DISTRIBUTIONS PAR DÉCLENCHEMENT

tiroir le mouvement partiel qu il tire de Pexcen trique dans le système Walschaerts ; la coulisse oblique ou les leviers articulés qui la remplacent constituent un moyen simple de renvoyer le mouvement transversal de Pexcentrique 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 coulisseau 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 Tusure ; il faut de plus que dans ses positions extrêmes son inclinaison soit modérée (\). Pour les machines à grande vitesse, il y aurait lieu également d'analyser les forces d'inertie auxquelles donne lieu l'attirail rattaché à la bielle ; ces forces produisent en tous cas une fatigue de cette pièce.

Distributions par déclenchement.

101. — Notice historique. — L'ingénieur américain Slckels fit breveter en 1841 un système de distribution appelé détente par distribution libre, que Hogy appliqua à peu près à la môme époque à la machine du bateau South-Amerlca. 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 commmande des soupapes

(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 au frottement augmente, et il peut y avoir arcboutenient ; l'elTort 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.

d -admission dea maobinaa Nolet (tll). Sickela modifia ce dispositif plus tard| mais o^est à Corlias (M que Ton doit le déclenchement par le régulateur ; la première machine de ce système fut construite en 1948, et rinvention fut brevelèe Pannèe suivante. Un très grand nombre de systèmes de commande se sont succèdes depuis lors, mais on y retrouve les mêmes principes, Corliss a d^aUleurs complètement remanié la machine à vapeur au point de vue organique et construc** tif; on lui doit les nombreuses formes de bfttis pour machines horizontales, verticales, a balancier, combinés rationnellement pour équilibrer les réactions ; il a refondu la distribution et la disposition du cylindre avec Tobjectif de réduire respace nuisible, d'obtenir des mouvements rapides d^ouverture et de fermeture des obturateurs par des dispositions oinématiques spéciales, et enfin de mettre Tintro* duction 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 Ch. Brown vers 1867, et qui n'a subi depuis lors que peu de changements.

102. — Principe des distributions par déclenchement. — Les obturateurs 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 (contrepoids, 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.

(1)G,'H. Corliss, néà Easton (Washington), en 1817, mort en 1888 à Providence, où se trouvaient ses ateliers. Inglis et Spencer ont construit des machines à déclen^ chement en Angleterre dès 1863, mais la première machine Corliss améncaiàe a été importée sur notre continent en 1867, lors de l'Exposition de Paris \ c'est à Cftite époque que plusieurs maisons commeooéirent sa oonstruQtioa an fiurope*

DtSTRIfiUTlONSi PAB eKCl^SNCHEMENT 2S7

L§ réguldteur intervleak donc; pour rompra In liaison entra les \Silves d^^dmis^ion ^t leurs organe^ do commande liés dosmodromiquemont à h machina ; ce résultat ost obtenu au moyon d'un dôclio

équivalent aux détentes employées en horlogerie, et que le régulateur, suivant sa position, dèelenehe plus ou moins t6t. Il ne faut, pour opérer le déolenehemefit, quMn effort insignifiant, et l^on peut donc employer des régulateurs peu énergiques sans que leur sensibilité devienne însufSsante,

Gomme oonséquenoe de ee principe, le? obturateurs d^échappement doivent être séparés de eaux de Padmission ; il faut de plus que les deuK^ obturateurs d^admlsslon soient distincts, e^est-à-dira que les syatémea à déclenchement comportent forcément quatre obturateurs.

On a eependant appliqué la fermeture par déclenchement aux dls« tributions 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 ee système, qui n^a du reste été employé que pour des machines de. dimensions modérées, a été abandonné. y

La déclenche peut s^adapter aux valves de tous systèmes possédant un mouvement alternatif (tiroirs plans ou cylindriques, valves oscillantes, soupapes équilibrées).

Radin^r a établi la classification suivante, à laquelle on peut rapporter tous les systèmes ;

1 l^ea argai)0si Uéii ^ \fr^miw g^ni*0 .* Ia déclic eak ar tienlé aux k la machine comman-i organes liés desiïiodrQniiciuçment 4 Ift -, Idont les valvea parf machine (Corliss),

gère qui forme Iç ^é-y^cuxième ^enrf : Le cjociic esit porté pap clic. ) les pièces liées à l'obturateur {Corliss),

Les organes liés à \ Premier genre : Le réj^ulateur modifie la U n^aohiin© entrai- j twô^^^ire du butoir rallaohé aux pièces nent leA valves pari dépendant de la machine (Sulzer).

^ , ^ rie eontacl de douxl

D«V»i4M»GnQVP«^^jèces ou butoir-,)

l'un e»t rattaché ^\peu^i4inc g^t^rç; Le r^^gulatcur modifie la commande, l'autre l la trajectoire 4u liuto.ir rattaché aux est relié aux valves. F valvea,

288 MACHINES GORLISS i

Il 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 Ténergie peut être fort grande. Le type de 1867 comportait deux ressorts à lames, qui ont été conservés longtemps par MM. Lecoateux 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 actionné par la pression atmosphérique i

q[u^on emploie dans les machines à valves. On fait quelquefois usage de pistons pressés par la vapeur.

Type à ressorts. — Dans le système de 1867, dit à lames de sabre, la barre d'excentrique communique au plateau P (fig. 250) un mouvement d'oscillation autour du pivot fixe L Ce plateau présente deux articulations e, ê^ (une sur chaque face), pour la commande des valves d'échappement placées à la génératrice inférieure du cylindre, et deux articulations a, a^ pour la commande des obturateurs dVdmission. Prenons, par exemple, Tarticulation a destinée à manœuvrer la valve A ; elle est reliée par la bielle 6 à un levier L, pivotant autour de son extrémité inférieure M, l'articulation M est fixe et portée par le bâti ; le levier L porte à son sommet la clenche N, qui, dans son mouvement de droite à gauche, commande la tige t et la bielle 6' de manière à ouvrir le distributeur en temps voulu. La tige t est sollicitée vers l'arrière par la bielle 6", rattachée au ressort R ; aussitôt que l'extrémité avant de la clenche est soulevée, Tobturateur est ramené à la fermeture par le ressort ft, le régulateur place le heurtoir H dans une position qui dépend de la vitesse, la clenche est donc soulevée

(1) Le contrepoids ne peut prendre, lorsqu'il est libre, que raccéléralion 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 l'accélération des pièces, il doit j être de plus en plus lourd et il deviendrait bientôt inapplicable.

(2) Revue technique de VExposltion de 188^, 6® partie, t. II, pi. 15-16. Plusieurs" machines de ce type étaient encore exposées à Paris en 1900, notamment par la maison Garnier et Faure-Beaulieu.

MACHINES GORLISS

plus ou moins tôt ; si le heurtoir H est assez haut, la clenche ne Patteint pas pendant le mouvement de la -valve, et par conséquent, il n'y a pas déclenchement.

Fig. 250.

Le piston G, qui se meut à frottement doux dans le cylindre fixe C, sert à la fois de guide et d'amortisseur du 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.

^ MAGHÎlfES COHLlSd

Type â plateau ûentraL — Le âystèmô à plateau central (fig. 251), 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-pot^ sous lequel règne le vide, et par la liaison 6 qui établit sa solidarité avec ce piston. L'ouverture de la valve soulève 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 Je déclenchement (Voir no 108, fig. 260).

Type à plateau modifié (^). — Le plateau est évidé et notablement agrandi (fig. 252), 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. L'articulation A attaque par là bielle 6, le levier coudé LL' qui tourne follement sur le support de l'axe de la valve V ; la valve est commandée par le bras B, constamment sollicité vers le bas par le 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 l'encoche pratiquée dans le cliquet L'c ; celui-ci tourne autour de L', il tend à rester en prise par l'action 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 Hc porte un bouton qui s'engage dans cette coulisse. Suivant que le point n est plus ou moins maintenu vers la gauche par le régulateur, le bouton du cliquet atteint plus ou moins vite le fond de la coulisse du bras nn\

ii\ Les articulations B et B^ Bi et B\ sont quelquefois réunies.

(2) Les concessionnaires de Corliss ont commencé à adopter ce type vers 1885, la machine exposée par le Greusot à Paris en 1889, appartenait à ce système qu'on ne construit plus aujourd'hui, mais qui présente de l'intérêt par l'exagération de ses mouvements dissymétriques.

MACHINES GOHLISd

CM

MACHINES CORLISS

MACHINES GORLISS

et le déclenchement se produit plus ou moins tôt; c'est la position relative des centres /i et V qui règle Pinstant du déclenchement.

Pour éviter que les valves ne restent ouvertes en cas de grippement, le levier coudé LLVporte 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. — Épures 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

ta^

Fig. 253.

de Tarète de chacune des valves (*). On prendra pour l'origine de ces déplacements, la position de l'arôte correspondant à la position moyenne de l'articulation commandée par la barre d'excentrique ; chacune des valves possède, pour cette position, un certain recouvrement que l'on portera sur l'épure. Ainsi, la figure 253 est l'épure de l'une des valves d'admission du système représenté par la figure 252 ; les écarts sont comptés à partir de 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 toutes les machines. Lorsque le régulateur n'agit pas, l'introduction reste ouverte jusqu'au point A, c'est-à-dire

(1) A la rigueur, il serait plus exact de porter en ordonnées, à partir de la ligne qui représente le recouvrement, les cordes des arcs d'ouverture, mais le résultat est peu différent.

