EE' E' E
EN
Réciproquement, étant donné l'excentrique fictif Ei à réaliser pour commander le tiroir, on mènera la ligne quelconque Ei E, E sera le rayon de l'excentrique réel à caler suivant la direction de la manivelle,
l'angle de la directrice sera Ei E 0. 11 y a donc une infinité de systèmes qui répondent à la question ; en diminuant l'angle p, on augmente le rayon de l'excentrique, et vice versa. Il serait avantageux d'avoir une faible excentricité, mais on tomberait bientôt dans un inconvénient très grave : Tarcboutement du coulisseau N sur la directrice.
Supposons la directrice articulée en I, et donnons lui différentes inclinaisons, le point E, de Tépure se déplacera sur la verticale ; il passera en E, si Tangle /3 change de signe ; nous obtenons donc ainsi un système à changement de marche qui possède les mêmes propriétés que l'un ou l'autre des systèmes examinés au paragraphe précédent. Vavance linéaire est constante pour tous les angles de la coulisse, car lorsque la manivelle est au point mort, le point N coïncide toujours avec l'articulation de la coulisse, et le tiroir occupe une position invariable.
L'obliquité de la bielle PV, étant affectée par la position du coulisseau, modifie de quantités plus ou moins grandes l'écart du tiroir, on corrige cette irrégularité en donnant à la coulisse la forme d'un arc de cercle, dont le rayon est lié à la longueur de la bielle PV et aux segments EN, EP ; on pourra du reste déterminer ce rayon par tâtonnements.
Fig. 210
L'excentrique fictif OE, peut s'obtenir au moyen d'un excentrique OE
opposé à la manivelle (fig. 208), et d*uiie directrice inclinée en sens contraire de celle du système précédent. L'articulation P est alors située entre les points N et E (voir Tépure, flg. 209). Ce système, qui est celui de Hackworth lorsque la coulisse est droite, et que Marshall a réalisé avec une directrice courbe, exige une excentricité plus grande que le précédent, ou un angle p plus ouvert.
Lorsque Texcen trique est dans le même sens. que la manivelle, comme dans le premier système, il produit des mouvements semblables à ceux de la manivelle, mais d'amplitude moindre. 11 est facile de voir que l'on peut, dans ce cas, supprimer l'excentrique, et remplacer le centre E qui donne le mouvement au levier EN, par un point B choisi sur la bielle motrice elle-même (flg. 210). En effet, si nous négligeons l'obliquité de la bielle en ce qui concerne les déplacements horizontaux de ses différents points, nous voyons que le point B décrit une ellipse dont le grand axe BqB, est égal au diamètre MoM„ et dont le petit axe est ce diamètre réduit dans le rapport de CB à CM. Au point de vue des déplacements horizontaux du point N, le mouvement emprunté à la bielle équivaut à celui d'un excentrique calé à angle droit sur la manivelle, et dont le rayon serait :
^XOMtgP
Pour construire l'épure, on portera la manivelle suivant OM (fig. 211), et on choisira le point m de telle manière que :
Om CB OM'^C M
On prendra l'angle mE' égal à 6, puis, joignant ME', on choisira le point E^ sur cette direction prolongée, de manière à satisfaire à la proportion :
ME,BP E'E.""NP
Pour que l'obliquité de la bielle BP n'amène pas de trop grandes perturbations, l'axe de la tige du tiroir devra être placé fort loin de la ligne d'action CO ; aussi, ce système de distribution ne convient sous cette forme qu'à des machines à renvoi par balancier, ou à dQS moteurs marchant habituellement dans un sens; il devient possible, dans ce dernier cas, d'obtenir pour la marche habituelle une distribution acceptable, en adoptant des recouvrements différents pour les deux lumières.
'JVM*W'
Dans le cas d'un renvoi par balancier, l'épure doit d'ailleurs être modifiée pour tenir compte du changement de siglie des déplacements du piston, et le point P doit être situé entre B et N, mais une autre modification intervient, car le pied dt^ la bielle décrit un arc de cercle, et altère la trajectoire du point B dans un sens favorable à la correction de l'obliquité de BN.
On peut considérer l'emploi du balancier comme exceptionnel, le système n'a été appliqué qu'à de petites locomotives spéciales. Pour les machines à action directe, les perturbations dues aux obliquités exigent un correctif que M. Brown avait appliqué à de petites machines verticales (obtenant ainsi le système produit plus tard par Joy), et à un moteur horizontal à soupapes.
L'effet de l'obliquité du levier BN (flg.2I0),e3t d'altérer plus ou moins la hauteur à laquelle le coulisseau N est renvoyé par suite du mouvement vertical de B; l'erreur pour la position de la figure est rm\ elle serait if au point mort, où elle atteint son maximum; pour la corriger, il suffirait par exemple, de déformer la trajectoire à laquelle le mouvement de B est emprunté, de manière à la relever aux points morts B^ B de la quantité n\ en laissant le petit axe invariable ; mais cette dernière condition n'est pas nécessaire, on peut trouver beaucoup de courbes donnant de bonnes solutions.
Dans l'un des dispositifs de Brown, la déformation de la trajectoire est obtenue au moyen d'une bielle secondaire LB (fig. 211), suspendue par l'extrémité L à un levier oscillant autour du pivot fixe I; c'est un point l de ce levier qui est utilisé.
Fig. 211
Dans l'autre disposition, d'un aspect plus symétrique, employée à peu près exclusivement par la suite et connue en Angleterre sous le nom de
''^^^niiiiiippp^
distribution Joy, la bielle secondaire BL est dirigée autrement (flg. 212); son extrémité I. décrit Un arc de grand rayon, coïncidant pratiquement avec le petit axe prolongé de l'ellipse du point B; le point l situé à peu près au tiers de BL à partir de B commande la distribution. Brown a généralement employé, pour guider le point N, un système articulé analogue au parallélogramme d'Evans, tandis que les distributions de
Joy ont une coulisse en arc de cercle.
Dans cette seconde disposition, Tamplitude horizontale de la trajectoire de / est :
/W, = BoB, X-^
L'amplitude verticale est la même que celle du point B. C'est l'obliquité du membre B/ qui corrige celle du segment /N ; on devra donc avoir :
^o lo (1 — cos T) == /o I (1 — cos ô)
11 est très facile de trouver l'épure approximative de la distribution en cherchant l'excentrique fictif qui commande le point P. Nous avons fait
1VJB.uk ..H'
DISTRIBUTIONS RADIALES Slt
remarquer (*) qu'en choisissant un second point situé au delà de P sur le levier ^N, on réaliserait un excentrique fictif capable de conduire un tiroir de détente.
100. — Observations pratiques. — Les distributions radiales présentent une certaine analogie avec le système Wahchaerts; le levier que Ton retrouve dans toutes les variétés décrites Joue évidemment le même rôle que le levier d'avance, mais il sert en outre à donner au tiroir le mouvement partiel qu'il tire de l'excentrique dans le système Walschaerls ; la coulisse oblique ou les leviers articulés qui la remplacent constituent un moyen simple de renvoyer le mouvement transversal de Texcenlrique ou de la bielle dans le sens de la tige du tiroir. On remarquera que le mode de renvoi par coulisse, très séduisant par sa simplicité, ne peut être employé que dans certaines limites d'inclinaison; tandis que, dans les systèmes ordinaires, le déplacement du couiisseau dans la coulisse est un mouvement exceptionnel que Ton produit seulement lors du renversement de marche, ce glissement est, dans les distributions radiales, le déplacement habituel; la coulisse demande donc une lubrification abondante et de grandes surfaces frottantes afin de diminuer l'usure ; il faut de plus que dans ses positions extrêmes son
1. Étude sur les distributions sans excentriques, (Annales de VAssoclaiion des Ingénieurs de Gand, t. VII, 1883-84, p, 161.
