESISTANCE DES TlROlïtS

efifort et le frolLement qui en est la conséquence ; d'ailleurs la question présentera toujours un élément indé terminé, ainsi que nous allons le voir*

Fig. 174

M, Hertay a montré en 188b, par l'appareil d'expériences représenté figure 174, qu'une plaque d'une certaine étendue, posée sur une lumière et soumise à une pression de plusieurs atmosphères, n'occasionne qu'un frottement insignifiant lorsque le rohinet R est fermé- La résistance ne commence à se produire que lorsque ce robinet est ouvert, et qu'il existe une différence de pression finie entre la chapelle et la lumière.

Il est donc probable que la surface de contact entre le tiroir et la glace, c*est-à-dire le joint, est soumise, dans le cas où le robinet est fermé, à une sous-pression que Inexactitude du dressage ne parvient pas à empêcher; on peut se figurer ce qui se passe en supposant qu*une lame d'eau très mince, interposée entre ces surfaces^ est suffisante pour transmettre la pression de la vapeur dans tous les sens et en tous les points du joint.

Lorsque le robinet est ouvert, la différence des pressions entre les deux faces est supérieure à w {p,, — jo^), w étant la section de la lumière, p^ et p, les pressions intérieure et extérieure; car, en continuant Thypothèse de l'existence d'une couche d'eau, elle se trouve soumise de a vert; b à des pressions qui diminuent depuis j9y jusqu'à p,» Si la pression est suffisante pour chasser cette lame d'eau^ c'est le vide absolu qui existe entre les surfaces de contact ^ et la résistance au glissement devient considérable. Mais il est impossible d'évaluer la sous-pression, si ce n'est sur la portion du tiroir recouvrant uxie lumière dans laquelle la pression est connue par le diagramme.

Lorsque le tiroir est dans sa position moyenne (fig. 175), la détente vient de commencer dans l'une des lumières, la compression se pour-

182 RÉSISTANCE DES TIROIRS

suîl dans l'autre, il y a indétermination sur les pressions des surfaces

en contact, mais la pression d'échappement règne sur toute la surface AB; pour les autres positions, la situation est évidemment différente.

Les tiroirs divisés, à largeur égale de lu- ^^' mières, présentent deux poches d'échappe-

ment au lieu d'une; ils sont donc plus durs à manœuvrer.

Enfin, les tiroirs avec tasseaux de détente directement superposés, lorsqu'on réalise de courtes admissions, sont dans les conditions les plus défavorables, parce que la pression décroissante de la détente règne dans la lumière d'admission depuis le commencement de 'la course du piston. Ce fait explique pourquoi les tiroirs fonctionnent quelquefois moins facilement pour de faibles introductions que lorsque la machine est plus chargée.

La division du tiroir en quatre obturateurs améliore considérablement l'étal de choses dont il vient d'être question; la différence ne réside pas dana la diminution de surface exposéeauxpressions, car si, pour chaque obturateur, cette surface est en effet diminuée, la surface totale ne varie pas d'une manière sensible ; mais les obturateurs d'échappement ne sont plus soumis, sur la face supérieure, qui est la face interne vers le cylindre^ qu'à la pression décroissante de la détente pendant la course motrice, et ils sont en équilibre pendant la cburse d'échappement,

Le travail de frottement des tiroirs à coquille n'est cependant qu'une très faible fraction du travail brut, ainsi que le démontrent les diagrammes relevés à vide sur des machines à détente variable ; l'admission étant alors très faible, les tiroirs sont cependant dans les conditions les plus défavorable^ Q) (voir le tableau du numéro S3, où le tiroir non équiUbré absorbe dans un cas 3,2 % du travail brut, et dans l'autre cas 1,9 ^ de ce travail.)

Le coefficient de frottement entre les surfaces dépend de l'état du graissage, mais comme la sous-pression est inconnue pour une partie

1. Nous n*avons jamais trouvé que le diagramme de la marche à vide des machines à tiroirs fut plus grand que celui que l'on obtient avec les autres systèmes de distribution. De nombreux essais confirment ce fait, voir par exemple l'essai au frein d'une machine semi-fixe compound à tiroirs du système Daveyet Paxmann, par -A.-B.-W. Kennedy {Engineering, 1889, 2^ sera,, p. m).

mmfmFf"^

RÉSISTANCE DES TIROIIiS 183

notable de la surface, la connaissance de ce coefficient ne permeitraU pas le calcul de la résistance. On évalue grossièrement celle-ci en supposant que la différence totale des pressions règne sur toute la surface dorsale, et en multipliant l'effort ainsi trouvé par 0,07.