MACHINES G0RLI8S

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 Paction du dash-pot^ on trouverait DD" pour la loi de fermeture.

FIg. 254.

La figure 254 représente Pépure de Pun 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 ; Pépure fait ressortir Pinégalité des écarts positifs et négatifs, Pavance 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 Paxe XX est beaucoup plus faible que le trajet correspondant à Pouverture ; 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 môme il est pratiquement arrêté pendant une grande fraction de la course lorsque les obturateurs ont atteint leur recouvrement maximum, ils ne donnent plus lieu alors à aucun frottement.

Ces modifications à Pellipse 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 mOme que celui qui a été signalé au § V (n^ 89) du présent chapitre.

MÀ0HINB8 G0RLI8S 295

L ^inégalité des écarts n^est pas toujours aussi grande que dans le système que nous avons choisi à dessein pour la rendre plus sonsible ; 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 considàrables 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 Tellipse.

106. — Limite de l'introduction. — Le maximum de l'écart pour Padmission se produit avant le milieu de la course, lorsque le centre de l'excentrique E est dans la position extrême (fig. 252) ; cet état de choses résulte de ce que l'angle de calage a est supérieur à Pangle droit ; si d'ailleurs il n'en était pas ainsi, et que Tangle o; fut 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 qh Tun de ses points morts, les valves fermeraient Iqs 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 Téchappement, il n'y aurait plus d'avance à l'échappement ni de compression. Pour cette raison, lorsque le même excentrique conduit à la fois les obturateurs d'admission et ceux d^éçhappementj son angle de calage doit être supérieur à l'angle droit (*).

Si Ton remarque que le déclenchement ne peut se produire que dans le mouvement d'ouverture du distributeur, alors que les écarts n'ont pas atteint leur maximum, on voit que le déclic fonctionnera au plus tard au milieu de la course du piston ; si, à ce moment, il n'avait pas fonctionné, l'admission aurait lieu à peu près pendant toute la course. Pratiquement, Pangle de calage étant supérieur à Pangle

(1) Pour s'en assurer, on pourra tracer l'épure de la valve d'échappement correspondant à ce cas, on trouvera qu'un recouvrement négatif serait d'abord nécessaire pour qu'il n'y eût pas retard à l'échappement et ensuite que l'échappe ment se prolongerait au delà de toute la course rétrograde.

(2) Il peut arriver que, par suite d'une inversion de plus ou de moins due à la disposition des renvois, l'excentrique doive être calé à l'opposé de la position qu'il occupe dans l'exemple choisi, mais le raisonnement s'applique alors à l'excentrique fictif coïncidant avec notre excentrique réel.

MACHINES GORLISS

droit, et d'autant plus que l'on veut réaliser des compressions plus prolongées, le déclic ne fonctionne 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 moteur 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 l'introduction (*). — Premier 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. Si Ton trace l'épure du mouvement de la valve d'admission, on constate qu'elle prend la forme de la figure 255 ; le

FIg. 255.

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 M^ M, mais cette solution entraine un inconvénient : en cas de grippement de la valve ou de dérangement du dash-pot, le rappel

(1) M. Siamvood, de Cincinnati, a proposé un moyen ingénieux de prolonger l'introduction, mais qui paraît difficile à réaliser. [Engineering, 1891, 2'' sem., p. 732.)

MACHINES GORLISS

ne peut avoir lieu, Padmission reste ouverte pendant la partie MjF de la course rétrograde, et la vapeur passe directement à Téchappement. Il est à remarquer que, dans ce cas, on ne peut assurer la fermeture de la valve en temps voulu au moyen de Partifice indiqué à propos du type à plateau modifié (103), car Pergot ne peut ramener la position de fermeture qu'au point F.

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 ; Farcot^ Lecoutewjc et Garnier^ Stoppant (*) ont eu recours à cette solution. Nous ne décrirons que le déclic de Farcot, tous les autres étant basés sur des principes analogues. Dans les figures 256-257, B est la bielle de commande articulée

FIg. 256-257.

sur 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 rf' et produit le déclenchement ; la came d' 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

(1). Voir Haton de la Goupillière, Cours de Machines, T. IL t*t la Revue de r Exposition de 1889.

MACHINES GORLISS

talon du cliquet, dont la saillie n^est maintenue que par un ressort h boudin, rencontre la face latérale de la came d pendant le mouvement d'ouverture ; cette face étant taillée en plan incliné, le talon s'elîace et ne reprend sa saillie primitive qu'après avoir dépassé le profil rf, lequel produit le déclenchement pendant le mouvement de fermeture du diS' tributeur. 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 (110). M. Frikart a employé (depuis 1885, à notre connaissance) un dispositif semblable pour les machines Corliss.

Flg. 258.

Le plateau P (fig. 258 et 259) commande par l'articulation A le levier oscillant Llj, qui tourne follement autour du même axe géométrique V

que la valve ; celle-ci est commandée par le bras B pour l'ouverture, et rappelée par le dash-pot qui agit sur le bras B,, pour la fermeture; les deux bras BBj forment une même pièce calée sur Taxe de la' valve, La solidarité est établie entre les points L^ et B par le cliquet coudé ce^ ; le contact entre la branche c et le bras B a lieu par un arc (le cercle décrit de L, comme centre, de

Fiff. 259.

sorte que l'on peut imprimer au point c^ un mouvement de rotation relatif autour de L^ sans influencer la posi-

MACHINES CORLISS 299

tion de la valve ; mais lorsque ce mouvement relatif est tel que Tarète a du cliquet franchit Tarète 6 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 e, reçoit un mouvement alternatif d'amplitude constante, mais dont les limites sont modifiées par le régulateur.

M. Prikart se sert à cette fin du mouvement transversal de la barre d'excentrique, renvoyé au moyen de la bielle G (fig. 258), et du levier coudé JOK. Le point K reçoit donc, approximativement^ le mouvement horizontal dû à un e:i(centrique fictif qui serait calé à angle droit sur Pexcentrique réel de la distribution ; au point K est articulé le petit balancier DD à bras égaux, auquel le régulateur donne une inclinaison plus ou moins grande par le bras normal KR (*). Il résulte de cette combinaison que la branche c du cliquet continue son mouvement au^ tour de Lj, 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.

Le système Prikart n'est d'ailleurs qu'une solution particulière d'un cas beaucoup plus général ; on peut, en effet, produire le déclenche-^ ment pendant le mouvement de retour de la valve en animant l'organe de contact commandé par le régulateur d'un mouvement oscillatoire d'amplitude constante, mais dont le centre d'oscillation est déplacé par le régulateur pour avancer ou retarder le déclenchement. Ce principe peut être appliqué à tous les déclics et donne des solutions élégantes ; dans ce système, un excentrique peu important est nécessaire pour produire Poscillation des butées de déclic, on peut le placer sur un arbre auxiliaire, ce qui est facile lorsque le régulateur est commandé par

(1) Pour tracer l'épure du système, on commencera par supposer que le cliquet reste constamment en prise avec le bras B, car sa position n'a d'influence que sur l'instant du déclenchement. On arrivera assez facilement, en fiiisant abstraction de certaines obliauités, à systématiser les tracés qui donnent les positions de déclenchement. L étude complète du système présenterait du reste un certain intérêt.

300 MACHINES CORLISS

engrenages. Ces systèmes ne sont cependant pas entrés dans la prati*» que, on n'en trouve guère qu'une application de principe dans la distribution Bonjour mentionnée au numéro suivant.

Il est à remarquer qu'il y a identité cinématique entre les machines à déclics à simple excentrique et l'ancienne distribution Farcot à tiroir (87), tandis que le principe qui vient d'être indiqué est assimilable au système Hertay (88).

108. — Dijfférents déclics: déclic hydraulique. — Le principe du déclic aboutit à un grand nombre de réalisations différentes; 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. Ce desideratum est 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 liaison entre le régulateur et le butoir.

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.

3°) La vitesse de rotation des machines à déclic est limitée par l'énergie qu'on peut donner pratiquement aux moyens de rappel (109 bis).

Parmi les systèmes qui ont été en vogue et qui n'ont conservé qu'un intérêt documentaire, nous citerons celui employé dans la machine de Wheelock ; la figure 260 représente, pour l'extrémité arrière du cylindre, la valve d'admission et celle (réchappement, qui sont placées à la partie inférieure de manière à utiliser 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 0 le mouvement à la fourche bj; la branche b est représentée enclenchée avec le levier L

MACHINES GORLISS

dont elle produit l'ouverture ; la rencontre de la branche / avec le butoir r', commandé par la tringle /' du régulateur et un bras oscillant autour de Taxe A, détermine le déclenchement ; D est la tige de rappel de la valve d*admission.

Fig. 260.

Fig. 261.

La figure 261 représente le déclic assez longtemps employé par l'ancienne maison Cail\ MB est Tune des quatre bielles, 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 l'axe 0 de la valve^ D est la bielle du dash-pot ; le régulateur, par les liaisons r, b et la came c, soulève la clenche lorsque la came s'appuie sur le secteur, ce qui a lieu plus ou moins tôt d'après la position du manchon .