M. Bonjour a réalisé un système de distribution dans lequel le tiroir piincipal et les tasseaux de détente prennent leur mouvement sur un même collier d'excentrique, un point de celui-ci étant astreint à parcourir une directrice déplacée par le rô<?ulateur {Revue technique de V Exposition, de 1889) ; on peut en effet obtenir de cette manière une distribution irréprochable au point de vue cinématique, mais qui exige un régulateur d'une puissance très grande. Le système de M. Bonjour se rattache aux distributions radiales, à part les corrections dues aux obliquités?
Voir pour une étude plus complète des distributions radiales : Engineering^ 1880, 2e sem., p. 127 (Marshall), idem., p. 271 (Diverses dispositions avec notice historique, par Ch, Brown), idem., p. 139 (Joy)-, 1881, 2® sem., p. 460 (Étude théorique au moyen du diagramme polaire) ; 1882, l^r sem., p. 582 (Distribution iCf«5f) ; 1885. l^r sem., P- 511 (Distribution Kirk) \ idem., p. 667 (Distribution Morton); 1885, 2^ sem., p. 376 (Modification du système Joy); 18S6, l^^ i^etn., p. 61 {On soine Modem Valve Gear, par Otto Grunger, de New-York); 188^^ 2« sem., p. 104 (Distribution Br^/ce Douglas); id., p. 279, Zb9 (Radial Vulve Gears, étude théorique analysant un grand nombre de dispositions) ; 1887, U^ sem, p. 564 (locomotive Worsdell avec distrib. Joy) ; 1888, 2© sem., p. 330 {Payton), 1889, 1er spm., p. €56 (locomotive Webh avec distribution /o,y).
Zeitschrift des V, Z>. /.. 1893 ; Diagram fur Lenkersteuerungen par C. Oertling, p. 332; Verbundsteuerangen par L, Fraenzel\ p. 611 et 730.
inclinaison soit modérée (*). Pour les machines à grande vitesse, il y aurait lieu également d'analyser les forces d'inertie auxquelles donne lieu Tattirail rattaché k la bielle ; ces forces produisent en tous cas une fatigue de cette pièce.
101. — Notice historique, — L'ingénieur américain Sickels fit breveter en 1841 un système de distribution appelé délente par distribution libre, que Hogg appliqua à peu près à la même époque à la machine du hdiiedia South-America. Dans ce système, les soupapes d'admission, soulevées par la machine, étaient déclenchées par le contact d'un coin dont le machiniste pouvait faire varier la position; ce mécanisme avait une certaine analogie avec la commande des soupapes d'admission des machines Nolet (111). Sickels modifia ce dispositif plus tard, mais c'est à Corliss (•) que l'on doit le déclenchement par le régulateur ; la première machine de ce système fut construite en 1848, et l'invention fut brevetée l'année suivante. Un très grand nombre de systèmes de commande se sont succédé depuis lors, mais on y retrouve les mêmes principes. Corliss a d'ailleurs complètement remanié la machine à vapeur au point de vue organique et constructif; on lui doit les nombreuses formes de bâtis pour machines horizontales, verticales, à balancier, combinés rationnellement pour équilibrer les réactions; il a refondu la distribution et la disposition du cylindre avec l'objectif de réduire l'espace nuisible, d'obtenir
1. Dans les locomotives, ces divers points demandent une sérieuse attention : par temps sec, la poussière de ballast s'attache sur les surfaces onctueuses, l'angle du frottement augmente, et il peut y avoir arcboutement; l'effort se reporte alors à peu près au milieu de la bielle et y produit un grand moment fléchissant qui peut la fausser et qui a quelquefois causé des ruptures.
2.G.-H, Corliss, né à Easton (Washington), en 1817, mort en 1888 à Providence, où se trouvaient ses ateliers, Inglis et Spencer ont construit des machines à déclenchement en Angleterre dès 1863, mais la première machine Corliss Américaine a été importée sur notre continent en 1867, lors de l'Exposition de Paris; c'est à, cette époque que plusieurs maisons commencèrent sa construction en Europe.
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des mouvements rapides d'ouverture et de fermeture des obturateurs par des dispositions cinématiques spéciales, et enfin de mettre Tintroduction sous le contrôle du régulateur. Ce dernier perfectionnement était déjà réalisé, au moins en France, par les machines de Farcot, mais d'une manière différente.
Les changements que Corliss a apportés à la. machine à vapeur ont pour ainsi dire créé une nouvelle voie ; les constructeurs européens ont étendu les principes des machines à déclenche et en ont diversifié les modifications à l'infini; quelques-uns même ont créé des types entièrement originaux et qui ont fait école ; on peut citer en première ligne la machine à soupapes de la maison Sulzer, créée par M. Ch. Brown vers 1867, et qui n'a subi depuis lors que peu de changements.
102. — Principe des distributions par déclenchement. — Les obturarateurs d'admission sont ouverts par la machine: mais, au moment où ils doivent se fermer, leur liaison avec les organes de commande est rompue, et ils obéissent à un moyen de rappel énergique (contre-poids, ressort, piston); ils restent fermés jusqu'au moment où ils sont repris à nouveau par le mécanisme qui doit les ouvrir. Les obturateurs d'échappement restent constamment sous la dépendance de la machine, et leur mouvement n'est pas influencé par le régulateur.
Le régulateur intervient donc pour rompre la liaison entre les valves d'admission et leurs organes de commande liés desmodromiquement à la machine ; ce résultat est obtenu au moyen d'un déclic équivalent aux détentes employées en horlogerie, et que le régulateur, suivant sa position, déclenche plus ou moins tôt. Une faut, pour opérer le déclenchement, qu'un effort insignifiant, et l'on peut donc employer des régulateurs peu énergiques sans que leur sensibilité devienne insuffisante .
Comme conséquence de ce principe, les obturateurs d'échappement doivent être séparés de ceux de l'admission; il faut de plus que les deux obturateurs d'admission soient distincts, c'est-à-dire que les systèmes à déclenchement comportent forcément quatre obturateurs.
On a cependant appliqué la fermeture par déclenchement aux distributions par tiroirs composés du genre Meyer; le tiroir principal reçoit son mouvement invariable habituel, et chacun des tasseaux est libéré en temps voulu par un déclic ; mais ce système, qui n'a du reste été employé que pour des machines de dimensions modérées, a été abandonné.
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La déclenche peut s'adapter aux valves de tous systèmes possédant un mouvement alternatif (tiroirs plans, valves oscillantes, soupapes équilibrées).
M. Radinger a établi la classification suivante, à laquelle on peut rapporter tous les systèmes :
Premier Groupe.
Daoxième Groupe'
Les organes lies à la machine commandent les valves
par une pièce mobile f ^^
f , , *;. , ^ {Deuxième genre
Premier genre : Le déclic est articulé aax organes liés desmodromiqaement à la machine (Corlias)»
légère qui forme le déclic
Le déclic est porté j ar les pièces liées à l'obturateur (Corîiss, Nolety etc. j.