La pression qui s'exerce sur le tiroir a surtout des inconvénients au point de vue de la conservation des surfaces frottantes, cette pression ne peut dépasser une certaine valeur par unité de surface froiianle (20 kilogrammes par centimètre carré) sous peine de produire le grippement. Les métaux qui se comportent le mieux sont la fonte frottant sur une fonte plus dure; on emploie quelquefois une table rapportée sur le cylindre pour lui donner plus de dureté. La lubrification exerce une grande influence sur la conservation des surfaces, on se borne quelquefois à graisser la vapeur, mais on peut nuire ainsi au fonctionnement de Tenveloppe; M. Hertay introduit le lubrifiant au moyen de graisseurs à pompe (Mollerup) dans le joint même qui se trouve entre les surfaces, sur lesquelles elle est répartie par des canaux, ce système, qui n'est appliqué qu'à de grands tiroirs supportant 7 à 8 atmosphères de pression, est très efficace.

On a employé exceptiopnellement des glaces en bronze ou en acier; dans la marine, où les tiroirs prennent parfois une surface de plusieurs mètres carrés, on garnit quelquefois la glace de pastilles noyées en métal antifriction. Certains mécaniciens préconisent l'évidement de toutes les surfaces, en ne laissant autour des lumières que le bord nécessaire pour rétanchéité ; c'est un remède dangereux, il augmente il est vrai la sous-pression, et il allège le tiroir, mais il diminue la surface frottante; si des tiroirs se sont mieux comportés après cette modification, c'est parce qu'elle a sans doute amélioré un graissage qui était défectueux.

Le fonctionnement compound est très favorable au tiroir, puisq[u*il étage les pressions et diminue en tous cas les dimensions dû tiroir du premier cylindre ; dans les machines à triple expansion, l'usage d'un tiroir cylindrique est général sur le premier cylindre; on garde souvent les tiroirs plats pour le second et le troisième cylindre, à cause de leur étanchéité plus grande; il est ordinairement inutile de graisser le tiroir k basse pression des machines compound, qui reçoit tous les lubrifiants du petit cylindre.

Dans les grandes machines marines verticales, on équilibre souvent le poids mort du tiroir au moyen d'un petit cylindre qui surmonte la chapelle ; un piston monté sur le prolongement de la tige se meut dans ce

RÉSISTANCE DES TIROIRS

cylindre, et est constamment soutenu par la pression de la vapeur M. Joy a complélé ce dispositif en appliquant à ce cylindre une distribution automatique, ce qui permet de contrebalancer les forces d'inertie (*),

91. — Tiroirs compensés. — 11 n'est pas impossible de réalisr des tiroirs plats complètement équilibrés (n** 58, fig. 87, 92, 93); les régulateurs américains esdgent cet équilibrage parfait. Plus souvent, on se contente de soustraire une partie de la surface du tiroir à la pression (fig- 176); le petit conduit c communique d'une manière permanente

Fig. 176

avec le condenseur ou avec le réservoir intermédiaire ; le joint peut donner lieu à une fuite importante, c'est généralemei\t ce qui fait renoncer au système, et il semble préférable, lorsqu'on veut employer le tiroir plan, de bien proportionner la surface frottante, faire un choix convenable des métaux et étudier le graissage.

1- Jo^'s ÂsiUtant Cylinder {Engineering^ 1891, 1er sera., p. 430).

DISTRIBUTIONS A CHAÎîCEMElST DE MABCBE

§ vm

DÏSTHIBDTIOK DES MACBIWEB A CHANGEMENT DE MASCHi:.