La figure 262 est relative à la machine Ingliss^ la première du système Corliss qui ait été construite en Angleterre ; l'articulation A d'un "plateau central commande la valve 0 par l'intermédiaire de la bielle AB ; celle-ci est formée de deux pièces rendues solidaires par les deux lames l lorsque la bielle agit par traction, c'est-à-dire de droite à gauche. Un ressort de rappel R presse constamment le piston P, qui sollicite la valve à se fermer en agissant sur l'articulation 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 qui, en écartant les griffes élastiques /, produit le déclenchement.

302 UACaiREfl CORLlSfl

Le déclenchemont, au lieu d'être produit par la disjonction de deux pièces, peut être obtenu par une autre classe de mécaniimes cinématiquement 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 do 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 contraire indépendants, si à un moment donné et le système étiint toujours maintenu en compression, un robinet permet au liquide de s'écliapper. La clenche est donc remplacée par le liquide, et la butée du régulateur est remplacée par 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 l'on 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'Expo-

HA.CHINES CORtISS 303

sition de Turin en 1884 ; plus récemment, Bonjour a appliqué à la cummandu des valves Corliss uu système analogue, qui a l'avantage de supprimer le bruit du déclic et les chocs qu'il occasionne lors do Paccrocliage ; la distribution Bonjour comporte des détails fort ingénieux, et notamment lu liaison du régulateur avec le robinet du déclic ; ce robinet est actionné par un petit excentrique spécial, condition nécessaire pour réaliser de grandes admissions (iOT), le régulateur agit sur l'angle de calage de cet excentrique ; le système est donc analogue, au point de vue cinématique, à celui de Frikart, mais il en diiïère par le mode de variation de l'introduction. La différence est du mémo ordre que celle existant entre la variation de l'angle de calage de l'excentrique de détente de distribution genre Meyer, et la variation du recouvrement des tasseaux.

109. — Tiroirs plans à déclenchement. — Ces systèmes, dont quelques-uns subsistent aux États-Unis, n'ont plus en Europe qu'un intérêt rétrospectif Quelques-uns possèdent tous les caractères des distributions Corliss, c'est-à-dire que les distributeurs d'admission y sont ouverts par la raacliino et déclenchés par le régulateur ; M. Lebrun a utilisé, comme moyen de rappel, la pression de la vapeur sur une tige épaissie à l'une de ses extrémités (fig. 263), le dasii-pot est nécessaire comme amortisseur.

Parfois, les obturateurs d'admission sont h canal, avec tuile superposée du genre Meyer ; les tiroirs principaux restent liés dcsmodromiquement avec la mactiine, les tuiles de détente sont seules déclen-

MACHINES CORLISS-PHENIX

chées, et reprises en temps voulu par un chariot spécial manœuvré par l'excentrique de détente (*). On a souvent employé Tune des deux formes de chariots (fig. 264-265), sur lesquels sont concentrés les déclics des deux tiges ; la seconde est due à Af . Bède^ et est restée en usage dans différents cas.

Fig. 264.

TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT??,

On a môme 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 à déclenchement est superposé à Pobturateur 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 fnoins 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 l'excentrique ; il y a des cames spéciales pour l'admissiom et Téchappement, on rentre ainsi dans le cas signalé au numéro 107 (premier moyen), c'est-à-dire que l'introduction peut être prolongée au delà de la moitié de la course.

Il n'existe plus que de rares exemples de machines à déclics avec distributeurs plans dans lesquelles on a conservé les principes cinématiques des commandes Corliss, qui en général sont difficiles à appliquer à un organe à mouvement rectiligne comme le tiroir, si ce n*est dans une faible mesure (89).

(1) Système Wannieck et Koeppncr à Brunn, (Uhiand, les nouvelles Machines à vapeur, etc., PI. XXXII); système Stevenson et Cie, (Clark, t. III, p. 143).

(2) Système Cnllmann (Buchetti, les Machines à vapeur actuelles, Pl.VI) ;/îen5inç, (Engineering, 1880, 2^ sem., p. 622^ ; Ruston Procior (Engineering, 1« sem. p. 627).

Fig.Z6&

A<ix.

MACHINES CORLISS-PHÉNIX 305

±09 bis. — Machines Corliss actuelles. — L'augmentation des vitesses de rotation et des pressions motrices a nécessité certaines raodîQcations telles que Pemploi de moyens de rappel plus énergiques, le développement plus grand des plaques d'enclenchement, la diminution des moments d'inertie des pièces qui doivent obéir au mouvement de fermeture, le perfectionnement du graissage des obturateurs. Les réactions dues à Pattaque par une force excentrique en porte-àfaux demandent une construction de haute précision et le centrage des axes des valves dans des buselures à grande surface résistant bien à Tusure ; on supprime en général les bourrages des axes, remplacés par une obturation par rondelle rodée ; les joints des couvercles des boisseaux se font à sec pour éviter les gauchissements.

Moyennant ces précautions, le système Corliss admet des vitesses dont la limite actuelle est d'environ 150 tours (*); les valves se comportent bien et restent remarquablement étanches ; malgré l'opinion contraire assez répandue, elles supportent la vapeur surchauffée (*). Certains constructeurs ont renoncé à l'attaque par arcs décentrés qui donnent les épures caractérisées au n® 104 ; la raison en est que ces mouvements sont accompagnés, pour certaines positions, d'accélérations plus grandes, qui entraînent des réactions d'inertie importantes dans la marche à grande vitesse.

Nous décrirons, comme exemple, le type actuel de la Société « le Phénix », qui fonctionne généralement à grande vitesse, bien que les épures donnés ici soient établies pour un nombre do tours qui n'a rien d'excessif (').

(1) Une machine Rice et Sargent (v. tableau p. 78-79) fonctionne à 163 tours {Engg., 1898-2-483).

(2) La machine Corliss ne s'emploie plus guère en Allemagne^ où la soupape a prévalu; certains constructeurs ont cependant conservé cette distribution pour les cylindres de basse pression des machines compound.

On trouvera la description des principaux moteurs des maisons françaises dans « La Mécanique à l'Exposition de 1900 », 3® livraison, par M. Gabriel Eude.

Le système Corliss a conservé beaucoup d'importance aux États-Unis (C*« Allis, à Milwaukee), et en Angleterre. Voir, à ce sujet, le tableau précité (p. 78-79 et Engineering : 1897-1-37; 1898-2-534; 1900-2-207; 1901-1-176, 576, 703, 770; 1902- 2-46, 343; 1903-2-725; 1904-1-886; 1904 2-79, 541, 636).

(3) Les renseignements et les épures qui ont permis de préciser cette description nous ont été obligeamment fournis par M. G. Duez^ ingénieur en chef de cette maison.

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306 MACHINES CORLISS-PHÉNIX

Le cylindre et les obturateurs sont disposés comme Pindique la ligure 101 (ante), tandis que la figure 266 (PL V), donne le schéma des liaisons avec Pexcentrique E d'admission, et l'excentrique E' d'échappement ; dans cette figure, les positions des obturateurs sont celles qui correspondent au point mort arrière, mais la valve d'admission de Tavant, qui devrait être rappelée à la fermeture, est supposée enclenchée.

Les inclinaisons des barres d'excentrique, et les leviers de renvoi pivotant autour des points IF, sont imposés par la position des arcs décrits par les leviers des valves, conditions qui altèrent évidemment les angles de calage et les excentricités (79), mais on peut toujours envisager les excentriques fictifs qui conduiraient directement les valves, et c'est ce que nous ferons dans les épures. On remarquera cependant que pour le levier pivotant autour de T, l'angle de déviation est supérieur à l'obliquité moyenne de la barre d'excentrique sur Thorizontale, à cause de l'espace nécessaire pour réaliser les articulations ; il en résulte une perturbation qui peut être pratiquement négligée.

Pour no pas exagérer les eiîorts de commande des valves, l'angle total décrit par leurs leviers est limité à 60«> pour l'admission et à 70" pour l'échappement (fig. 267-268), et parfois à des valeurs encore moindres.

Les valves d'échappement fonctionnent comme les lèvres intérieures d'un tiroir ordinaire, et demandent un excentrique E' calé comme pour une distribution par tiroir ; ce calage étant supposé choisi, l'avance à l'échappement et la compression peuvent être modifiées par une altération convenable des recouvrements intérieurs, lesquels peuvent être inégaux, pour compenser les effets d'obliquité de la bielle motrice.

Afin de pouvoir faire varier ces recouvrements, les axes des valves d'échappement peuvent être orientés différemment dans leurs leviers ; ceux-ci ont des moyeux fendus (fig. 276-277), et sont serrés par pincement sur une fourrure qui sert de tourillon et dans laquelle est claveté Taxe proprement dit qui entraîne l'obturateur.

Les valves d'échappement sont des cylindres en fonte (creux pour les forts diamètres), tronqués pour donner passage à la vapeur; la forme

MACHINES CORLISS-PHÉNIX 307

de Pen taille se comprend aisément d'après la figure 266. L'axe se termine, du côté de la valve, par un plateau garni de deux joues d'emboîtement (fig. 277-278), l'étanchéité autour de cette pièce est obtenue par une bague rodée qui forme épaulement et qui est appliquée contre le couvercle par la pression de la vapeur, ainsi que par un ressort à boudin, dont l'action devient nécessaire pendant la période d'échappement de la marche à condensation.