Les organes liés \Premier genre r Le régulateur modifie
à la machine entraînent les valves par le contact de deux pièces ou butoirs, l'un est rattaché à la commande, l'autre est relié aux valves.
la trajectoire du butoir rattaché anx pièces dépendant de la machine (Sulzer ancien système, Frikart).
^Deuxième genre : Le régulateur modifie la trajectoire du butoir rattaché anx valves (Sulzer nouveau système)'
11 serait facile de trouver, parmi des systèmes connus,- de nombreux représentants des quatre genres, mais nous n'étudierons que les plus répandus, le lecteur généralisera facilement leurs dispositions.
103. — Machines Corliss. — Les forces de rappel étaient primitivement empruntées à des contrepoids ('), mais on n'a pas tardé à les remplacer par des ressorts, dont l'énergie peut être fort grande. Le type de 1867 comportait deux ressorts à lames, qui ont été conservés jusqu'aujourd'hui par MM. Lecouteux et Garnier (*). Au fur et à mesure que la vitesse a augmenté, le temps de fermeture devenant plus petit, il a fallu augmenter la puissance des moyens de rappel; c'est généralement un piston pressé par la pression atmosphérique que Ton emploie dans les
1. Le contrepoids ne peut prendre, lorsqu'il est libre, que l'accélération de la pesanteur; pour obtenir un mouvement de fermeture de plus en plus rapide, le poids doit être attelé de plus en plus près de l'axe de rotation de la valve, mais comme il doit vaincre les frottements et produire Taccélération des pièces, \\ doit être de plus en plus lourd et il deviendrait bientôt inapplicable.
%. Revue technique de VExposition de 1889, 6® partie, T. Il, pi. i5-16.
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MACHINES GOHLISS
machines à valves. On fait quelquefois usage de pistons pressés par la vapeur.
Type à ressort^. — Dans le système de 4867, dit à lames de sabre, la barre d'excentrique communique au plateau P (fig. 213) un inouvement d'oscillation autour du pivot fixe I. Ce plateau présente deux articulations e, e, (une sur chaque face), pour la commande des' valves d'échappement placées à la génératrice inférieure du cylindre, et deux articulations a, «p pour la commande des obturateurs d'admission. Prenons,
Fig. 213
par exemple, l'articulation a destinée à manœuvrer la valve A; elle est reliée par la bielle h à un levier L, pivotant autour de son extrémité inférieure M, l'articulation M est fixe et portée par le bâti ; le levier L
216 MACHINES CORLISS
porte à son sommet la clenche N, qui, dans son mouvement de droite à gauche, commande la tige t et la bielle b' de manière à ouvrir le distributeur en temps voulu. La lige t est sollicitée vers l'arrière par la . bielle b'\ rattachée au ressort R; aussitôt que l'extrémité avant de la clenche est soulevée, l'obturateur est ramené à la fermeture par le réassort R, le régulateur place le heurtoir H dans une position qui dépend de la vitesse, la clenche est donc soulevée plus ou moins tôt; si le heurtoir H est assez haut, la clenche ne l'atteint pas pendant le mouvement d'ouverture de la valve, et par conséquent, il n'y a pas déclenchement.
Le piston G, qui se meut à frottement doux dans le cylindre fixe C, sert à la fois de guide et d'amortisseur de choc ; pendant le mouvement d'ouverture du distributeur, il aspire de l'air derrière lui, cet air est chassé brusquement lors du déclenchement; on règle d'ailleurs l'entrée, et par conséquent la sortie de l'air, au moyen d'une ou de plusieurs soupapes coniques v.
Type à plateau central. — Le système à plateau central (fig. 214) est antérieur au précédent, il est aujourd'hui l'un des plus répandus, mais il comporte d'assez nombreuses variétés (*).
Le plateau pivote autour du point I et reçoit en C la commande de la barre d'excentrique ; les articulations B, B' servent à actionner les obturateurs de l'une des extrémités du cylindre ; les articulations B^B', remplissent le même rôle pour l'autre extrémité. Considérons la valve d'admission V de la face avant; elle est sollicitée à se fermer par le piston du dash-poty sons lequel règne le vide, et par la liaison b qui établit sa solidarité avec ce piston. Pour ouvrir la valve, il suffit de soulever le piston du dash-pot^ pour la fermer, il suffit d'abandonner ce piston à lui-même; la bielle de commande B est terminée par la fourche oscillante F, dont le jeu produit le déclenchement. (Voir n** 108, fig. 223).
Type à plateau modifié (*). — Le plateau est évidé et notablement agrandi (fig. 215), il reçoit en C la commande de l'excentrique, et pivote autour de I ; les articulations D et D, commandent l'échappement, A et A^ commandent l'admission; cette pièce est d'ailleurs fortement évidée. L'articulation A commande, par la bielle b, le levier coudé LL', qui tourne follement sur le support de l'axe de la valve V; la valve est.comman-
1. Les articulations B et B', Bi et B'i sont quelquefois réunies.
2. Les concessionnaires deCorliss ont commencé à adopter ce type vers 1885. ta machine exposée par |e Creuspt à Paris en 1S89, appartenait à ce système
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MACHINES GORLISS
dée par le bras B, constamment sollicité vers le bas parle dash-pot non représenté, mais dont la bielle est remplacée par une flèche; ce bras est terminé par un bec à arête vive que vient saisir Tencoche pratiquée dans le cliquet Vc; celui-ci tourne autour de L', il tend à rester en prise par Faction du ressort r, mais il suffit d'un léger effort pour le dégager, et c'est le régulateur qui règle l'instant de ce dégagement ; à cet effet, son manchon modifie, par la tringle <, l'inclinaison du levier On ; un petit bras à coulisse nn* est articulé en un point n de ce levier, et le cliquet Uc porte un bouton qui s'engage dans cette coulisse. Suivant que le point n est plus ou moins rejeté vers la gauche par le régulateur, le bouton du cliquet atteint plus ou moins vite le fond de la coulisse du bras nn\ et le déclenchement se produit plus ou moins tôt; c'est la position relative des centres n et V qui règle l'instant du déclenchement.
Pour éviter que les valves ne restent ouvertes en cas de grippement, le levier coudé LL' porte un ergot e qui force le bras B à redescendre ; la machine donne alors une pleine admission. Cette disposition peut être appliquée à tous les systèmes.
104. — Epures de distribution. — Si l'on suppose que le régulateur n'agit pas, tous les mouvements des valves restent solidaires de ceux de l'arbre ; on peut donc, pour un certain nombre de positions équidistantes de la manivelle, trouver les positions correspondantes de l'arête active de chacune des valves, et construire une épure elliptique (ou sinusoïdale, ou polaire) dans laquelle on porte en abscisses les positions du piston, et en ordonnées les déplacements développés de l'arête
Fig. 216
de chacune des valves. On prendra pour l'origine de ces déplacements la position de l'arête correspondant à la position moyenne de l'articu-
MACHINES CORLISS
laLion commandée par la barre d'excentrique ; chacune des valves possède, pour celte position, un certain recouvrement que Ton portera sur répure. Ainsi, la figure 216 est l'épurede l'une des valves d'admission du système représenté par la figure 215; les écarts sont comptés à partirde la ligne XX. La largeur de la lumière est comprise entre les parallèles marquées de hachures; la valve dépasse donc notablement la lumière dans son mouvement d'ouverture, ce qui n'existe, pas du reste dans tuules les machines. Lorsque le régulateur n'agit pas, rintroduction reste ouverte jusqu'au point A, c'est-à-dire à peu près pendant toute la course; lorsque le régulateur produit le déclenchement en un point tel que D, l'ouverture se ferme suivant une loi très rapide, DD', par exemple; si on supposait instantanée l'action du dash-pot, on trouverait DD" pour la loi de fermeture.
