CHAPITRE IV

Régulateurs (')

113. — Réglage par étranglement. — Le régulateur peut agir en réglant la pression de ^introduction, ou en modifiant sa durée. Au point de vue de ^utilisation, ces deux modes ne sont pas équivalents.

Fig. 320.

Lorsque le régulateur agit sur la pression, il crée un étranglement plus ou moins grand à l'entrée dans la chapelle, et la courbe d'indicateur se présente comme dans la figure 320, la pression à l'amont de la valve est p^ \ la chute de pression est AB au moment où Padmission s'ouvre, elle devient CD au moment où l'introduction se ferme, BD est la loi des pressions dans la chapelle (ou sur le piston) pendant que l'introduction est ouverte, c'est donc la loi de détente de la vapeur empri-

(1) La théorie des régulateurs a été donnée dans le premier fascicule, n"121 à 140, il ne nous reste à examiner ici que leur mode d'action sur la distribution, et les renseignements plus spéciaux au réglage des machines à vapeur.

Voir, outre la bibliographie donnée sur ce sujet dans le premier fascicule, le mémoire de Sankey : Governing of Steam Engines, etc. (Af. of P. Mechanical Engineers, 1895), ainsi que l'ouvrage : Régularisation des moteurs des machines électriques, par P. Minel (Encyclopédie Léauté) .

La marche en parallèle des alternateurs a fait l'objet d'un important mémoire de P. Boucherot, au Congrès de Mécanique de Liège (T. III des rapports de ce Con^s et Reçue de Mécanique, 1907*1-421); c^tte question montre bien la complexité du problème de la régularisation. Le même problème est traité par E. Rosenberg (Zeitschrift des V,D. L, 1904-1-793,856).

sonnée dans la chapelle, modifiée par Tafflux de vapeur qui passe par la valve du régulateur sous l'influence de la différence de pression comprise entre AC et BD. Lorsque l'introduction est fermée, la pression de la chapelle remonte de la quantité EB jusqu'au moment de Tadmission suivante.

En résumé, la vapeur formée dans la chaudière à la pression du point A n^est jamais admise sur le piston à une pression supérieure à celle de la ligne BD, la perte d'effet qui accompagne ce phénomène a été étudiée ailleurs (3® fascicule, n^ 131 ; 4" fascicule, n*^ 118). Le volume de la chapelle a du reste une influence sur la forme de la ligne BD ; ainsi, avec une chapelle très réduite et pour la même ouverture de la valve, la pression remonterait plus haut après la fermeture de Pintrodiïfktion, et tomberait plus rapidement pendant Padmission, comme l'indique, par exemple, la ligne B'D'; avec une chapelle do volume infini, la ligne BD serait horizontale.

Fijf. 321.

Fig. 323.

Il convient de réserver le réglage par étranglement aux petits moteurs ou au cas où Ton ne peut employer la détente automatique. Certains

REGULATEURS

moteurs fonctionnent du reste à charge constante, par exemple les pompes élevant Teau à une hauteur invariable, le régulateur n'est alors qu'un appareil de sûreté destiné à empêcher la machine de s'accélérer en cas d*un déchargement accidentel; en temps normal il est tout à fait ouvert.

Pour les moteurs à charge fréquemment variable, Pemploi de la détente est illusoire avec ce mode de réglage, car si Ton suppose, par exemple, la machine munie d'un système de distribution Meyer ou autre, variable à la main, on sera obligé de le disposer pour que le régulateur étant au bas de sa course, la machine puisse emporter la charge maximum ; aussi, le réglage par étranglement tend à disparaître de plus en plus.

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Fig. 324.

Les valves employées sont de divers systèmes, mais elles doivent toujours être équilibrées, le régulateur étant un appareil peu puissant; on emploie la valve à papillon (fig. 321) (*) ; la disposition (fig. 322) est défectueuse, la valve, dans la position de fermeture cesse d'être équilibrée. On emploie aussi la valve cylindrique (fig. 323) (Willans), la valve cylindrique à lanterne à mouvement de rotation (flg. 324) (voir sa position en R) (fig. 15). La soupape à double siège ne convient pas, parce qu'il existe forcément une différence de diamètre entre les sièges, et la soupape n'est plus équilibrée au moment de la fermeture ; lorsqu'elle arrive à se fermer, le régulateur ne parvient plus à l'ouvrir.

Pour réduire le travail moteur, il faut créer une perte de charge sensible ; lorsque l'on donne une section d'ouverture trop grande pour la

(1) Voir au sujet de la position de Taxe : Reideaiix (le Constructeur, 3^ édition française, p. 1125) eK Marié (Annales des Mines, 1887, p. 202).