92. — Systèmes anciens* — Les premiers systèmes, longtemps conservés dans les machines marines, consistaienl à renverser l'angle de calage; cette opération se faisait au moyen de Texcentrique à toc Ifîg, 177, 178). Le tourteau d'excentrique présente une rainure concen-

Fig. 177 Fig. 178

trique à Tarbre, et] celui-ci est muni d'une cale e; si on fait tourner l'arbre dans le sens marqué par la flèche F, la cale vient en contact avec la lace r de la rainure et Tangle de calage est dispost? pour la marche en avant; si au contraire on le fait tourner dans le sens de la Hèche V\ la cale vient en contact avec la face r\ etc*

La rotation de l'arbre s'obtenait en déclenchant la barre d'excentrique de son articulation avec la tige du tiroir, et en commandant ceJIe-ci à la main de manière à obtenir le mouvement voulu; elle exigeait une attention soutenue du machiniste^ et souvent les efforts de plusieurs hommes pour la manœuvre du tiroir 0*

1, U existe ua système moderne souvent appliqué à des petits moteurs d'embareatfoiis, de treuils, etc., dans lequel Je changement de marche e.^t obtenu par un déplacement commandé du plateau de rexcentrique; ce déplacement peut avoir lieu par rotation; dans ce cas, le plateau est monté sur nn naanchon qui porte des rainures en béhce dans lesquelles s'engage un i^isonnier auquel le levier de manœuvre donne un mouvement de glissement parallèle à Taxe de Tarbre. Le déplacement peut être rectiligne, c'est-à-dire que la

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

Dans rapplicalion aux locomotives, il était impossible de conserver cette manœuvre par tâtonnements; on a adopté deux excentriques, l'un de marche en avant, l'autre de marche en arrière, chacun muni de sa barre. Suivant qu'il s'agissait de produire la marche dans un sens ou dans l'autre, on enclenchait la barre correspondante, l'autre étant provisoirement suspendue par une tringle oscillante. Ce système

comportait donc deux barres terminées du côté du tiroir par des encoches ou fourches évasées (fig. 179). Cet évasement était nécessaire pour pouvoir établir la connexion dans toutes les positions de la manivelle autres que les points morts.

93. — Coulisse de Stephenson ('). — Ce dispositif est représenté (fig. 180). La coulisse CC est reliée par les barres h aux excentriques de marche en avant OE, et de marche en arrière OE'.Un point de cette

trajectoire du centre du plateau, de la marche en avant à la marche en arrière, est une ligne droite ; Pexcentrique sphérique de Tripier {Hacon de la Goupillère,t. II, p. 263), est une réalisation ingénieuse do ce principe. Récemment, M. Jotj a eu l'idée de déplacer ainsi le plateau d'excentrique par rapport à l'arbre en se servant d'une transmission hydraulique {Joy Jluid pressure rêver sing gear, Engineering, 1894, l^-^ sera., p. 432.)

1. L'étude des coulisses a été faite d'une manière analytique par Phillips {Annales des Mines, 185i) et par Zeuner {Traité des distributions par tiroirs), Cette voie est longue, et pour arriver à une traduction géométrique simple des déplacements, on est obligé de faire certaines approximations. 11 nous parait plus satisfaisant de suivre une marche géométrique approximative, qui est du reste tout à fait suffisante dans la pratique, puisqu'on a l'habitude, une fois que les éléments sont fixés, de vérifier la distribution par un tracé en grandeur ou autrement.

'•^T'f--«ïif^r^f^fl;K-/,^^^75l!L'»TW5^^^

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

coulisse, (le milieu ou une extrémité), est assujetti à se déplacer sur un arc de grand rayon a: a: ; à cet effet, ce point est relié par la bielle BC à l'extrémité du levier AB, calé sur Tarbre A, nommé arbre de relevage^

Fig. 180 .

et actionné par le levier L; ce levier est manœuvré par une poignée, et un verrou permet de l'arrêter dans l'un quelconque des crans du secteur S. Si l'on suppose pour le moment que le levier occupe Tune ou Taulre de ses positions extrêmes, le tiroir relié par sa tige au coullsseau K sera conduit exclusivement par l'un ou l'autre des excentriques, le second restant inopérant. Ce dispositif permet donc de renverser la marche sans aucun tâtonnement, comme d'ailleurs tous les systèmes modernes. Première approximation. — Pour obtenir les écarts du point K, nous pouvons étudier le mouvement d'un point quelconque qui lui est invariablement lié, par exemple celui du point K', situé sur la corde CC\- Terreur commise de ce chef est insensible lorsque la corde est à peu près verticale. Nous négligeons dans cette première approximalion robliquité des bielles b, ce qui permet d'appliquer le théorème de GuinoLte (86), et de considérer le mouvement du tiroir comme produit par Texcen- Irique fictif Oe, le point e étant choisi de telle manière que :

