MÊME MACHINE, TIROIR NON ÉQUILIBRÉ

Tourillons de l'arbre

Collier d'excentrique

Bouton de manivelle .

Grosso et pivot de crosse

Tiîoir

Piston et sa tige

Total

Machine IjAnsinq de 100 chevaux, automatique 805 x 457, 190 tours par minute.

Tourillons do Tarbre

Distribution et sou oxconlrique . . . Piston, crusse et bielle

Total

Machine de traction, genre locomotive, DE 20 chevaux, cylindre de 178 X 254, 200 tours.

Tourillons de l'arbre

Bouton de manivelle, crosse et pivot de

croise

Excentrique et renvois

Tiroir el sa tige sans pression . . . , EfTet additionnel pour une pression de 40

livres

Piston et tige

Cercle et piston

Total

Machine a condensation, cylindre de îm X 508, 2()0 TouKs.

Tourillons de Tarbre

Pislon, lige, crosse et bielle

Distribution .

Pompe à air (froltcmenls)

Totaux. . . .

O.RW 0.09^) 0.123 0.098 0.681 0.593

Paissaneê pour 0/0 du total des frottements

Puissance

p. 100 delà

puissance indiq.

normale

laissé la vapeur sur les obturateurs, etc. Les résultats trouvés sont évidemment spéciaux aux machines essayées et on ne pourrait les étendre à des moteurs quelconques ; ils sont résumés dans le tableau ci-contre.

Les conclusions générales à tirer de ce tableau sont les suivantes :

Les tourillons de Tarbre entrent pour la plus forte part dans le total des frottements, cette part est même voisine de 0,50 pour deux des machines essayées, c'est-à-dire que le mouvement de Tarbre charge de son volant absorbe autant de travail que tous les autres organes réunis ; le frottement du piston vient en second lieu pour les machines à distributeurs équilibrés, tandis qu'il vient en troisième ligne pour les machines à tiroir ordinaire, où le frottement du distributeur prend le second rang. Les articulations de la bielle et le guidage de la crosse n'absorbent qu'une part minime des résistances passives.

Au total, les machines essayées absorbent, pour la marche à vide, de 9 à 12 0/0 de leur puissance indiquée normale. Ces résultats sont du reste d'accord avec les nombreuses expériences au frein qui ont été faites en Europe ; le coefficient varie suivant la construction et le système de distribution, mais surtout avec le graissage ; ainsi, la lubrification du piston peut faire varier la part du frottement absorbé par cet organe dans une très forte mesure. On a vu (n" 13), que la lubrification forcée de tous les tourillons au moyen d'huile refoulée par une pompe a élevé le rendement organique jusqu'à 0,96 dans les moteurs Belliss et Morcom ; aussi ce mode de graissage s'est généralisé pour les petits moteurs à grande vitesse.

Pour une même machine, le travail total des frottements est très approximativement proportionnel au nombre de tours par minute, de sorte que si Ton augmente la puissance d'une machine en multipliant sa vitesse de marche, son rendement organique reste le même, tandis que si on atteint ce résultat en augmentant la pression, ce rendement augmente.

Le rondement organique des machines compound ne paraît pas inférieur à celui des machines monocylindriques de môme puissance, toutes choses égales d'ailleurs, c'est-à-dire qu'on trouve pour le

diagramme de marche à vide de ces machines une puissance qui se rapproche généralement de 10 0/0 de la puissance normale indiquée. Ce résultat s*explique malgré que la machine compound comporte en plus tous les organes du petit cylindre ; en effet, tandis que les tourillons restent à peu près dans les mêmes conditions, la pression sur les distributeurs est diminuée, et nous avons vu .plus haut que ces frottements sont les plus importants, on conçoit donc quUl y ait à peu près compensation dans le total, au moins lorsque les distributeurs ne sont pas équilibrés.

54. — Eflet des résistances passives sur la détente totale, — Connaissant les résistances passives pour une machine, on peut déterminer la valeur de la contre-pression fictive moyenne e qui en résulte sur le piston; pour les machines monocylindriques à détente prolongée, on trouve que e équivaut par exemple, à 0*^,3 par centimètre carré, et par conséquent, en comptant surjo' = 0,2 :

Dans un cylindre non conducteur le maximum d'économie par cheval indiqué serait donc produit en prolongeant la détente jusqu'au point M (fig. 89), tandis que le minimum de consommation par cheval effectij serait obtenu en arrêtant la détente au point N.

Fig. 89.

L'effet des parois modifie complètement ces conclusions pour les machines à condensation, car il oblige à limiter la délente (3* fascicule, n^ 165); il est évident, toutefois, que le rapport à adopter pour obtenir

le meilleur résultat par cheval effectif n'est pas aussi élevé que Tautre, mais la difTérence est probablement réduite.