L'épure de l'échappement (fig. 269), ne diffère presque pas de l'épure circulaire d'un tiroir. La circonférence 0 est tracée avec le rayon de la valve; les rayons OA, OB, de longueur arbitraire, comprennent l'angle total d'oscillation ; la circonférence 0', dont le diamètre est égal à la corde AB, représente la trajectoire du centre de l'excentrique fictif qui conduirait l'obturateur. Les recouvrements et les lumières étant portés sur le contour de la valve, on détermine, sur la circonférence 0', les positions correspondant à l'ouverture et à la fermeture des lumières. Le diamètre -îl. A/, fixé par l'angle de calage, sert de repère aux positions du piston, comme dans l'épure circulaire ; on peut y marquer, en tenant compte de l'obliquité de la bielle motrice, les positions du piston a d (ouverture de l'échappement sur les deux faces), et b b' (fermeture ou commencement de la compression). Pour une position quelconque de la manivelle, on peut, en se reportant à la position angulaire de la valve, obtenir l'ouverture de celle-ci par la corde de l'arc compris entre l'arête fixe de la lumière, et l'arête mobile de la valve.

Ayant tracé l'épure pour une machine, on peut la conserver pour d'autres dimensions de cylindre ; on détermine la largeur de lumière nécessaire pour limiter la vitesse de la vapeur à une valeur convenable ; cette largeur doit être insérée entre les rayons comprenant la lumière de l'épure, ce qui détermine le rayon de la valve. Le bras OA étant ensuite choisi en grandeur absolue, détermine l'excentricité.

Pour les dimensions et la vitesse indiquées sur la planche V, la section de passage du cylindre vers le boisseau de la valve est de 1.70 dm.% celle de la lumière sous valve est de 1,77 dm.% la vitesse nloyenne de la vapeur est de 28,74 m. Pour les grandes dimensions, afin de ne pas exagérer le diamètre de la valve ou son déplacement

308 MACHINES CORLISS-PHÉNIX

angulaire, on a recours à Tobturateur à double passage (fig. 271), qui se rapporte à un cylindre à basse pression de 1.000 X 1.200 ; la section totale de passage sous valve est de 9 dm.*, et la vitesse moyenne de la vapeur est de 34.9 m. pour 100 révolutions de Parbre par minute.

Étudions la commande de Vadmission. L'épure (fig. 270) se trace comme s'il n'y avait pas de déclenchement, d'après la méthode de l'épure circulaire. L'excentrique étant placé de telle manière que les valves occupent leur position moyenne (rayon OR), chacune d'elles découvre sa lumière à moitié, c'est-à-dire que le recouvrement est négatif, et égal à la moitié de la largeur du'canal. On porte la lumière en oo, par moitié de chaque côté du rayon OR; on en déduit les lignes CC, puis la ligne .B. Al de repère des positions du piston ; celle-ci est orientée de manière à donner une avance angulaire déterminée, ou bien une certaine avance linéaire (un millimètre dans le cas de la figure).

Si on suit par exemple l'admission sur la face d'arrière du piston, en supposant que le déclenchement n'opère pas, on constate que l'ouverture de la lumière est déjà complète au point a, après un parcours du piston très faible (10% de la course) ; cette ouverture se conserve entière jusque près du point mort d'avant, et la lumière se referme ensuite très rapidement ; la fermeture n'est complète qu'au point 6 de la course rétrograde ; dans ces conditions, l'admission se prolongerait donc à contre-sens, et la vapeur fuirait directement pendant toute l'avance à l'échappement et la course de retour jusqu'au point b (107). Aussi, une pareille distribution ne saurait fonctionner sans déclenchement ; le déclenchement le plus tardif pour la lumière d'arrière correspond au maximum d'écart, c'est-à-dire au point A. On remarque d'après l'épure que les limites de l'introduction sur les deux faces sont de 0,68 et 0,59 pour l'arrière et l'avant, respectivement.

Pour adapter l'épure à des dimensions quelconques de cylindre, on utilise les propriétés de la similitude, ainsi qu'on l'a fait pour réchappement.

La valve d'admission est un secteur rainure dans toute sa longueur (fig. 267), dans lequel s'engage un panneau en saillie sur l'axe de la

MACHINES CORLISS-PHÉNIX 309

valve ; l'eflort propulsif s'exerce près de la surface frottante, co qui é>ite le basculement de la valve et Pusure près des arêtes.

Les figures 272 à 275 donnent le détail du déclic pour le côté d'arrière du cylindre (*) ; la figure 280 représente la connexion avec le régulateur; la figure 281 est une coupe du dash-pot atmosphérique. La clenche C est articulée à l'extrémité du bras B calé sur Taxe, au moyen d'un pivot sollicité par la bielle b du dash-pot. Le levier coudé LL, commandé par l'excentrique d'admission, porte le bouton d'enclenchement D, qui saisit la clenche au bas de sa course, et l'abandonne au moment où la branche C s'appuie sur la came c, dont la position est fixée par le régulateur.

La came c est montée sur l'anneau A, qui tourne follement sur le support de l'axe de la valve, à côté du levier coudé LL. Les connexions avec le régulateur sont disposées de manière à donner à ces anneaux des mouvements symétriques pour les deux extrémités du cylindre.

La clenche est toujours sollicitée à s'engager ; elle est poussée par une lame de ressort encastrée dans une borne que porte le levier B ; ses déplacements angulaires sont cependant limités de telle sorte que le bouton d'enclenchement puisse toujours la reprendre ; ainsi, sa branche C porte une petite plaque d'arrêt qui vient s'appuyer sur la borne porte-ressort et limite la rotation à droite ; il y a aussi sur les faces de contact latérales entre le levier B et la clenche, un ergot dans l'une des pièces et un petit creux dans l'autre, pour limiter la rotation vers la gauche (ce détail n'est pas représenté).

Pour compléter la description du déclic, il nous reste à mentionner un dispositif de sûreté appliqué depuis longtemps à beaucoup de machines, et destiné à prévenir l'emballement en cas de dérangement du régulateur (arrêt par chute de courroie ou autrement). L'anneau A porte une seconde came c^^ destinée à agir dans ces conditions spéciales ; le manchon du régulateur peut descendre plus bas que sa position d'in-

(1) Ce déclic est dû à M. Doulceron. Les figures de la planche VI sont relatives à la distribution du cylindre du laboratoire de Gand (fig. 92 et 92 bis), de dimensions exceptionnellement réduites ; il a paru utile de les donner. On les adapterait facilement à une machine plus grande, sous la réserve que beaucoup de dimensions d'organes n'augmenteraient pas proportionnellement ; quand on veut réaliser des mécanismes en petit, il y a certaines limites en dessous desquelles il serait difficile de descendre.

310 MACHINES GORLISS-PHÉNIX

troduction maximum (dans la Ggurc 180, cette course supplémentaire est de 10 mm.), la came c^ est ainsi poussée vers la droite, et par son action sur Télément oblique qui termine la branche C\ empêche tout enclenchement et par conséquent toute admission (*).

Le dash'poi comprend un piston sans garniture suspendu à la bielle 6, et passant très exactement dans un cylindre fixe. L*amortissement de la chute est réglé par une aspiration d'air qui se fait par le tuyau tj et dont on peut obturer plus ou moins rentrée en agissant sur un ressort qui porte une rondelle en cuir ; ce réglage est déterminé par tâtonnements. Un moyen supplémentaire d^amortir la chute dans le voisinage immédiat du fond consiste en une chambre annulaire dans laquelle le bord aminci du piston s^engage d*abord sans résistance et qu'il ferme hermétiquement à partir d'une certaine limite (position pointillée).

Remarque sur les dimensions du dash-pot. Quand on compare des machines semblables, mais de dimensions différentes, la force de rappel doit être proportionnée pour produire le même parcours angulaire des valves à égal déplacement angulaire des manivelles. A ces parcours correspondent des temps qui sont en raison inverse des dimensions linéaires^ si on suppose que les machines ont la même vitesse moyenne de piston.

Les forces résistantes en jeu sont l'inertie du dash-pot et de la valve et le frottement de celle-ci; en négligeant l'action motrice du poids du dash'pot^ on trouve, par un calcul facile, que le diamètre du piston de rappel doit varier comme le diamètre de la valve.

Il peut arriver momentanément que la chute du piston du dash^pot soit mal réglée (trop d*air), la valve ne reste pas néanmoins ouverte, le bouton d'enclenchement du levier L (fig. 272-273) appuie alors au bas de course par son contour semi-circulaire sur le congé du moyeu de la clenche, et referme la valve.

109 ter. — Machines Van den Kerchooe a pistons^vahes (*). —

(i) Avant Tarrêt du moteur, il est nécessaire de soutenir le régulateur pour Tempêcher d'entrer dans cette zone de sûreté, sinon, il faudrait le soulever pour la remise en marche.

(2) Cette distribution, créée par M.Van der Stegen fait l'objet des brevets belges des 26 octobre et 10 novembre 1898. {Annales de l'Association des Ingénieurs de Gand, T. XXIII).

L'obturateur est un manchon cylindrique muni de cercles élastiques et rigoureusement équilibré sous le rapport des pressions ; il ne donne

^sssss^s^ ; ^v\n\v\\sn^<n

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iieu, par conséquent qu'à un frottement réduit. Il est analogue air tiroir cylindrique ("9-9'^;; mais il est partagé, comme l'exige le principe du déclenchement, en quatre obturateurs séparés ; ceux-ci

sonl placés dans les fonds du cylindre. Pour les machines horizontales, ils se déplacent verticalement, leurs axes se trouvant dans le plan vertical passant par Taxe du cylindre (fig. 282-283) ; parfois, cependant, les axes des valves d'échappement sont un peu déplacés latéralement (notamment pour les gros cylindres, en vue de rapprocher du plan médian les tubulures d'échappement).