Pour construire l'épure, portons (fig. 181) les angles'a, nous obtiendrons respectivement les cercles OE de marche en avant, et OE' de marche en arrière; quant au cercle correspondant à l'excentrique fictif, il

DISTRIBUTIONS A CHANGElfENT DE MARCHE

faut, pour le tracer, remarquer que son angle de calage est situé du côté de la marche en avant, et prendre son diamètre 0^^ or, joignons

EE', et partageons cette ligne en deux segments proportionnels à ceux CK, K' C de la coulisse, il est visible que nous trouverons ainsi le point e, etc- Tous les centres des cercles obte* nus ainsi sont sur la même ligne I \\ perpendiculaire à OM^j, ils passent par le point A; on complète Tépure en traçant les circonférences des recouvrements.

Lorsque CK=KC' (point milieu), on obtient le cercle OA, l'avance à l'admission est égale à la période d'introduction, la détente est égale à la période de compression. Il y a cependant encore un diagramme moteur, mais il est très faible, et la disiribulion est défectueuse; de plus, elle peut se faire indifféremment dans un sens ou dans l'autre.

Pour les crans intermédiaires, on obtient une marche à détente plus ou moins prolongée, ce qu'on pouvait prévoir par la considération de l'excentrique fictif (77).

Fig. 181

Fig. 182

Correctiomt dues aux obliquités, — Considérons Texcentrique OE de rayon e, actionnant un point C suivant la direction XX (fig, 18â). Les

DISTRIBUTIONS A CIIAXGEiMENT DE MARCHE

positions extrêmes de ce point s'obtiennent en décrivant de comme centre avec b -^ e et b — e comme rayons respectifs, des arcs qui coupent XX en Co et G,, les positions correspondantes de E sont Eo E^ ; nous pouvons, sans grande erreur, supposer que ces points sont diamétralement opposés et sur la direction Oa (l'erreur atteindra rarement en pratique l'épaisseur du trait de crayon, car les bielles sont beaucoup plus longues que dans nos figures); on a, d'après la construction effectuée :

Co Ci = 2 e

GoC, peut être remplacé approximativement par bd, en substituant les tangentes aux arcs Co et c,.

Ainsi, le mouvement du point C équivaut à celui qui serait obtenu par un excentrique -ayant pour excentricité :

et pour angle de calage

Pour construire le cercle corrigé des écarts du point C, on prendra OE comme précédemment (fig. 183), puis Tangle EOE, =|3, et on élèvera la

' fmmvtf^ m \ .\ i> MHpR|

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

perpendiculaire EE» au rayon OE. L'égalité des tHangles OE E^, a c^ h donne :

ou, approximativement :

OE, r=a6

OE. =.5CoC.

OE^ est donc bien le diamètre du cercle des écarts du point C. La même construction s'applique aux écarts du point G'. En partageaiil E; E,' en deux parties proportionnelles aux deux segments de la

coulisse, on trouve le diamètre Oe plus exact que celui que nous avions trouvé d'abord.

Au point mort, les angles j3 et ff sont égaux, on trouve ainsi le diamètre ÔA, corrigé.

Lorsqu'on déplace' la coulisse, la somme des angles /3 et f reste très approximatiment constante, il en est de même de la somme des tangentes EEj, E' E\ ; pour obtenir les points tels que e, il suffit donc, ayant mené Es, = E'e\ = etg-i (voir flg. ,184) de partager ces tangentes en un même nombre de parties égales, de numéroter ces divisions en sens inverse, et de joindre les points qui portent le même numéro, les points tels que e^ partagent chacun la droite sur laquelle ils sont situés en deux segments proportionnels à ceux de la coulisse, lesquels sont approximativement dans le même rapport que les tangentes EE,, E' E^' des angles ô et p'.

La courbe qui contient les points e, est une parabole, comme il serait facile de le démontrer d'après ce mode de construction.

Ainsi, une épure beaucoup plus exacte que la première est obtenue en substituant la parabole EA, E' à la droite EE'; les centres des cercles se trouvent sur la parabole 1 1'.