Fig. 217
La figure 217 représente l'épure de J'un des obturateurs d'échappement de la même machine, les ouvertures sont comptées vers le bas, à partir de la ligne XX; il n'y a pas de recouvrement intérieur; l'épure fait ressortir l'inégalité des écarts positifs et négatifs, l'avance linéaire à l'échappement est considérable, et la compression est presque nulle.
105. — Loi des écarts. — Les deux épures présentent, à un degré plus ou moins marqué, les caractères suivants : 1*") le trajet parcouru par les valves pendant leur mouvement de fermeture à partir de l'axe XX est beaucoup plus faible que le trajet correspondant à l'ouverture ; il est évident qu'on se rapproche ainsi des conditions idéales, car le distributeur ne devrait pas, à la rigueur, franchir les lumières après qu'il les a recouvertes ; 2*^) le mouvement des valves est extrêmement ralenti et même il est pratiquement arrêté pendant une grande fraction de la
wmm^
MACHINES GORLISS 221
course lorsque les obturateurs ont atteint leur recouvrement maximum, ils ne donnent plus lieu alors à aucun frottement.
Ces modifications à Tellipse des écarts sont obtenues par un choix convenable de la position des articulations AA^ DD^ du plateau, relativement aux trajectoires des points tels que L (cet effet est le même que celui qui a été signalé au § V (n^* 89) du présent chapitre).
L'inégalité des écarts n'est pas toujours aussi grande que dans le système que nous avons choisi à dessein pour la rendre plus sensible ; elle n'est obtenue qu'en donnant à la bielle b des positions qui se rapprochent beaucoup de Taxe de rotation V du levier LL', les efforts sur cette bielle et sur les oreilles des leviers et du plateau sont considérables pour ces positions, surtout lorsque le graissage des valves est défectueux; on ne devra donc user que dans une juste mesure du moyen employé ci-dessus pour que la loi s'écarte de l'ellipse.
106. — Limite de Vintroduction. — Le maximum de l'écart pour Tadmission se produit avant le milieu de la course, lorsque le centre de l'excentrique E est dans la position extrême (ôg. 215) ; cet état de choses résulte de ce que l'angle de calage a est supérieur à l'angle droit; si d'ailleurs il n'en était pas ainsi, et que l'angle a fût aigu, le même excentrique ne pourrait plus commander l'échappement (*).
On pourrait, à la rigueur, supprimer tout recouvrement aux quatre valves, et adopter a = 90 degrés, mais lorsque le piston serait en l'un de ses points morts, les valves fermeraient les lumières arête pour arête, l'introduction en cas de non déclenchement aurait lieu pendant toute la course, la moindre erreur donnerait lieu à une fuite directe à l'échappement, il n'y aurait plus d'avance à l'échappement ni de compression. Pour cette raison :
Lorsque le même excentrique conduite la fois les obturateurs d'admission et ceux d? échappement, son angle de calage doit être supérieur à r angle droit {^).
Si l'on remarque que le déclenchement ne peut se produire que dans
1„ Pour s*en assurer, on pourra tracer Tépure de la valve d'échappement correspondant à ce cas, on trouvera qu'un recouvrement serait d'abord nécessaire pour qu'il n'y eût pas retard à l'échappement et ensuite que l'échappement se prolongerait au-delà de toute la course rétrograde.
2. II peut arriver que, par suite d'une inversion de plus ou de moins due à la disposition des renvJis, l'excentrique doive être calé à l'opposé de la position i\\3Îi\ occupe dans l'exemple choisi, mais le raisonnement s'applique alors à l'excentrique fictif coïncidant avec notre excentrique réel.
222 MACHINES CORLISS
le mouvement d'ouverture du distributeur, alors que les écarts n'ont pas atteint leur maximum, on voit que le déclic fonctionnera au pl^ta tard au milieu de la course du piston; si, à ce moment, il n'avait pas fooc* lionne, l'admission aurait lieu à peu près pendant toute la course. Pratiquement, l'angle de calage étant supérieur à l'angle droit, et d'autant plus que l'on veut réaliser des compressions plus complètes, le déclic ne fonctionné plus au delà de 35 à 40 pour cent de la course du piston ; la limite de la fermeture est un peu retardée par suite du temps nécessaire au rappel.
Pour les machines compound surtout, il y a de sérieux inconvénients à ne pouvoir prolonger l'introduction au petit cylindre, puisque le me» teur arrive plus rapidement à sa limite de charge; ces inconvénients existent aussi dans l'ancien système de Farcot (87). Lorsque les machines portent accidentellement une charge qui exigerait une introduction supérieure à la limite pour laquelle le déclenchement se produit, il y a de temps en temps une admission à pleine course, et la marche devient irrégulière.
107. — Moyens de prolonger rintroduction (*). — P7'emter moyen. — On emploie deux excentriques, l'un manœuvre les valves d'introduction, l'autre attaque les valves d'échappement; ce dernier est calé sous l'angle ordinaire, tandis que le premier fait avec la manivelle un angle aigu; la figure 218 indique comment cette disposition est appliquée i E est l'excentrique fictif destiné à commander l'admission, OE, est relié aux valves d'échappement; deux plateaux indépendants l'un de l'autre oscillent donc sur le même pivot. Si l'on trace l'épure du mouvement de la valve d'admission, on constate qu'elle prend la forme de la fig. 219; le recouvrement est négatif, le maximum; de l'écart se produit lorsque l'excentrique est au point mort, le piston a dépassé alors le milieu de la course, le déclenchement peut donc avoir lieu pour tout le parcours Mo M,, mais cette solution entraine un inconvénient: en cas de grippement de la valve ou de dérangement du dash-pot, le rappel ne peut avoir lieu,- l'admission reste ouverte pendant la partie M^F de la course rétrograde, et la vapeur passe directement à l'échappement. 11 est à remarquer que, dans ce cas, on ne peut assurer la fermeture
1. M. Stanwood, de Cincinnati, a proposé un moyen in^nieux de prolonger rintroduction, mais qui paraît difficile à réaliser. (Engineering^ 1891, 2e sem.v p. 732.)
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MACHINES CORLISS
de la valve en temps voulu au moyen de rartifice indiqué à propos du type à plateau modifié (103), car l'ergot ne peut ramener la position de
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fermeture qu'au point F. Le dédoublement de Texcentrique et du plateau conslitue aussi une complication devant laquelle on recule souvent.
MACHINES GORLISS
Le principe du double excentrique pourrait être appliqué de bien des manières en utilisant les systèmes articulés qui donnent des excentriques fictifs, nous croyons inutile d'y insister.