L'obturateur à piston participe de la valve Corliss en ce qu'il dépasse l'orifice dans la position fermée, ce qui permet d'obtenir des mouvements de fermeture rapides, la vitesse n'étant amortie qu'après. Sa propriété d'être équilibré assure le fonctionnement avec un graissage réduit, même à forte surchauffe (*).

La position donnée aux obturateurs rend leur mode d'actionnement à peu près identique à celui des machines à soupapes à déclic, qui sont antérieures, et dont Tétude montrera cette analogie.

Pour le fonctionnement à vapeur saturée, ou pour le grand cylindre des compound, la vapeur passe de l'enveloppe dans les fonds par les trous o (fig. 282) ; la position donnée aux nervures de renfort assure la circulation en môme temps qu'elle favorise la séparation de

l'eau ; on voit aussi que les surfaces nuisibles des cavités A, E, bénéficient dans une mesure considérable du réchauffage par la vapeur qui circule dans les fonds. Le volume et la surface des espaces nuisibles sont également très réduits, particularités dont nous avons fait ressortir l'importance au n° 57.

Fig. 283 bM. Les valves d'échappement sont

souvent à ouverture simple, c'est-à-dire qu'elles découvrent, en se soulevant, les orifices de la glace cylindrique en forme de lanterne enchâssée dans la fonte du cylindre, tandis que les glaces des valves d admis-

(1) On peut rapprocher de cette disposition le distributeur plus récent, dit cloche-valve, de MM. Tahourin et Devillers (fig. 283 his), dans lequel le manchon mobile est extérieur au siège fixe. Pour l'échappement, la figure devrait être renversée de haut en bas.

sioa ont deux rangées d^orifices découverts simultanément par les arêtes actives de la valve (fig. 282 à 285) ; la raison de cette différence est que les valves d'échappement peuvent sans inconvénient être à grande course, à cause de leur commande desmodromique.

La distribution d'admission présente une particularité déjà appliquée en 1894 par Bonjour à ses machines Corliss à déclic hydraulique dans le but d*augmenter la compression dans les cylindres à condensation (26). La glace est percée, dans la zone de recouvrement, d^une rangée de petits orifices circulaires (fig. 284 bis et 285 bis) par lesquels se produit une admission auxiliaire qui précède Padmission proprement dite. L^effet ainsi obtenu est analogue à celui du tiroir à canal de compensation (78 bis) sauf que la vapeur introduite n^est pas empruntée à la face opposée du piston. Les éléments sont choisis de manière à ce que Padmission auxiliaire précède de 25 à 28 degrés le point mort.

Les mécanismes de distribution peuvent présenter certaines variantes ; la planche VU en donne un type appliqué aux deux cylindres d^une machine compound ; l'admission au petit cylindre est seule à déclenchement et sous la dépendance du régulateur, celle du grand cylindre n^a que deux degrés fixes dMntroduction qu^on peut réaliser à volonté diaprés la charge (38) (*).

Distnbution du cylindre à haute pression des machines compound^ applicable aussi aux machines monocylindriques (fig. 284 à 284 ter). — L'arbre de distribution A, parallèle à l'axe du cylindre et commandé par engrenages comme dans les machines à soupapes, porte à chaque extrémité du cylindre un excentrique dont la barre s'appuie par l'extrémité H sur un bras pivotant autour du point fixe I ; le mouvement de ce bras est utilisé pour la commande de la valve d'échappement par le point K. Un point B, convenablement choisi sur la barre ou le collier d'excentrique, décrit une trajectoire elliptique déformée ; il est relié, par la bielle BC, à un bras pivotant qui porte la clenche CD ; celle-ci attaque le balancier de manœuvre de Tobturateur et l'entraine

(1) Nous devons à M. Â, Van der Stegen de pouvoir publier ces renseignements, que des nécessités de format nous obligent à condenser.

jusqu^au moment où elle s^appuie sur un galet g^ dont la position est fixée par le régulateur.

Le mécanisme est représenté pour la face arriére du piston, et dans la position pour laquelle ^obturateur, s'étant soulevé d^une quantité égale au recouvrement, est sur le point de s'ouvrir. Le rayon AE de l'excentrique (fig. 284 ter) est encore séparé de la position AM^ qu'il aura au point mort, d'une quantité égale à l'avance angulaire à l'admission ; Mg Mj peut donc être choisie comme ligne de repère des positions du piston.

Si on supposait te régulateur inopérant, le distributeur ne se refermerait que pour la môme position C du sommet de la bielle, c'est-à-dire après que B aurait parcouru l'arc BSB' de sa traJQCtoire elliptique, l'arc BB' étant décrit de C, avec le rayon CB ; le point E aurait parcouru l'arc EM< E', et le piston se trouverait déjà dans sa course de retour.

Mais le déclenchement a dû s'opérer au plus tard lorsque C se trouve en C,, à son maximum d'écart vers le bas, pour lequel l'arc de rayon CB est tangent en S à la trajectoire elliptique ; le centre de l'excentrique est alors en F, et, par conséquent, Tintroduction la plus grande sur la face arrière est obtenue en projetant F par Tare F/, dont le rayon est la bielle motrice, à l'échelle pour laquelle AF est le rayon de manivelle

Pour la face avant du piston, Texcentrique est calé dans une position opposée, et le mécanisme étant identique, il suffît de renverser bout pour bout la ligne de repère M^M^, c'est-à-dire que la projection doit se faire par l'arc F/', Avec les éléments choisis, l'introduction la plus grande est de 0.71 et 0.63 pour les faces arrière et avant, respectivement, la chute dos valves après déclenchement étant supposée instantanée.

Les connexions avec le régulateur sont telles que l'introduction peut passer de l'ouverture zéro (non enclenchement) au maximum indiqué ci-dessus, et un dispositif de sûreté analogue à celui de la machine Corliss (109 6^'s) produirait le déclenchement en cas de chute accidentelle du régulateur ; l'action du galet g sur la clenche ou palette de déclic est alors remplacée par l'action d*un autre galet implanté sur le même bras, et qui attaque la clenche par le haut.

Il convient d'égaliser autant que possible les introductions sur les

deux faces ; à cet effet, le bras qui porte le galet g a une longueur différente pour. Pavant et l'arrière, et son angle de parcours a un léger décalage qu'on peut trouver aisément sur un tracé à grande échelle (les épures originales sont à Péchelle de 0.50).

La valve d'échappement est commandée par le balancier coudé HIK ; les angles et les arcs décrits sont choisis de manière à obtenir une course très réduite de la valve après qu'elle a dépassé sa position de fermeture en descendant, suivant une disposition qui a été fréquente dans les machines Corliss (104) ; les masses à commander sont ici moins importantes, et cette loi particulière de mouvement n'a que des avan* tages.

On trouve facilement sur l'épure les positions d'ouverture et de fermeture de l'échappement, c'est-à-dire l'avance et la compression pour chacune des faces. Ayant marqué, en partant de l'obturateur, la position IH' pour laquelle il est sur le point de s'ouvrir ou de se fermer. Tare décrit de H' comme centre avec le rayon H E donne les positions e, c, qui, projetées sur M^ M, au moyen d'arcs (comme pour F), donnent les positions correspondantes du piston. La position H'' est celle pour laquelle les orifices sont entièrement ouverts ; on en déduit l'arc / m parcouru par la manivelle pendant que la section de l'échappement est totalement ouverte.

Distribution à introduction fixe du grand cylindre des machines compound (fig. 285 à 285 ter). — Les éléments des figures se rapportent à la face arrière du piston ; les membres EB, BC en trait plein sont choisis de manière à réaliser l'introduction de 0,38, tandis que EB', B'C, en trait pointillé portent cette fraction à 0,50. En réalité, les articulations B, B', sont placées sur le collier d'excentrique dont la barre est E H ; le passage de la petite à la grande introduction se fait donc en allongeant la bielle de renvoi CB, et en l'articulant en B .

Par ce changement, la trajectoire elliptique à laquelle on emprunte le mouvement de la valve d'admission s'altère comme il convient. Le mécanisme est représenté dans la position pour laquelle l'admission est sur le point de se produire, la valve étant déjà soulevée d'une quantité égale à son recouvrement.

L'angle d'avance à l'admission est porté en avant de AE, ce qui

permet de tracer la ligne de repère M^ M, des positions du piston.

La position C correspond à la fois à l'ouverture et à la fermeture de l'orifice ; les arcs B 6 ou B' 6' déterminent les positions m ou m d'où résultent les fractions d'introduction. Par TefFet du coude COD, qui amène le point D sur un arc décentré par rapport au balancier de la valve, la position de l'obturateur au bas de sa course n'est pas changée d'une manière sensible quand on passe d'une introduction à l'autre, tandis que l'ouverture est un peu augmentée pour l'introduction de 0,50.

La commande de l'échappement par le balancier coudé HIK présente les mômes caractères que pour le cylindre à haute pression. En ce qui concerne l'échappement, les organes sont identiques pour l'avant et l'arrière du cylindre ; il n'en est pas de même pour les organes d'admission, qui, par suite de l'obliquité de la bielle motrice, produiraient des introductions plus prolongées sur la face avant ; on égalise ces conditions en déplaçant l'arbre de renvoi 0, et en modifiant légèrement les bras OC, OD, ce qui entraîne aussi un changement de longueur des bielles de liaison aboutissant aux points C et D (*).