Cas de la coulisse à bielles croisées^ — La coulisse précédente est dite à barres ouvertes, c'est-à-dire que celles-ci ne se rencontrent pas lorsque la manivelle est au point mort avant ; la disposition inverse (fig. 183), est dite à barres croisées. En raisonnant comme dans le cas précédent,

Fig. 184

DISTRIBUTIONS A CIIASCEBIËNT DE MARCHE

on reconnaît que les angles de calage doivent être diminués de s et j3' respectivement pour les deux excentriques ; s et f ayant, du reste, des

e? ' Ftg. 185

valeurs variables avec la position de la coulisse; la parabole EA, E* est ici courbée en sens inverse ffïg/186) de même que celle qui contient les centres des cercles polaires*

Les deux systèmes, à barres ouvertes ou à barres croisées, ont la propriété de réduire la fraction d'admission lorsque la couUsse se rapprocbe de sa position moyenne, ou lorsque son levier de commande est arrêté dans un cran qui se rapprocbe de plus en plus du point milieu ; toutefois, ainsi que cela arrive lorsqu'on change Tangle de calage d'une distribution ordinaire, les périodes d'échappement sont modifiées; on reconnaîtra facilement que les phases de la distribution sont affectées des changements suivants pour les crans intermédiaires:

UABBEB OUVERTES BABRE3 CROI6É£9

Avance linéaire à Tiatroduction .

Introduction,

Avance angulaire à réchappa ment Avance linéaire à Téchappement

Compression

Avance angulaire à Tadmission -

augmente diminue augmente

id,

id.

diminue

id,

augmente

diminue

augmente

augm, généralement

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

L'augmentation de l'avance à l'échappement et de la compression est ^ le caractère le plus saillant des deux systèmes,

il est rendu sensible sur les courbes d'indicateur. La figure 187 représente les diagrammes obtenus pour trois crans différents ; pour l'admission la plus faible, la compression est exa- Fig. 187 gérée.

On peut corriger jusqu'à un certain point l'inégalité des avances linéaires en admettant des angles de calage différents pour la marche en avant et la marche en arrière, lorsque celle-ci n'est qu'accidentelle; on s'attache alors à mettre la marche habituelle dans les meilleures conditions, en sacrifiant un peu la marche en arrière. Courhtire de la coulisse. — La forme de la coulisse n'a pas d'influence

/i 'jl

-"kr-^.

Fig. 188

sur la grandeur des écarts communiqués au tiroir, ni par conséquent sur la course de cet organe pour un cran déterminé, inais de cette

DISTQIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

forme dépend la position moyenne du .tiroir. Il est évident que cette position moyenne doit rester invariable quel que soit le cran que Ton considère, sinon le tiroir n'oscillerait pas symétriquement relativement aux lumières du cylindre; une coulisse droite ne satisferait pas à cette condition, il faudra donc lui donner une courbure convenable.

Supposons une coulisse à barres ouvertes dans Tune de ses positions extrêmes (fig. 188); du centre de l'arbre décrivons les circonférences de rayons 6 -h e, 6 — e eib; les positions extrêmes du coulisseau sont : G'o G'i, sa position moyenne est M*. L'extrémité inférieure de la coulisse se déplace sur la trajectoire XX, approximativement rectiligne, parallèle à OM', et distante de cette ligne de la longueur de la coulisse.

Plaçons maintenant le levier au cran milieu : les trajectoires des extrémités de la coulisse deviennent xx et a?V respectivement, et si nous traçons toutes les positions de la coulisse supposée droite, nous obtiendrons pour leurs enveloppes les deux courbes xkox' eixk^x\ qui sont sensiblement symétriques par rapport à la droite mm* (*).

La position moyenne du coulisseau sera donc le point K', obtenu en joignant m'm; cette position ne coïncide pas avec le point M', et pour corriger cette différence, il suffira évidemment de donner à la coulisse la flèche K'M' au point milieu.

L'arc de cercle ou la ligne droite sont les seules formes compatibles avec le glissement du coulisseau, on donnera donc à Taxe de la coulisse la forme de Tare w'M'm. C'est au point milieu que la correction K'M' est maximum, car elle est nulle aux points extrêmes, et elle varie d'une manière continue ; l'arc de cercle conviendra donc approximativement pour les points intermédiaires. -Ainsi : la coulisse doit avoir la forme d'un arc de cercle dont le rayon est égal à la barre d^ excentrique. On vérifierait facilement que cette forme convient aussi à la coulisse à barres croisées.