Deuxième moyen. — On parvient, par une modification du déclic, à produire le déclenchement pendant la période de fermeture de la valve, alors que les écarts diminuent; Farcotj Lecouieux et Garnier, Stopparti Ç) ont recours à cette solution, la complication qu'elle entraîne ne porte que sur des pièces insignifiantes. Nous ne décrirons que le déclic de Farcot, tous les autres étant basés sur des principes analogues. Dans les figures 220 et 220 *w, B est la bielle de commande articulée sur
Fig. 220-220 bi$
un plateau central dépendant de la machine, D est la bielle de rappel, c le cliquet, muni d'un talon latéral, qui s'appuie sur la came excentrée d* et produit le déclenchement ; la came (T est commandée par les connexions r avec le régulateur. Pour les fortes admissions, la came d' s*efface derrière la came d qui se meut en sens contraire ; le talon du cliquet, dont la saillie n'est maintenue que par un ressort à boudin, rencontre la face latérale de la came d pendant le mouvement d'ouverture ; cette face étant taillée en plan incliné, le talon s'efface et ne reprend sa saillie primitive qu'après avoir dépassé le profil d, lequel produit le
1. Pour ces déclics, voir Haton de la Goupillière, t. II, p. 335; Revue Unieerselle des Mines, 3® série, t. VII, p, 470 {Revue des Machines motrices de l'Exposition de Paris, Dwelshauvers-Dery); Revue technique de VExposition de 1889, 6e partie, t. II, pi. 15-16, 28-29; Engineering, 1890, lo»" sem., p. 8, et, en générai tous les ouvrages décrivant les machines exposées à Paris en 1889.
MACHINES CORLISS
déclenchement pendant le mouvement de fermeture du distributeur, La complication du système est assez grande, mais elle ne porte que sur des organes peu importants et de fatigue à peu près nulle.
Troisième moyen. — On arrive à produire le déclenchement en un point quelconque de la course au moyen du déclic que la maison Sulzer a adapté à ses machines à soupapes depuis 1878 (HO), M. Frikart emploie (depuis 1885, à notre connaissance), un dispositif semblable pour les machines Corliss.
l.e plateau P (fig. 221 et 222) commande par l'articulation A le levier
Fig. 221
oscillant LL^, qui tourne follement autour du même axe géométrique V que la valve; celle-ci est commandée parle bras B pour l'ouverture, et rappelée par le dash-pot qui agit sur le bras Bj, pour la fermeture; les deux bras B, B^ forment une même pièce calée sur Taxe de la valve. La solidarité est établie entre les point L, et B par le cliquet coudé c c^ ; le contact entre la branche c et le bras B a liou par un arc de cercle décrit de L» comme centre, de sorte q*ue l'on peut imprimer au point c, un mouvement de rotation relatif autour de L^ sans influencer la position de la valve; mais lorsque ce mouvement relatif est tel que Tarête a du cliquet franchit l'arête b du bras, la solidarité est rompue entre les leviers LL.et BB,, et la valve est libre d'obéir au mouvement de rappel.
Le point r, reçoit un mouvement alternatif d'amplitude constante par rapport au point L., mais les limites de ce mouvement sont modifiées par le régulateur.
Fig. 222
Pour produire le mouvement d'amplitude constante du point
22G MACHINES ^ORLISS
M. Frikart se sert du mouvement transversal de la barre d*excentrique, renvoyé au moyen de la bielle G (fig. 221), et du levier coudé JOK. Le point K reçoit donc, approximativement, le mouvement horizontal dû à un excéntriquefictif qui serait calé à angle droit sur l'excentrique réel de la distribution ; au point K est articulé le petit balancier DD à bras éjo^aux, auquel le régulateur donne une inclinaison plus ou moins grande par le bras normal KR (*). 11 résulte de cette combinaison que la branche c du cliquet continue son mouvement autour de L,, après que la valve a atteint le maximum d'ouverture. •
On remarquera que, dans ce système, le déclic possède par rapport au bras un certain mouvement relatif pendant tout le contact, il en résulte un frottement qui réagit sur le régulateur; celui-ci n'est libre qu'à partir du déclenchement jusqu'à l'instant de la rentrée en prise; le régulateur devra donc être plus énergique qu'avec les systèmes précédents.
1 08. — Différents déclics ; déclic hydraulique, — Le principe du déclic aboutit à un grand nombre de réalisations diftérentes ; les points essentiels à prendre en considération sont :
1®) L'effort nécessaire au déclenchement ne doit pas réagir sur le régulateur, si ce n'est dans la faible mesure où cet effort peut être équilibré par la cataracte sans nuire à la sensibilité. Cq desideratum Q^i obtenu par un attelage convenable du manchon avec le butoir qui agit sur le déclic, attelage que l'on doit s'attacher à rendre non réversible. Quelques constructeurs ont introduit dans ce but un excentrique dans la commande (machines Lebrun, de Nimy).
2°) Le raccrochage du distributeur par le déclic doit se faire lorsque cette pièce vient de quitter le point mort et n'a qu'une vitesse très faible, sinon, il en résulterait un choc plus ou moins important dépendant de l'inertie des masses à mouvoir; on est obligé, pour assurer l'accrochage, de faire celui-ci un peu après le point mort, la course de la valve pendant la fermeture pouvant varier très légèrement sous le rappel du dash-pot mitigé par le coussin d'air.
1. Pour tracer l'épure du système, on commencera par supposer que le cliquet reste constamment en prise avec ie bras B, car sa position n'a d'influence que sur l'instant du déclenchement. On arrivera assez facilement, en faisant abstraction de certaines obliquités, à systématiser les tracés qui donnent les positions de déclenchement. L'étude complète du système présenterait du reste un certain intérêt.
MACHINES GORLISS
3") La vitesse des machines à déclic est limitée par Ténergie que Ton peut donner pratiquement aux moyens de rappel ; on atteint, par exemple, avec des machines de dimensions moyennes, des vitesses de 80 à 90 tours.
Indépendamment des systèmes déjà signalés, nous citerons le déclic employé dans la machine de Wheelock; la figure 2û^ représente» pour l'extrémité arrière du cylindre, la valve d'admission et celle d'échappement, qui sont placées à la partie inférieure de manière à uLiliser la même lumière. La barre d'excentrique B actionne directement la valve d*échappement E par l'intermédiaire du levier L; celui-ci donne par le point le mouvement à la fourche bf; la branche b est représentée enclenchée avec le levier L' dont elle produit Touverlure ; la rencontre de la branche f avec le butoir r\ commandé par la tringle r du régulateur et un bras oscillant autour de l'axe A, détermine le déclenchement; D est la tige de rappel de la valve d'admission.
Fig* 223
Fig. 234
La figure 224 représente le déclic assez longtemps employé par Tan* cienne maison Cail : MB est Tune des quatre bitîlles prenant son mouvement sur un plateau central oscillant; BOB' est un levier coudé oscillant portant la clenche B'C, celle-ci accroche le secteur calé sur Taxe de la valve, D est la bielle du dash-pot; le régulateurj par les liaisons r, b et la came c, soulève la clenche lorsque la came s'appuie sur le secteur, ce qui a lieji plus ou moins tôt d'après la position du manchon,
La figure 225 est relative à la machine Ingliss^ la première du système Corliss qui ait été construite en Angleterre; cette machine est û
MACHINES GORLISS
plateau central : l'articulation A commande la valve par Tintermédiaire de la bielle AB; celle-ci est formée de deux pièces rendues solidaires par les deux lames / lorsque la bielle agit par traction, c'est-àdire de droite à gauche. Un ressort de rappel R presse constamment le piston P, qui sollicite la valve à se fermer en agissant sur Tarticulation D; ce piston se meut dans un cylindre à air amortisseur, avec soupape de réglage v ; le régulateur, par les connexions rr, commande la came c qiii> en écartant les griffes élastiques / produit le déclenchement.