110. — Machines à soupapes. — Les dispositions des machines Sulzer sont devenues classiques, et ont servi de point de départ à de nombreux dérivés. Il convient donc de décrire d'abord ce type fondamental dans ses modifications successives.

Commande des machines Salzer^ type de 1873. — Les mouvements des quatre obturateurs sont empruntés à un arbre A (fig. 286), parallèle à l'axe du cylindre, et lié à l'arbre du moteur par une paire de roues coniques taillées, de diamètre égal. Les soupapes d'échappement sont manœuvrées 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

(1) La Société Alsacienne de Constructions Mécaniques a aussi adopté le pistonvalve, en le plaçant horizontalement et tangentiellement au cylindre, les axes étant dans des plans normaux au plan médian de la machine. {Zeitschrift des V.D. /., 1904-2-1865, et Revue de Mécanique, 1905-1-387). Cette disposition modifie profondément les caractères du système.

MACHIIiES SULZER

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

Fig. 286.

position est fixée par sa liaison r avec le régulateur. La barre £B de Texcentrique porte un butoir 6, dont Tarète décrit une courbe elliptique ; la bielle BB' porte un butoir analogue b\ dont Parète ne peut prendre que le mouvement permis par suite de la liaison de B' avec le régulateur.

MACHINES SULZER

Tcsy

Fig. 287.

A un moment donné, le butoir 6 vient en contact avec le taquet y et ouvre la soupape ; le déclenchement a lieu au point d'intersection des trajectoires des deux arêtes, soit en n (fig. 287). Pour les diverses

positions du régulateur, le déclenchement se produit plus ou moins tard.

Nous avons reporté, sur la fig. 287, la trajectoire du centre E de Pexcentrique, 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 contact ; en rapportant les positions de la manivelle à la direction M^ M^ considérée comme la ligne des points morts, la position qui correspond à l'instant de l'ouverture de la soupape est AM ; l'angle MAM^ est l'avance angulaire à l'admission, l'angle MAE peut être considéré comme l'angle de calage fictif de l'excentrique. Portons cet angle a en MûAPo,PoP| représentera la ligne sur laquelle on peut compter les déplacements du piston (60). Cela posé, si PjjD représente l'introduction, Km sera la position de la manivelle pour laquelle la fermeture se produit. Avec le recouvrement donné aux butoirs, le dégagement aurait lieu en n, la position du piston s'obtiendrait en rapportant le point n sur le cercle par une parallèle à AE.

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 très prolongée et avoir lieu pratiquement pendant la plus grande partie de la course (').

Dans ce système, le principe posé au numéro 108 (2°) n'est pas

(1) On pourrait voir, dans cette propriété, une exception assez singulière au principe établi au numéro 106 ; mais on remarquera que le déclic, qui est ici en réalite la barre d'excentrique, possède un mouvement transversal, de sorte que ce nouvel élément modifie la question; en réalité, c'est comme si le déclic était actionné par deux excentriques placés à angle droit, l'un étant l'excentrique ordinaire destiné à produire l'ouverture, l'autre étant celui destiné à produire Je dégagement du déclic.

MACHINES SULZER

observé, les butoirs se rencontrent en donnant lieu à un choc ; cependant, il n'en est pas résulté d^inconvénients pour les machines à vitesse de rotation modérée. Le peu d'importance du choc, qui serait intolérable dans une machine à valves Corliss, provient ici de ce que la masse à mettre en mouvement est faible, elle ne se compose que de

Fig. 288.

la soupape et de renvois légers. Depuis 1878^ la maison Sulzer a fait usage de déclics dans lesquels Tattaque est différente.

Machines Saher, type 1878, — Le groupement général des pièces, représenté dans la figure 288, sera expliqué au moyen du schéma (fig. 289). La barre EC de Texcentrique s'appuie au point A

MACHINES SULZER

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 C des trajectoires à peu prés elliptiques, et les déplacements de ces points, projetés suivant des directions déterminées, équivalent approximativement à ceux que produiraient doux excentriques fictifs (99) calés sur ParbreO suivant certains angles. Le mouvement de D est utilisé pour actionner la soupape d'échappement, celui de A est employé pour donner le soulèvement à la soupape d'admission par l'intermédiaire de la bielle AB ; enfin, le point C est relié par le levier coudé RCG et par la bielle Ge, avec le cliquet coudé c^Bc ; le point R est d'ailleurs assujetti, par la bride r, à osciller autour d'un point que déplace le régulateur.

Fig. 289.

L'instant de l'ouverture est réglé par le point A seul, de même que l'instant de la fermeture la plus tardive (lorsqu'il n'y a pas déclenchement). Le mouvement des points C et R sur leurs trajectoires, dont l'une dépend du régulateur, produit la rotation relative du cliquet coudé CjBc autour de B. L'étude du système au moyen d'épurés méthodiques serait nécessairement assez compliquée, mais un tracé par points permet d'en régler les éléments par tâtonnements.

On peut d'ailleurs reconnaître, à part les modifications assez

MACHINES SULZER 321

profondes dues aux obliquités, que le système est basé sur les principes suivants.

Supposons que le mouvement de B soit produit par un excentrique se trouvant au milieu de sa course au moment de Pouverture ; s'il n'y a pas déclenchement, Tintroduction se prolongera pendant un demitour 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 déclenchement jusqu'à la fin de la course; mais, comme cette condition n'est pas nécessaire, il suffira que cet angle soit voisin de 45 degrés.

Troisième système. — La combinaison précédente a été modifiée, et a donné lieu au système représenté par la figure 290 L'excentrique E est placé dans la position qui correspond à l'instant 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 286. Le régulateur, par les liaisons RrSI, 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 I se meut vers la droite sur un arc décrit autour de S, et vice oersa. Nous pouvons considérer pour le moment le point I comme fixe ; il sert d'appui au levier coudé FIG, dont le point F est actionné par l'oreille 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 décalage différents, de sorte que le principe du système est le môme que dans la disposition précédente (*),

La figure 291 donne le tracé par points du mouvement de l'arête active du cliquet ; la position figurée en trait plein est celle pour laquelle la soupape d'admission commence à se soulever, le régulateur étant vers le haut de sa course ; l'introduction cesse un peu après la

(1) On reconnaîtra facilement dans le déclic de M. Frikart (107), une adaptation des principes de ces derniers systèmes aux distributions par valves oscillantes.

MACHINES SULZER

division 2, c'esl-à-dire qu'elle est fort courte ; le tracé pointillé se rapporte à une autre position du régulateur pour laquelle Pintroduc-

lu. 2'.M)

tion est plus prolongée ; la limite de l'introduction est P,P, la longueur P,P, représentant la course du piston. L'angle de calage fictif de

MACHINES SULZER

Texcentrique est M^EP^^, Pangle compris entre les points 1 et ¥^ est Tavance angulaire à Tintroduction.

Fig. 291.

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

MACHINES SULZER

que lorsque la soupape est levée, et est par conséquent enlièrement déchargée.

Fip. 292.

Quatrième système (fig. 292 et292 6/s).

Kijr. 292 bis.

Il est caractérisé par

MACHINES SULZER 325

Tattaque des soupapes au moyen de leviers roulants, disposition employée longtemps auparavant par Collmann, qui en fut le promoteur.

Considérons, par exemple, le levier L de la soupape d'admission ; son extrémité a est articulée à un blochet solidaire de la tige, tandis que Pextrémité 6 est actionnée par le mécanisme qui l'attire vers le bas jusqu'au moment du déclenchement ; dans ce mouvement, le levier L roule sur la semelle fixe S, réglée à hauteur convenable ; le rapport des déplacements de a et 6 varie d'après la position du point de contact du levier ; ce point est d'abord très rapproché de a, dont le soulèvement est alors très lent, pour devenir ensuite de plus en plus rapide. L'inverse se produit lors de la chute de la soupape, qui est très ralentie au moment de la fermeture, bien que le point 6 puisse encore con* server une vitesse notable vers le haut.

D'ailleurs, l'absence d'articulation fixe intermédiaire fait que le levier L peut quitter sa surface d'appui vers le haut lorsque le poiPkt a ne peut plus descendre, et que le point b continue à se soulever par suite de rinertie des pièces qui en sont solidaires.

Les mouvements de la distribution dépendent d'un seul excentrique E, qui actionne la soupape d'échappement par l'intermédiaire du secteur de renvoi H I K. Pour l'admission, le point H est relié, par la courte bielle HB, au pivot du cliquet B C, le point B étant lui-même relié au pivot fixe P, tandis que la branche C est actionnée pour le déclenchement par le groupe d'organes r, dépendant à la fois du régulateur et de l'orbite du point n du collier d'excentrique.

Le cliquet B appuie, pour l'ouverture, sur le levier courbe PD ; le mouvement de D se transmet au point b en entraînant le piston du cylindre à air amortisseur G, et en comprimant le ressort qui tend à relever le piston et par conséquent le groupe de pièces PD, D6, ba.

Pour chaque position du régulateur, l'arête active du cliquet décrit une courbe en forme de cœur (fig. 292 bis)^ courbe qui se déplace latéralement vers la gauche lorsque le régulateur se soulevé ; elle empiète ainsi de moins en moins sur la surface d*appui concave pratiquée dans le levier PD, et produit des déclenchements de moins en moins tardifs.