Suspension de la coulisse. — L'articulation inférieure de la coulisse doit décrire, dans les deux crans extrêmes et le cran moyen, les trajec-

1. On reconnaît facilement que cette symétrie doit exister, car la position verticale AB est produite par les positions Oe, Oe' des excentricités ; de même DF résulte des positions OE, OE' de ces rayons; ainsi les trois points A, m\ D sont obtenus en décrivant des points e, O, E des arcs ayant pour rayon la barre d'excentrique; il est visible que Ton aura très sensiblement Am* = rn'D chaque fois que l'excentricité sera modérée vis-a-vis de la longueur de la coulisse, cette condition n'est du reste pas remplie dans nos figures, où, dans un but de clarté, Texcentricitô est toujours exagérée, les barres étant au contraire très courtes.

MACHINES A VAPSUB 13

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

toires XX, xx^ Cfi\j ou plutôt, des arcs de cercle qui se rapprochent de ces trajectoires ; on obtiendrait ce résultat en suspendant l'articulation à l'extrémité d'un levier dont Textrémité décrirait un arc LL'L", de même rayon que l'arc M'mN; cette condition serait remplie par un levier tel que O'L, dont le rayon serait égal à la barre d'excentriqpie .

La distance 00' devrait être assez grande pour rendre insensible la courbure des trajectoires XX, etc. ; des raisons pratiques s'opposent à l'adoption de ce mode de suspension, on le remplace par un système qui n'affecte pas les positions extrêmes, en sacrifiant la position moyenne, et l'on place le centre de l'arbre de relevage sur la perpendiculaire élevée au milieu de la corde hV\ On n'est généralement pas libre de placer cet arbre où Ton veut, car il faut que le bâti se prête aux attaches nécessaires, etc.

Diverses formes de coulisses. — Les coulisses employées dans les machines marines se composent de deux joues arquées présentant leurs tourillons à Textérieur (fig. 189 à 191), le tourillon milieu sert d'ordi-

Fig. 1 89 à 191

naire à l'attaque par l'arbre de relevage ; le coulisseau gUsse entre ces deux joues, il se compose de deux coussinets séparés par un tourillon sur lequel s'articule la tige de tiroir. Cette forme de coulisse est la plus rationnelle, elle n'introduit pas d'autres perturbations que celles dont il a été fait mention dans la théorie lorsque les points G et C peuvent venir coïncider avec le centre K du couUsseau.

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

Fig. 192-193

La forme (fig. 192) est plus souvent employée dans les locomotives, les articulations sont reportées à une certaine distance de Taxe, et lorsque la coulisse est oblique, il en résulte une perturbation due à l'obliquité des éléments ab. On trouve aussi très fréquemment la forme ffig. 193\ le coulisseau dans sa position extrême n'est plus en face de Tarticulation, on fait l'étude comme si la coulisse avait la longueur KK', et on diminue | sur répure les angles de calage des excentriques en même temps que leur excentricité, pour tenir compte de l'allongement KG; cette opération demande quelques tâtonnements sur lesquels il est inutile d'insister.

Pour les petites machines, la coulisse se réduit quelquefois à une simple barre qui passe dans le coulisseau; comme celui-ci doit pouvoir s'orienter, il présente extérieurement la forme d'un tourillon et il est noyé dans une chape de la tige.

La coulisse doit toujours être assez longue pour ne prendre que des oWiquités modérées, ce qui diminue les perturbations et le glissement du coulisseau, tout en facilitant la manœuvre.

Épures de vérification^ etc. — C'est surtout pour les distributions par couhsses qu'il est nécessaire de faire des épures de vérification ; on fait en grandeur d'exécution des tracés pour les crans extrêmes et un ou deux crans intermédiaires, on consigne les résultats sur une épure elliptique. Des instruments analogues au dianomégraphe de M. Pichault (76) peuvent rendre des services dans les bureaux oii l'on étudie beaucoup de locomotives. Pour les cas normaux, on reconnaîtra en général que les éléments arrêtés par l'épure peuvent rester définitifs ; pour les autres, on sera amené à modifier légèrement la suspension, etc.