Flg. 225
Le déclenchement, au lieu d'être produit par la disjonction de deux pièces, peut être obtenu par une autre classe de mécanismes cinémaliqueraenl équivalents. Si l'on imagine qu'une tringle de commande, au lieu d'être rigide, soit coupée en deux et que l'un des tronçons soit terminé par un piston engagé dans un cylindre ou corps de pompe qui termine l'autre tronçon, ce système fonctionnera comme une bielle rigide si un liquide est interposé entre le cylindre et le piston; les deux tronçons deviendront au <5ontraire indépendants, si à un moment donné et le système étant toujours maintenu en compression, un robinet permet au liquide de s'échapper. La clenche est donc remplacée par le liquide, et la butée du régulateur est remplacée par
■'■^1 jiipnuiiiip^i^Hi l'i.' I . '"^ '
MACHINES GORLISS
une clef de robinet. Suivant que le robinet est actionné pendant la période d'ouverture du distributeur ou pendant la période de fermeture, on obtient des admissions courtes ou une introduction très prolongée. Ce système, que Ton pourrait appeler à déclic hydraulique, a été employé pour la première fois à notre connaissance par l'ingénieur Enrico, pour un moteur à soupapes genre Sulzer qui figurait à l'Exposition de Turin en 1884; plus récemment, M. Bonjour a appliqué à la commande des valves Corliss un système analogue, qui a l'avantage de supprimer le bruit du délie et les chocs qu'il occasionne lors de l'accrochage ; la distribution Bonjour comporte des détails fort ingénieux, et notamment la liaison du régulateur avec le robinet du déclic : ce robinet est actionné par un petit excentrique spécial, condition nécessaire pour réaliser de grandes admissions (107), le régulateur agit sur l'angle de calage de cet excentrique; le système est donc analogue, au point de vue cinématique, à celui des machines Sulzer modernes ou à celui de Frikart, mais il en diffère par le mode de variation de l'introduction. La différence est du même ordre que celle existant entre là variation de l'angle de calage de l'excentrique de détente d'une distribution genre Meyer, et la variation du recouvrement des tasseaux.'
109. — Tiroirs plans à déclenchement. — Ces machines ont été assez répandues; quelques-unes possèdent tous les caractères des distributions Corliss, c'est-à-dire que les distributeurs d'admission y sont ouverts parla machine et déclenchés parle régulateur; on fait assez souvent usage, comme moyen de rappel, de la pression de la vapeur sur une tige épaissie à l'une de ses extrémités (fig. 226), le dash-pot est nécessaire comme amortisseur (*).
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TL
Fig. 226 . 5
1. Voir la machine Lebrun, de Nimy, dont les dispositions n'ont pas varié depuis de nombreuses années.
MACHÏ>'ES CORLISS
Parfois, les obluratenrs d'admission sont à canal, avec tuile superposée du genre Mejrer; les tiroirs principaux restent liés desmodromiquement avec la machine, les tuiles de détente sont seules déclenchées, el reprises en temps voulu par un chariot spécial manœuvré par Texcentrique de détente ('). On a souvent employé Tune des deux formes de chariots (fig. 227-228), sur lesquels sont concentrés les déclics des deux tiges; la seconde est due à M, Bède^ et est restée en usage dans différents cas-
Fig, 327.
ng. 22:\
On a même employé des soupapes obturatrices placées dans les tiroirs d'admission ou dans les tasseaux, ces soupapes sont ouvertes par un chariot et déclenchées en temps voulu (').
Dans toutes ces machines où un organe a déclenchement est superposé à Tobturateur d'admission, la complication est fort grande et les chances de fuite sont plus nombreuses; par contre, le système à ouvrir et à rappeler a moins de masse, mais c'est un avantage de peu de valeur; la plupart de ces systèmes datent d*une époque de tâtonnements, et ont été abandonnés.
Pour la manœuvre des tiroirs plans à déclics, on a souvent substitué les cames à Texcentrique ; il y a des cames spéciales pour Tadmission et réchappement, on rentre ainsi dans le cas signalé au numéro 107 (Premier moyen), c'est-à-dire que Tintroduction peut être prolongée au delà de la moitié de la course- La machine de Wheelock actuelle est un rare exemple de machine à déclic avec distributeurs plans dans laquelle on a conservé les principes cinéma tiques des commandes Corliss, qui en général sont difficiles à appliquer à un organe à mouvement recUligne comme le tiroir, si ce n'est dans une faible mesure {89).
1. Système Wannieck et Koeppner, àBrunn, Uhlandy les nouvelles machines & vapeur, etc*, Pi. XX XII; s^'Stème Stei^enson et Cie, Clark, t. iJI, p. 143.
2, Système Collmann (Bûche tti, les Machines à vapeur actuelles, PL VI) i Reaêing^ Engineering , ISoO, 2* aem,» p, 622 ; lias ton Proctor, Engînoerins^ i^^ sem,, p. 627.
u^p^ij
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MACniNES SULZEn
110. — Machines à soupapes. — Les dispositions des macLines SuLzer sont devenues classiques, et ont servi de point de départ à de nombreux dérivés qui n'en diffèrent quelquefois que d'une nianièpp insignifianle et par des détails de mécanismes.
Fig. 229
Commande des machines Snlzer, type de 187 S. — Les mouvements des quatre obturateurs sont empruntés à un arbre A, (fig. 220), parallèle à Taxe du cylindre, et lié à Tarbre du moteur par une paire de roues coniques taillées, de diamètre égal. Les soupapes d'échappement sont
MACHINES SULZER
raanœuvrées par des cames dont le profil est facile à déterminer, et auxquelles nous ne nous arrêterons pas. Chacune des soupapes d'admission est commandée par un excentrique E, dont la barre est guidée à son extrémité par un coulisseau B ; le système lié invariablement à la soupape se compose du levier coudé LL*, pivotant autour du point fixe 0, et de la bielle BB*, dont le sommet sert de guide au coulisseau B. Cette bielle est reliée à un levier coudé DID', dont la position est fixée par sa liaison r avec le régulateur. La barre EB de Texcentrique porte un butoir />, dont Tarète décrit une courbe elliptique ; la bielle BB' porte un butoir analogue h\ dont l'arête ne peut prendre que le mouvement permis par suite de la liaison de B* avec le régulateur.
A un moment donné, le butoir h vient en contact avec le taquet V et
ouvre la soupape ; le déclenchement ^-- ' ^"^-^ a lieu au point d'intersection des tra-
" " jectoires des deux arêtes, soit en n,
(fig. 230). Pour les diverses positions du régulateur, le déclenchement se produit plus ou moins tard.
Nous avons reporté, sur la fig. 230, la trajectoire du centre E de l'excentrique, et la position initiale du butoir lorsque la soupape est fermée.
Lorsque le rayon d'excentricité occupe la position AE, normale à la direction moyenne M^M, de la barre d'excentrique, les deux butoirs viennent en cou Lad ; en rapportant les positions de la manivelle à la direction M.M, considérée comme la ligne des points morts, la position qui correspond à rinstant de l'ouverture de la soupape est AM ; l'angle MAM^ est Favance angulaire à l'admission, l'angle MAE peut être considéré comme Tangle de calage fictif a de l'excentrique. Portons l'angle a en M(,AP^, V^\ représentera la ligne sur laquelle on peut compter les déplacements du piston (60). Cela posé, si PqD représente l'introduction, Mn sera la position de la manivelle pour laquelle la fermeture se produit.