Le ressort du dash-pot n'empêcherait pas la soupape de rester suspendue par son inertie et par le frottement éventuel de sa tige ; il y a donc,

326 MACHINES SULZER-CARELS

pour assurer sa chute, un ressort vertical comme dans les types précédemment décrits, ressort qui tend toujours à ramener le point a aussi bas que possible, dans les limites compatibles avec la position du levier L sur la semelle S.

Pour comprendre la raison d'être de cette combinaison compliquée^ il faut remarquer que la levée de la soupape est d^'autant plus faible que rintroduction est plus courte; il en résulte que, dans les systèmes antérieurs, le piston amortisseur aspire de moins en moins d'air, ce qui occasionne un choc à la fermeture. Dans le système que nous décrivons, le mouvement total communiqué par le cliquet au levier PD peut se décomposer en plusieurs phases ; la surface d'appui de ce levier étant au plus haut, se trouve dans la position marquée par la courbe 1 ; à ce moment, le système P D6a est relevé, le levier L est détaché de son plan d'appui. Le mouvement subséquent amène la surface d'appui dans la position 2, pour laquelle le levier L repose sur la semelle S : ce mouvement amorce le dash-pot. Tout déplacement qui se produit à partir de la position 2 soulève la soupape (avance), et le dessin représente la situation du mécanisme lorsque, la manivelle se trouvant au point mort, la soupape est levée d'une quantité correspondant à l'avance linéaire.

Après le déclenchemenr, l'effet combiné des ressorts est de ramener le levier PDdans la position 1, d'abord vivement, ensuite avec une vitesse de plus en plus ralentie par Tair que comprime le piston dans le cylindre G. On voit que l'amorçage du dash-pot correspond toujours au moins au trajet compris entre les positions 1 et 2.

Ce système fonctionne avec une grande douceur ; sa complication ne permet de l'appliquer qu'à des moteurs importants.

110 bis, — Machines des Ateliers Carels frères ('). — Examinons en premier lieu la distribution des machines monocylindriques ou du petit cylin«lre des machines compound (fig. 293).

(1) Ces établissements, d'abord concessionnaires de la maison Sulzer, ont construit des machines du type de 1873 ; peu à peu, ils ont réalisé des distributions plus ou moins différentes, parmi lesquelles Tune des plus connues^ construite jusqu'en ces derniers temps, sera décrite d'abord. Voir par exemple, les dessins de la machine exposée à Liège, (Engg. 1905-2-179), qui détaillent la construction des soupapes, dash-pots, leviers d'attaque, etc.

MACHINES SULZER-CARELS

Fip. 293 et 21)'.

328 MACHINES SULZER-CARELS

Les mouvements dérivent, pour chaque extrémité du cylindre, d'un seul excentrique E, qui commande Téchappement par Pintermédiaire du secteur H I K et des leviers roulants L L' ; la combinaison adoptée fait que V dépose très lentement la soupape sur son siège, et n'a plus qu*un mouvement de descente insignifiant après la fermeture ; de même, la soupape est soulevée lentement au début, ce mouvement est ensuite amplifié au fur et à mesure que le point de contact des leviers s'écarte de a et se rapproche de a'.

Pour commander l'admission, on utilise la trajectoire elliptique du point B du collier d'excentrique ; ce point attaque, par la bielle BC, le pivot du cliquet articulé en C ; ce pivot est maintenu par les brides jumelles CS portées follement sur l'axe du levier / actionnant la soupape.

La position représentée est celle pour laquelle le cliquet, reposant sur le levier /, va produire l'ouverture; dans cette période du mouvement, les pièces SC, le cliquet et le levier / sont solidaires, mais le talon t du cliquet vient s'appuyer bientôt sur le galet g^ monté sur le bras S^, mobile sur le pivot S, et dont la position est déterminée par les connexions r avec le régulateur. Le déclenchement se produit au moment où le contact de t sur le galet détermine une rotation relative du cliquet suffisante pour dégager la surface d'appui entre C et /.

Lorsque l'articulation B est au sommet supérieur de sa trajectoire, le point C est suffisamment relevé pour que le cliquet ne soit pas en prise avec /, mais le jeu peut être très réduit, et le cliquet a peu de vitesse au moment du contact ; cette condition est d'ailleurs nécessaire pour qu'on puisse prolonger l'introduction pendant une fraction suffisante de la course (0. 7 environ), car le déclenchement ne saurait plus se produire après que le point B a atteint le sommet inférieur de son ellipse.

La chute de la soupape est assurée par un ressort et est amortie au moyen d'un dash-pot à air semblable à celui qui sera décrit plus loin.

Cette distribution s'étudie comme celle plus ou moins analogue des machines Van don Kerchove ( 109 ter), à laquelle elle est du reste antérieure.

Pour le grand cylindre des machines compound, il suffit, comme nous l'avons vu, d'une introduction Cixq bien choisie. La disposition est celle de la figure 294 ; les deux soupapes sont attaquées par leviers

MACHINES CARELS 329

roulants ; le point B, choisi sur la barre élargie de l'excentrique E, décrit une trajectoire utilisée pour commander Padmission au moyen de la bielle BC; Téchappement est commandé normalement par le point K, mais en déplaçant le pivot de K en K\ on peut diminuer la compression dans le cas où la machine doit fonctionner accidentellement sans condensation.

L^étude des phases de la distribution se fait aisément sur une épure à grande échelle.

Nouoeaa type. Les ateliers Cirels ont créé en 19D7 un type transformé qui s^écarte notablement des machines Suizer tant par la disposition du cylindre que par celle de la distribution.

Dans les types précédemment décrits, les boites des soupapes sont venues de fonte avec l'enveloppe du cylinJre, dans laquelle un fourreau est rapporté ; le fond juxtaposé au bâti est également coulé du même jet que Tenveloppe, tandis que le couvercle de l'arrière est rapporté. Ce mode de construction entraine d'assez grands espaces nuisibles, tant en volume qu'en surface ; le chauffage des couvercles n*est possible qu'au moyen de tubulures rapportées, tant pour la prise de vapeur que pour le départ dé l'eau condensée, ce qui fait qu'on y renonce le plus souvent. Enfin, pour le fonctionnement à vapeur surchauffée, la complication du cylindre n'est pas favorable aux grandes dilatations.

Dans le cylindre du type nouveau, les distributeurs sont placés dans les fonds, comme dans beaucoup de machines Corliss (fig. 99 et 101 ante)^ et comme dans les machines Van den Kerehove (fig. 282 et 283)(*). Le cylindre proprement dit se réduit à un manchon pour le côté haute pression des machines compound à vapeur surchauffée, et à un tambour creux pour les cylindres à enveloppe.

Les deux genres de cylindres sont détaillés dans la planche VIII d*aprës les plans qu'ont bien voulu nous communiquer les constructeurs, à qui nous devons tous les renseignements qui se rapportent à ce nouveau type de moteur.

Les espaces nuisibles sont réduits ainsi à 3,7 0/0 et à 4,2 0/0 du

(1) Cette disposition est devenue à peu près générale dans les ateliers de Qand, où les fonds se désignent sous le nom de pendules.

MACHINES CARELS

'iV

volume engendré par les pistons pour le petit et le grand cylindre respectivement.

L'obturateur employé est toujours la soupape équilibrée, mais les sièges sont plans, comme on le voit dans la figure 299 (soupape d'admission du petit cylindre), et dans la figure 301 (soupape d'échappement du grand cylindre).

Les soupapes d'admission présentent d'ailleurs une particularité qui les différencie ; elles sont munies d'emboîtements cylindriques tournés à un diamètre très légèrement inférieur à celui de la pièce fixe sur laquelle sont ménagés les sièges. Ces emboîtements jouent le rùle de recouvrements, le contact des sièges assurant Tétanchéité lorsque la soupape est à fond de course (fig- 299) ; par le fait, l'introduction ne commence que. lorsque la soupape s'est déjà soulevée d'une hauteur égale à ce recouvrement, et oiçe oersa^ la soupape, en tombant, peut parcourir le môme espace après que l'admission se trouve interrompue, ce qui donne toute facilité pour amortir sa chute au moyen d'un dash-pot à air monté sur sa tige (').

Fig. 2yy.

(1) La soupape Hochwald du constructeur Borsig présente une particularité analogue avec une disposition toute différente (H. Dubbel, Darnpfniasrhinen).

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(1) La soiip analogue avec

MACHINES €ARELS 331

La figure 295 donne l'ensemble de la distribution du cylindre à haute pression pour la face arrière, les soupapes étant enlevées.

Les soupapes d'écliappement, sollicitées à la fermeture par des ressorts, sont coinmandées par cames, et sont par conséquent rendues indépendantes des mécanismes réglant l'admission. L'attaque des soupapes d'admission se fait par un excentrique qui commande le levier L / ; la clenche C c est articulée à l'extrémité / du levier, elle est évidée de manière à laisser passer la tige de la soupape, suspendue au piston du dash-pol avec lequel elle est solidaire (Og. 300).

C'est sur le prolongement guidé de ce piston que se trouve lixé le taquet sur lequel la clenche exerce sa poussée. Il esta remarquer que les masses soumises au rappel du ressort sont ainsi réduites au minimum ; elles comprennent uniquement la soupape avec sa tige, et le piston du dasii-pot.