94. — Coulisse renversée, ou de Gooch. — La supension de la coulisse est fixe, c'est-à-dire que son point milieu est assujetti par des guides ou une paire de tringles, à rester exactement ou approximativement sur l'axe OT (fig. 194), Le coulisseau K est relié par la bielle b* à l'articulation T, l'arbre de relevage agit sur un point D de cette bielle.

Lorsque la manivelle est en l'un de ses points morts, la corde CC

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

est perpendiculaire à la ligne d'action OT, on a soin de donner à la coulisse la forme d'un arc de cercle de rayon 6'; pour les positions indiquées, le centre de la coulisse est donc en T; or, pour ces positions, le tiroir découvre la lumière de l'avance linéaire, il en résulte que V avance linéaire est constante pour tous les crans.

L*épure se trace comme pour la coulisse de Stephenson, les angles de calage réels étant portés en a, et les rayons d'excentricité en OE, OE' (fig* 196); on ajoutera à ces angles l'obliquité moyenne ]3 de chaque barre d'excentrique: on trouvera les cercles des marches aux crans extrêmes 0E„ OE/, ainsi que leurs centres 1, 1' ; TégaUté des avances linéaires astreint tous les cercles à passer par le point A,

Comparé à la coulisse de Ste- / phenson, le système de Gooch a • pour lui l'avantage de TégaUté des avances linéaires ; il est un peu plus compliqué, quelques Compagnies françaises l'emploient néanmoins dans leurs locomotives; sa manœuvre est un peu moins dure que celle de la coulisse Stephenson,

Kg. 195

OÙ l'on doit déplacer un attirail plus lourd, comprenant même les colliers d'excentriques; il est aussi plus facile à équilibrer.

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE 197

95. — Coulisse d'Allan. — Dans ce système (fig. 196), qui participe des deux précédents, on s'est imposé comme condition d'avoir une coulisse rectiligne, la coulisse et le coulisseau sont mobiles en sens contraire, ils s'équilibrent partiellement; les avances linéaires ne sont pas constantes comme dans la coulisse Gooch, mais elles varient moins

qu'avec la coulisse Stephenson. L'épure se trace comme celle du n® 93, elle donne lieu à des corrections du même genre pour les obliquités, mais ces corrections sont plus faibles aux crans du milieu, et elles ne s'annulent pas aux crans extrêmes. La coulisse d'Allan est fréquemment employée en Allemagne dans les locomotives C). On reconnaîtra que les éléments marqués sur la figure sont reliés par l'équation :

96. — Système Walschaerts (*). Le mouvement du tiroir, c'est-à-dire celui de son articulation T, (fig. 197), dépend à la fois du mouvement de

\ . Voir Engineering, 1881, 2e sem., p. 572, Tarrangement élégant d'Aveling et Porter.

2. M. Walschaerts, alors chef d'atelier aux Chemins de fer de l'Etat belge , fit breveter, le 5 octobre 1844, ce système de distribution qui ne comporte qu'un seul excentrique; il fut appliqué en Allemagne en 18E0-51 à une locomotive des chemins de fer du Taunus par M. Heusinger von V^aldegg, ce qui l'a fait attribuer à tort par M. Zeuner à cet ingénieur, la plupart des auteurs ont répété et perpétué cette erreur. (Voir au sujet de la priorité de cette invention le rapport de M. Dwelshauvers-Dery sur l'Exposition de Paris en 1878, classe 54), Le système Walschaerts, très répandu sur le continent, l'est peu en Angleterre, on en a fait quelques applications aux machines marines ; la distribution appliquée par M, Broek aux paquebots d'Ostende à Douvres ne diffère pas du système Walschaerts.

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

la crossette par le levier TF„ {dit levier d'avancé)^ et du mouvement de Texcentrique Eo calé à angle droit sur la manivelle. Gel excentrique communique à la coulisse k^ B^ un mouvement d'oscillation autour du point fixe I, mouvement qui est renvoyé par un coulisseau et une bielle à un point intermédiaire N du levier d'avance. C'est la position du coulisseau sur l'arc k^ B, qui détermine le mode

de distribution et le sens de marche. L'arbre de relevage supporte, au moyen d'un levier et d'une bride de suspension, le point H de la bielle NK, et le point H, étant assujetti par cela même à décrire un arc de cercle, il en résultera une certaine oscilliation du coulisseau qui peut amener des perturbations.