Le déclenchement le plus tardif aura lieu au point K, lorsque l'excentrique se trouve en AK', et le piston en F. L'introduction peut donc être
Fig. 230
MACffIXES SULZER
très prolongée et avoir lieu pratiquement pendant la plu.s grande partie de la courso ('j.
Dans ce système, le principe posé au numéro 108 (â^) n^est pas observû, les butoirs se rencontrenl en donnant lieu à un nhoc ; cependant, il
n'en est pas résulté d^nconvénients pour les inacLiues à vitesse de rotation modérée, le peu d^imporlanco du choc, qui serait Intolérable dans une matdnne à valves Corliss, provient ici de ce que la masse ,i
1. On pourrait voir, dans eeLLe pioi>jiété. une exception as^ez siiitiulitîïe au principe établi au iniméiû 106; mais ou lemarquera mie le déelir, qui est ui en réalité la barre L^excenui^[uc^ iiOHsi^de un mouvenient transversal, de soi le que ce nouvel élément moditie la (itieaticm ; en réalité, r'csL t-ommesi le déclii^ était actionne par deux exeenii j^ues plâtrés a angle droit, i^uu éiant IV\t^en^ trique ordinaue di-simé ù. prodmni rouverture, Tautre étant celui cieMIné -1 produire le dégagement du déclir.
âai
MACHINES SULZBR
mettre en mouvement est faible, elle De se compose que de la soupape et de renvois légers. Depuis 1878, la maison Sulzer a fait usage de déclics dans lesquels Tattaque est différente.
Machines Sulzer, type de Î8T8, — Le groupement général des pièces, représenté dans la figure 231 , sera expliqué au moyen du schéma (fig. 232). La barre EC de rexcenlrique â'ajipuie au point A sur une directrice en arc de cercle réalisée par la bride qui relie ce point au point S ; il en résulte pour les points D et G des trajectoires à peu près elliptiques, et les déplacements de ces points^ projetés suivant des directions déterminées, équivalent approximativement à ceux que produiraient deux excentriques fictifs (99) calés sur Tarbre suivant certains angles. Le mouvement de D est utilisé pour actionner la soupape d*échappeTnentj celui de A est employé pour donner le soulèvement à la soupape d'admission par rintermédiaire de la bielle AB ; enfin, le point C est relié par le levier coudé RCG et par la bielle Gc^ avec le cliquet coudé c,Bc ; le point U est d'ailleurs assujetli par la bride r, à osciller autour d'un point que déplace le régulateur.
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Fig. 232
L*iiislant de l'ouverture est réglé par le point A seul, de même que rinslant de la fermeture la plus tardive (lorsqu'il n'y a pas déclenchement). Le mouvement des points Cet \\ sur leurs trajectoires, donlTune dépend du régulateur, produit la rotation relative du cliquet coudé f^Bc
aulôur de B. L'étude du syslème au moyen d'épurés niélliDdiques serait nécessaipement assez compliquée, mais un tracé par points permet d'en régler les éléments par tâtonnements.
On peut d'ailleurs reconnaître, à parties modifications assez profondes dues aux obliquités, que le système est basé sur les principes suivants :
Supposons que le mouvementée B soit produit par un excentrique se trouvant au milieu de sa course au moment de l'ouverture; s*il n'y a pas déclenchement, Tintroduction se prolongera pendant un demi-tour entier; pour produire des déclenchements tardifs, il est du reste nécessaire que le point c, soit attiré vers la direction c, G lorsque le point B se trouve déjà dans sa période ascensionnelle. L'excentrique fictif commandant le point c^ devra donc être en retard sur celui qui actionne B d'un angle qui serait de 90" si on voulait produire le dècloncbement jusqu'à la un delà course; mais, comme cette condition n*est pas nécessaire, il suffira que cet angle soit voisin de 45 degrés.
Cette combinaison très ingénieuse a été abandonnée, et a donné lieu au : Système actuel, représenté par la figure 233, L'excentrique E est placé dans la position qui correspond à Tinstant de l'ouverture de la soupape d'admission; sa barre actionne directement le point B, et pour commander l'échappement, les constructeurs ont repris la disposition par cames de la figure 229, Le régulateur, par les liaisons RrSl donne au pivot I une position fixe et déterminée pour chaque vitesse ; lorsque celle-ci s'accélère et que le manchon s'élève, le point 1 se meut vers la droite sur un arc décrit autour de S, et vice versa. Nous pouvons considérer pour le moment le point 1 comme fixe; il sert d'appui au levier coudé FIG, dont le point F est actionné par Toreille D du collier d'excentrique, et dont le point G commande la rotation relative du cliquet coudé c, Bc,
La direction moyenne de DF étant différente de celle de EB, les mouvements des points B et c, équivalent à ceux qui seraient produits par des angles de calage différents, de sorte que le principe du système est le même que dans la disposition précédente (').
La figure 234 donne le tracé par points du mouvement de l'arête active du cliquet; la position figurée en trait plein est celle pour laquelle la
1. On rûcoiinaRra facilement dans Je déclic de M. Frikart (107), une adaplaLion des piincjpes de ces derniers systèmes aux distributions par vaïvôs osciUantet.
MACHINES. SULZER
soupape d'admission commence à se soulever, le régulateur étant vers le haut de sa course ; l'introduction cesse un peu après la division 2,
Fig. 233
c'est-à-dire qu'elle est fort courte; le tracé pointillé se rapporte à une autre position du régulateur pour laquelle l'introduction est plus pro-
^r^mmmmsiJt^. \ vsj
3IACHINES SITLZER
longée; la limite de rintroduction est PpP, la longueur P^P, représentant la course du piston. L'angle de calage fictif de l'excentrique est
Fig. 2U
MoEPo, Tangle compris entre les points 1 et P^ est Tavance angulaire à rintroduction.
238 MACHINES SULZER
Le régulateur est nécessairement influencé par le frottement qui s'exerce entre le cliquet et le levier LL, mais cette action est beaucoup plus faible que dans les machines à valves, car ce glissement n'a lieu que lorsque la soupape est levée, et est par conséquent entièrement déchargée.
111. — Observations sur la loi du mouvement des soupapes. — Divers déclics, — Dans les systèmes décrits pour la commande des soupapes, on remarquera que les mouvements caractéristiques des distributions Corliss sont abandonnés (*), c'est-à-dire que la loi d'ouverture et de fermeture des soupapes d'introduction jusqu'au moment du déclenchement est approximativement la loi circulaire. Cette différence tient à la nature du distributeur : les valves oscillantes dépassent leur position de fermeture, et Ton cherche à réduire le déplacement inutile qui en résulte ; les soupapes, au contraire, sont arrêtées au moment où elles retombent sur leur siège, et le mouvement subséquent n'est conservé que par les pièces desmodromiquement liées à la machine, ce mouvement n'entraîne que des résistances insignifiantes.
L'arrêt des soupapes à chute libre demande quelques précautions ; leur mouvement doit être ralenti avant la fermeture si l'on veut éviter des chocs intenses. Les valves, au contraire, opèrent par glissement, et leur ralentissement peut ne commencer qu'après la termeture de l'orifice.