Le déclenchement se fait par la butée de la branche c contre l'extrémité renflée d'un levier rendu solidaire du régulateur par les connexions rr.

L'étude de la distribution en ce

qui concerne l'admission est fort

simple ; le levier / étant à fond de

'"'' ''"^ course, l'excentrique est à son

point mort supérieur ; dans Ea demi-révolution qui suit, l'extrémité /

parcourt tout son mouvement de levée, qui comprend le jeu entre

taquets (2 mm. dans l'exemple choisi), le recouvrement (tO mm),

l'avance linéaire, et enfin l'ouverture totale pour le déclenchement

MACHINES CARELS

le plus tardif. Pour la machine représentée, l'excentricité est de 19,5

Section TLêttt iyOcm.^

Fig. 301.

et 17 mm. respectivement pour l'arrière et Pavant, cette différence étant choisie pour égaliser les périodes d'introduction.

Les dispositions prises pour produire la chute de la soupape et amortir ce mouvement sont les mêmes que dans le type plus ancien (fig. 300).

Le sommet du support boulonné sur le couvercle de la soupape forme le cylindre à air, dans lequel se meut un piston exactement tourné ; des rainures sont creusées dans le cylindre jusqu'à une certaine distance du fond ; lorsque le piston a dépassé ces rainures, Pair ne peut plus s'échapper que par un petit canal qu'on voit â gauche de la figure, canal dont on règle l'ouverture au moyen d'un piston obturateur manœuvré par une vis.

La distribution du grand cylindre des machines compound est ma-

Kig. 302,

Fig. 303.

nœuvréepar des cames, tant pour l'admission que pour l'échappement. Nous reviendrons plus loin sur le tracé de ces organes (111 6/5).

111. — Autres systèmes de commande de soupapes à déclenchement. — Les modes d'attaque des soupapes à chute libre sont très variés, nous en indiquerons quelques-uns, choisis parmi ceux qui s'écartent plus ou moins des systèmes déjà décrits. . Dans le système Nolet (fig. 302), le soulèvement était 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 pendan t la levée, elle est établie par un verrou que déclenche

le 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 a rendre Paction du régulateur plus ou moins proportionnelle. Un dispositif identique a souvent été appliqué par Correy^ à Rouen.

Dans le système Zimmermann-Harirez (fig. 303), le plateau P, commandé par la barre B de l'excentrique, 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 cc^ qui agissent sur les leviers des soupapes.

Le système Walschaerts (fig. 304) comprend, pour chaque extré-

Fiy. H04.

mité du cylindre, un excentrique E, dont la barre EB s'appuie au point B sur une trajectoire en arc de cercle déplacée par le régulateur; la barre est prolongée vers le haut et porte un taquet qui accroche Pextrémitcdu levier de la soupape ; Parète de ce taquet décrit des courbes telles que celles qui sont dessinées pour deux positioris du régulateur. Le déclenchement se produit dans les positions pour lesquelles

l'arc de cercle décrit par l'extrémité du levier de la soupape rencontre

Fig. 305.

les trajectoires du taquet de la barre d'excentrique.

Fig. 306.

Ces systèmes, longtemps en vogue dans quelques machines belges, sont aliandonnés.

Le déclic Gutermuth (lig. 305}, appliqué en Allemagne à des machines verticales, se rapproche en principe de celui de Walschaerts ; la trajectoire décrite par le taquet de la barre d'excentrique est Qxe, mais le cliquet qui soulève la soupape pivote autour d'une articulation que déplace horizontalement le régulateur. Au moment de l'arrêt, il arrive que certains moteurs (ceux qui commandent des compresseurs d^air par exemple), retournent en arrière ; pour éviter que le déclic de la soupape ne soit accroché à contre-sens, l'extrémité de la barre est coupée par une charnière C qui n'altère pas la rigidité pour la commande habituelle, et qui s'ePface lorsque le mouvement est renversé.

La iigure 30G représente un dispositif dû à CoUmann, qui ressemble, en ce qui concerne l'admission, à celui des machines Van den Kercliove. L'excentrique E commande, par la barre EC, le pivot C de la clenche, dont le bec incliné vient suppuyer sur l'extrémité du rayon ;' oriente par le régulateur. La commande de l'échappement se fait par une came oscillante actionnée par l'excentrique E'. Le système Kaufhold (Hg. 307), esta rapprocher du précédent, mais la surface (le butée qui provoque le déclenchement est portée par le membre O', ilont l'extrémité C parcourt l'arc de cercle lixe Imposé pur la liaison m, tandis que l'extrémité /* parcourt un arc dont le centre est déplacé par le régulateur.

Dans le déclic (fig. 308) adopté par les Sociétés vji' Augsbourij et Xureniberg, la clenche s'appuie sur le galet j/, porté 'par le hras gh, articulé au point h prés du centre de rotation du te^^ie^ attaquant la

soupape, tandis qu'un point intermédiaire ( de ce bras est relié au mouvement r du régulateur. Le centre du galet décrit une trajectoire variable avec la position du régulateur(').

111 bis, — Détails divers. Les leviers roulants, employés à raison des propriétés que nous avons signalées, sont rarement tracés de manière à éviter tout glissement entre leurs faces.

FiR. 309.

Si nous examinons par exemple le cas des leviers L et L' de la fîgure 293, on pourrait adopter pour les courbes de contact, soit des ellipses très allongées tournant autour de leurs foyers a, a', soit des spirales logarithmiques, ces lignes ayant comme on sait la propriété de

M) Voir sur ces systèmes et sur d'autres : ngg. 1902—1—642; id., p. 840 (Kaufhold); 1902— 2—308 (Collmann) ; ■1905—2—554 {Ppeudhomme); 1906—1—243 (C'« Liégeoise).

rouler l'une sur l'autre sans glissement ; dans toutes les positions, le point de contact se trouve sur la ligne des centres a a'.

Pour la disposition employée pour commander la soupape d admission de la figure 294, on pourrait s'imposer la condition que l'articulation M se déplace en ligne droite sur Taxe de la soupape sans nécessiter aucun guidage de ce point ; cette condition serait obtenue en donnant au levier la forme d'un arc de cercle, et à la semelle celle d*un arc concave de rayon double, dont le centre se trouverait sur l'axe vers le haut.

Dans la pratique, on s'écarte plus ou moins de ces conditions, un léger glissement entre les surfaces graissées et peu chargées n'ayant pas d'inconvénients,

L'étanchéité des tiges des soupapes est souveut obtenue par des bourrages ; le serrage doit être assez modéré pour que les ressorts de fermeture agissent à coup sur. Pour les soupapes d'introduction en particulier, dont la levée est variable, il arrive que les tiges se creusent par l'usure dans la zone d'introduction habituelle et s'étranglent dans le bourrage lors d'une forte levée. Aussi, quelques constructeurs suppriment le bourrage ; la tige est creusée de rainures circulaires et se meut dans une longue buselure alésée avec précision (joint en labyrinthe); pour recueillir Teau de condensation, on réserve une chambre vers le haut de la boite, et on la met en communication par un petit tuyau avec le condenseur (fig. 309, disposition de la Société d'Aschersleben) ; on peut ainsi aspirer l'huile de graissage versée dans un godet autour de la tige, et régler cette aspiration par un robinet placé sur le tuyau.

Les soupapes sont à sièges plans ou à sièges coniques (voir sur ces dernières les observations du n° 112).

On favorise parfois le maintien de l'étanchéité en provoquant un mouvement de rotation des soupapes qui est obtenu en donnant aux ailettes de jonction avec le moyeu ou aux ailerons de guidage une inclinaison sur la verticale (ilg. 299 et 301). En traçant les ailettes tangentes et non normales au moyeu, on maintient mieux la forme circulaire de l'anneau sous l'influence des dilatations ; la maison Bolliackx préconise même une soupape sans ailettes, dans laquelle

l^anneau est rendu solidaire du système fixé sur la tige par une nervure circulaire intérieure (*).

Fig. 310.

On proportionne le diamètre et la levée des soupapes de manière à réaliser la section de passage calculée en fonction de la vitesse moyenne

(1) Un système d'attaque identique est employé par Riedinger (Zeitschrift V. D. I. 1907-1-766).

de la vapeur, comme pour les autres distributions. 11 faut remarquer que la moitié du débit doit passer par rintérieur de la soupape, et tenir compte, dans le calcul, de Tobstruction du moyeu, des ailettes, etc. (voir les indications données sur la figure 299).

La commande par cames pour les soupapes d^échappement, momentanément abandonnée, a été reprise par quelques constructeurs, qui rappliquent même aux soupapes d^admission des grands cylindres des machines compound ; elle demande une attention particulière (*).

Il est très facile de déterminer le profil d'une came tournante de manière à réaliser les phases de la distribution ; on en déduit la vitesse radiale du galet en fonction du temps, puis raccélération, et enfin la pression que doit exercer le ressort pour produire cette accélération dans toutes les positions angulaires de la came.

Cette étude est surtout nécessaire pour les machines à grande vitesse et lorsque les masses sont importantes ; elle conduit à adopter un profil qui fait avec la circonférence un angle modéré, largement arrondi aux deux angles.

Il est nécessaire, pour bien assurer la fermeture, de réserver un jeu de 1 à 2 mm. entre le galet et la région cylindrique de rayon minimum.

Ces remarques s'appliquent également aux cames oscillantes, comme celle qui actionne l'échappement dans la figure 306.