On peut faire l'étude approximative de cette distribution en admettant certaines hypothèses qui, en général, conduisent assez près du résultat. Pour l'étude rigoureuse, il faut construire une épure par points en grandeur d'exécution.

Nous raisonnerons comme si la bielle motrice était infinie, nous négligerons l'obliquité de la bride Do Fq; la trajectoire de Fq est un arc assez compliqué auquel nous substituerons la corde Fo F2, parallèle à la tige de piston, nous négligerons encore l'obliquité de la barre d'excentrique EqA^; enfin, pour une position déterminée de l'arbre de relevage, nous admettrons que le coulisseau est fixe sur la coulisse, et que ses mouvements sont transmis exactement au point N.

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

Pour connaître le mouvement du point T, appartenant au levier TF„, il suffit d'étudier au moyen du théorème de Guinotte les mouvements de deux points N et Fo de cette barre. Nous prendrons le coulisseau dans une position h quelconque.

Le mouvement de N dépend directement de l'excentrique, mais celuici doit être renversé, à cause de l'articulation I, et son amplitude est réduite dans le rapport de W à lAo; l'excentrique s'obtiendra donc en portant à partir de (fig. 198), et vers le haut, le rayon d'excentricité OE, et en partageant celui-ci par le point e de telle manière que :

OE"Iào

Lorsque le coulisseau est dans la région inférieure de la coulisse, les quantités telles que Oe devront être portées vers le bas.

Le mouvement communiqué au point F^ n'est autre que celui de la crossette, il est produit par la manivelle motrice, que nous porterons en OM. L'excentrique fictif s'obtient en joignant Me, et en choisissant sur cette direction le point e\ tel que :

NT FoT

il suffît pour cela de mener la parallèle XX à Oe, en choisissant les segments OX, MX, dans le rapport constant des segments NT, P^ T, du levier d'avance.

L'excentrique fictif cherché est Oe', son angle de calage est MOe', et il convient pour la marche en avant; pour toutes les autres positions du coulisseau, les centres e' seront sur la ligne XX ; le point e se meut sur la verticale OE comme la projection h' du coulisseau sur le bras IBo de la coulisse.

Il est facile de construire le diagramme de Zeuner sur ces données, et l'on voit que le système a la propriété de donner une avance linéaire constante ; pour que le centre des positions du tiroir reste invariable, il suffit du reste de donner à la coulisse la forme d'un arc de cercle ayant pour rayon NK.

Le système Walschaerts permet de placer la tige du distributeur dans

DISTRIBUTIONS A CHANGEMENT DE MARCHE

un plan voisin du plan d'action de la bielle, ce qui peut constituer un avantage précieux dans certains cas.

Modifications dusystème Walschaerts. — Les distributions représentées dans les ouvrages Allemands sous le nom (ÏUeumnger Von Waldegg sont ordinairement disposées d'une manière un peu différente : le bras fixé à la crosse n'est pas relié par une courte bielle à rextrémilé inférieure du levier d'avance, il porte une genouillère dans laquelle passe reslrémité prismatique ou cylindrique du levier d'avance; la conséquence de celte modification est que le rapport des bras NT et F/f augmente vers le milieu de la course du p ^**on, en donnant au tiroir des écarts un peu différents de ceux indiqués parles cercles polaires, le changement est surtout sensible dans les crans rapprochés du milieu, cette modificatioii est plutôt défavorable à la distribution, comme on pourrait s'en convaincre par une épure,

M. F.-J. Stevens, du Central Pacific Baih'oad, a modifié la distribution Walschaerts dans un sens opposé au précédent. Son système peut être considéré comme une application des mouvements employés par Porter et Allen (89); elle exige le partage du tiroir en deux parties C).

Le levier d'avance (fig. 199) est élargi au sommet, et l'articulation de

Fig. 199

la tige du tiroir est dédoublée; l'articulation de la bielle b du coulisseau est guidée; les deux pivots jo, />' commandent les tiroirs d'arrière et d'avant par les bielles m et n; les tiroirs sont dusystème Trîckj mais ce détail est indépendant du système; la tige du tiroir d'avant doit être