La disposition employée pour modérer la chute consiste en un petit cylindre à air placé au-dessus de la soupape, dans lequel se meut à frottement doux un piston monté sur la tige de l'obturateur; on règle par tâtonnements l'admission de l'air sur la face inférieure de ce piston.
Les modes d*attaque et de déclenchement des soupapes à chute libre sont très variés ; un grand nombre se rapprochent des dispositions Sulzer; parmi celles qui s'en écartent et qui sont caractéristiques, nous nous bornerons à indiquer deux dispositifs.
Dans le système Nolet (fig. 235), le soulèvement est produit par une came C; la tige T est solidaire du fourreau F, qui agit sur la tige t de la soupape par le bras B en porte-à-faux; mais cette solidarité n'existe que pendant la levée, elle est établie par un verrou que déclenche le
i. Perkins avait cependant appliqué à la machine a soupapes du yacht « Anthracite » des mouvements de commande analogues en principe à ceux des valves Corliss (Engineering, 1881, 1er sem., p. 3-4).
I îiitflÉteiiM 1 iirtBJ
MACHINES COLLMANN
levier coudé L lorsqu*il vient en contact avec le butoir b dépendant du régulateur. Le profil du levier l, peut être déterminé par points de manière à rendre Faction du régulateur plus ou moins proportionnelle. Un dispositif identique a souvent été appliqué par M- Correy^ à Rouen,
Fig. 2StJ
Dans le système Zîmmerman-Hanrez (fig. 23G), le plateau P, commandé par la barre B de Texcenlrique, communique aux deux pièces AA un mouvement vertical d'oscillation; ces pièces sont plus ou moins écartées par les connexions rrr du régulateur; elles portent les cliquets c c^ qui agissent sur les leviers des soupapes.
SOUPAPES A CEtJTË ACCOMPAnKÉE
112. — Ce système a été préconisé par M, Coilmann, qui en a réalisé de nombreuses dispositions; les soupapes d'introduction sont ouvertes
MACHINES GOLLMANrf
desmodromiquement par la machine, elles sont fermées par l'acUon d'un ressort qui concourt avec la pesanteur à les ramener sur leur siège ;
Fig. 237
mais au lieu d'être libres pendant qu'elles tombent, elles continuent à s'appuyer par leur levier de commande sur le mécanisme dépendant de la machine. 11 n'est donc plus nécessaire de modérer leur chute, et l'on peut atteindre des vitesses supérieures à celles des machines à déclics.
rj, F^
MACHINES GOLLMANN ^41
Nous ne décrirons que l'un des dispositifs employés par M. CoUmann (fîg. 237), dont une légende explicative se trouve ci-dessous :
A, arbre parallèle au cylindre et commandé à la même vitesse que l'arbre moteur ;
E, excentrique calé sur l'arbre A en face de chacune des soupapes d'introduction ; E B, barre d'exceQtrique, dont un point intermédiaire C est lié à l'extrémité du
balancier C'C, articulé au point 1 ;
C'G; G H, leviers articulés au point G ; ce point est relié, par la bielle G K, au coulisseau K, qui peut occuper sur la barie d'excentrique différentes positions, par suite de ses liaisons avec le régulateur ;
H, levier articulé au point fixe ;
O'S, levier articulé au point fixe 0', actionné par le levier H, et bombé sur sa face inférieure;
S, suspension de la soupape d'introduction ;
F. articulation choisie sur le collier d'excentrique et destinée à la commande de la
soupape d'échappement ; F D, bielle actionnant le levier M D, articulé au point ûxe M ; !N S', levier bombé sur sa face inférieure et reposant sur M D ; S', point de suspension de la soupape d'échappement ; N U, bride destinée à permettre l'oscillation de N .
Lorsque l'excentrique se trouve dans la position de la figure, et se meut vers le bas, si l'on fait abstraction de la liaison GK, en considérant C'GH comme une barre rigide, la soupape S se soulève d'un mouvement de plus en plus rapide, le point de contact des leviers OH, O'S se rapprochant de plus en plus du point H. Mais en même temps que le centre E descend, l'oscillation de la barre d'excentrique reporte le coulisseau K de plus en plus vers la gauche, les leviers C'G, GH, en se repliant diminuent la distance entre les points C et H, ce mouvement combat celui qui est dû à l'abaissement vertical du point E ; bientôt, ce dernier point commence à s'élever, et son mouvement vertical joint au mouvement de K vers la gauche, contribue à abaisser rapidement le poinl H. Le mouvement horizontal de K est d'autant moins prononcé qu'il se rapproche plus de C; la fermeture est donc rendue plus tardive au fur et à mesure que le coulisseau K descend sous l'action du régulateur. Lorsque le coulisseau s'élève suffisamment, il annule l'introduction ; la longueur de la tringle GK et l'inclinaison de la barre EB sont choisies de telle manière que lorsque le piston est au pointmort, le déplacement
MACHINES COLLMANN
du coîilisseau K ne modifie pas sensiblement la position de G ; Tavance linéaire est donc à peu près constante (*).
On doit à M. Collmann de judicieuses observations sur l'étanchéité des soupapes équilibrées qui, généralement est altérée par une diflérence de dilatation entre la soupape et la pièce qui contient les sièges. La dilatation a pour effet d'altérer toutes les dimensions linéaires dans le même rapport, et par conséquent, la soupape reste géométriquement semblable à elle-même quelle que soit sa température ; il en résulte que
Fig. 238
Fig. 239
la dilatation ne modifie pas l'angle au sommet des surfaces coniques des sièges ï la même remarque est vraie pour les surfaces d'appui de la soupape. Deux surfaces coniques rodées restent donc toujours en contact même pour des dilatations différentes lorsque leurs sommets coïncident, car les génératrices ne font que glisser l'une sur l'autre; celte propriété est vraie pour tous les cônes de même sommet, et par conséquent, les surfaces des deux sièges doivent avoir un sommet commim;
1. Bien des systèmes ingénieux ont été produits en Allemagne pour réaliser les mêmes desiderata que ceux des distributions Collmann, nous citerons ceux de Proell {Zeitschrift des V. D, /., 1888, p. 443, Engineering, 1887, 1^^ sera.» p, 495) ; con Recke, KUebig, Hartung (Haeder, Dampfmasehinen) ; Csischek, aadovanovics (Praktiscke M, G. 1892, PI. 28, 73) Zeitschrift des V. D. i., 1892, p, &G5 ; établissements de Grevenbroich.
Widniann Zeitschrift des V. D. /., 1892, p. 159 et 249.
Dans la plupart de ces machines, on retrouve les leviers de soulèvement bombés  point de contact variable, destinés à accélérer la levée et la chute.
Les systèmes cinématiques dont il est question dans ce paragraphe se prêteraient moins facilement à la commande des valves oscillantes, plus dures à manœuvrer, et qui exigeraient un régulateur plus puissant.
Voir cependant la distribution Doerfcl, Zeitschrift des V. D. /., 1892, p. 540.
REGULATEURS
24ii
celte condition est réalisée dans les soupapes des figures i38 et 239 ; comme cas particulier, l'un des sièges pourrait être plan, l'autre serait alors un cône dont le sommet devrait se trouver dans ce plan^ et moyennant cette précaution, la soupape et son siège peuvent subir des températures inégales ou être formés de métaux différents.