55. — Rapports de détente et de compression à adopter, — A défaut de données numériques sur PefTet des parois, la détermination de ce rapport ne peut qu'être expérimentale; malheureusement, la solution qui convient à un cylindre ne peut être étendue à ceux qui auraient des proportions ou des dispositions différentes. Pour chaque type de machine, il faudrait donc exécuter une série d'expériences pour différentes pressions, et déterminer pour chacune d'elles la consommation sous diverses charges et à différentes vitesses.

Une expérimentation aussi étendue n'a été entreprise à notre connaissance que pour les machines de Willans (56), qui sont d'un type très spécial; il serait peut-être dangereux d'en étendre les conclusions aux moteurs ordinaires.

On peut donc dire que la question du meilleur rapport de détente à adopter n'est pas résolue; chaque ingénieur cherche à se rapprocher des rapports qui lui ont donné les meilleurs résultats en tenant compte des quelques faits théoriquement et pratiquement établis que l'on peut résumer ainsi :

1" Le rapport de détente qui donne le maximum d'économie s'élève avec la pression.

2* Pour le même rapport de détente, la consommation diminue lorsque la pression initiale s'élève^ mais de plus en plus lentement; de sorte que, pour chaque type de machine, il n'y a pas d'avantages à dépasser une certaine limite de pression.

y Pour chaque genre de machines, la consommation s'abaisse lorsque la pression initiale augmente, en supposant que, pour chaque pression, on prenne les rapports de détente les plus convenables ; ces rapports, d'après la condition l'', vont en augmentant.

4<' Pour la machine compound le rapport de détente totale le plus avantageux est plus élevé que pour la machine monocylindrique de même pression initiale. Cette conclusion est la même lorsque l'on compare la triple à la double expansion, etc.

5^ Toutes choses égales d'ailleurs, le rapport de détente qui four-

RENDEMENT ORaANIQUE

nit le maximum d'économie est d^autant plus élevé que les précautions prises pour combattre l'effet des parois sont plus complètes.

6** Pour une môme machine, Peffet d'une augmentation du nombre de tours est complexe; toutes choses égales d'ailleurs, l'effet de paroi diminue (3® fascicule, n^ 159) tandis que les pertes de charge augmentent.

Il existe différentes formules empiriques pour déterminer le degré de détente, elles ne sont pas d'accord avec les faits, et ne peuvent rendre aucun service.

ExpérienceB sur le degré de détente le plus avantageux. — Des expériences dans lesquelles on a maintenu la pression initiale constante ainsi que le nombre de tours, faites au laboratoire de (land sur un cylindre à distribution par tiroirs superposés Hertay, muni d'une enve-

-mO.U

Fig. 90.

loppe de vapeur très complète, et fonctionnant sans condensation, ont donné les résultats traduits en diagramme par la figure 90. Les dimensions et les conditions de fonctionnement étaient les suivantes (voir fig. 103) :

RBNDEMSNT ORGANIQUE 139

Diamètre et course du piston 250 — 500 mm.

Diamètre de la tige sur les deux faces . . 40

Espace nuisible 4.67 p. 0/0

Pression initiale effective 6.20 kg. par cm*

Tours par minute 105.85

Compression 19.2 p. 0/0

Les puissances sont indiquées en abscisses à partir de 10 chevaux, les ordonnées de la courbe I donnent les introductions correspondantes : celles de la courbe C représentent le poids de vapeur consommé par cheval-heure tant dans le cylindre que dans l'enveloppe. Le minimum

de 12,5 kg. corrrespond à l'introduction de 16,4 0/0 (environ t;), pour

la puissance de 21,7 chevaux.

Dans ces expériences, l'extérieur du cylindre et des chapelles était nu, et n'était que faiblement protégé contre le rayonnement par une enveloppe en tôle.

Une nouvelle série d'essais a été faite après application d'une couche de farine fossile de 25 millimètres d'épaisseur sur une grande partie des parois. Le minimum de consommation a été abaissé de 0,5 kg., soit de 4 0/0 (courbe C); ce résultat a été obtenu par une diminution à peu près égale de la condensation dans les enveloppes, c'est-à-dire que le poids de vapeur admis dans le cylindre n'a pas été influencé par cette modification.

.cm

Fig. 91.

Les surfaces rayonnantes étaient particulièrement importantes relativement au volurae du cylindre; l'avantage qu'il y a à les garnir d'en-

l'ismgjij-/

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€£L^a£a/uita^

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^i'cnurà^n/us.

duits mauvais conducteurs ne serait pas aussi prononcé pour une machine plus puissante. Il est néanmoins important de disposer les cylindres de manière à ce que les surfaces puissent recevoir une forte couche isolante.

La figure 91 donne un spécimen des courbes d'indicateur obtenues dans Pessai qui se rapproche le plus du minimum de consommation.

Des expériences analogues ont été répétées sur un cylindre de dimensions identiques au précédent^ mais à distribution Corliss à déclenche-

Fig. 92 bis.

ment (fig. 92 et 92 bis)\ l'espace nuisible est réduit ici à 3,83 0/0 (i). Les conditions des expériences comparatives ont été un peu différentes, comme on le voit par les deux tableaux ci-annexés.

(1) Les dimensions sont indiquées p. 57.