REGULATEURS

position inférieure du régulateur, celui-ci se tient presque toujours dans le voisinage du sommet de sa course, et le régime est instable, parce qu'un très petit déplacement du manchon fait passer le travail par ses valeurs extrêmes. Pour corriger cette instabilité, on peut lier le manchon à la valve de manière à ce que celle-ci se déplace très peu lorsque le manchon est au sommet de sa course ; on arrive au môme résultat d'une manière plus simple en donnant aux ouvertures une forme triangulaire, ou en pointe (fig. 325); ce système, appliqué à un fort moteur compound s'est fort bien comporté, les diagrammes 1 à 5 (fig. 326), relevés sur le cylindre à haute pression pendant une variation de charge, et à intervalles de temps à peu près égaux, démontrent la proportionnalité de Taction du régulateur.

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Fig. 325.

Fig. 326.

La section totale des lumières est calculée de manière à donner à la vapeur une vitesse moyenne de 80 mètres par seconde lorsqu'elle est entièrement découverte, et que la machine admet à pleine course (*).

Il existe pour les petits moteurs un grand nombre de régulateurs bien agencés, que l'industrie fournit en séries, ils sont assez souvent combinés avec une valve qui sert de modérateur ; il suffit de déterminer le diamètre de la poulie de commande de manière à leur communiquer la vitesse moyenne d'équilibre.

114. -r- Le mode de réglage le plus rationnel consiste à agir sur la durée de l'introduction ; nous avons rencontré, dans Tétude des distri-

(1) Nous avons déterminé ce chiffre par tâtonnements sur une machine de 500 chevaux en modifiant la valve ; avec des ouvertures plus grandes, le régi'Iateur n'utilisait que la partie supérieure de sa course, avec des ouvertures plus faibles, la puissance maximum était réduite dans une assez forte mesure. Les courbes d'indicateur successives obtenues sur le cylindre à haute pression de la machine compound ainsi réi^lée sont celles de la figure 326.

REGULATEURS

butions, de nombreux mécanismes à détente variable ; toutefois, il nous reste à définir leur liaison avec le régulateur.

Distribution à tiroir simple, — Le régulateur conique à boules est trop peu puissant pour modifier les éléments (excentricité et angle de calage) de la distribution par tiroir simple, même lorsque cet organe est équilibré (*) ; il n'en est pas de même du régulateur dit Américain (régulateur d'arbre ou de volant), qui est aujourd'hui extrêmement répandu pour conduire des distributions à tiroir cylindrique ou à tiroir plan équilibré dans les petits moteurs, certaines distributions à soupapes (112iv), et en général tout dispositif basé sur la variabilité de l'excentrique (86).

Soit OM (fig. 327), la position de la manivelle, le rayon d'excentricité correspondant à l'entrée maximum est OE ; OE' est le rayon d'excentricité pour la marche à vide. Le plateau de Texcentrique doit donc être relié à l'arbre de manière à ce que son centre puisse occuper toutes les positions situées sur EE' ; le plateau est percé d'une coulisse pour le passage de l'arbre, et il est articulé par un bras à un point fixe

Af

Fig, 327.

I choisi sur le volant ; ce point devrait être situé très loin sur la direction OiM, mais on adopte souvent une solution approximative, qui rend les avances linéaires légèrement inégales , on limite la longueur du bras, et le centre du plateau décrit l'arc de cercle EE". Le régulateur doit être disposé de manière à placer le centre de l'excentrique en

(1) Les anciennes machines de Porter- Allen sont un rare exemple d'application du régulateur ordinaire (Porter) au réglage d'une distribution par tiroirs sans plaques de détente. Les deux obturateurs d'admission sont manœuvres par un coulisseau qui se déplace dans une coulisse de Fink (97), ces obturateurs sont du reste parfaitement équilibrés; Téchappement n'est pas influencé par la position du régulateur.

REGULATEURS

E pour la vitesse minimum de Tarbre, et en E" pour la vitesse maximum.

La figure 328 représente le régulateur de la machine Straight-Line: la force centrifuge agit sur la masse P, et tend à l'écarter du centre de l'arbre, le ressort R tend au contraire à Ten rapprocher; chaque position répond à une vitesse d'équilibre; la bride de connexion B est reliée à un bras qui porte le plateau d'excentrique, celui-ci tourne autour du

Fi}:. 328.

pivot I, porté par le moyeu de Tun des volants. La trajectoire du centre de Texcentrique est un arc de cercle disposé par rapport à la manivelle comme l'indique la figure a, c'est-à-dire que, pour les faibles admissions, l'avance est supprimée et transformée en retard ; pour une certaine course du régulateur, on obtient ainsi une variation plus rapide du travail moteur.

Dans le régulateur WesUnghouse (fig. 329-330), on s'est attaché à disposer symétriquement par rapport au centre les masses soumises à la pesanteur, condition nécessaire pour que l'équilibre ne soit pas modifié par la position de l'arbre lorsque les poids sont assez grands visà-vis des autres forces en jeu.

Les considérations développées au numéro 77 indiquent que la compression augmente fortement au fur et à mesure que l'introduc-

REGULATEURS

tion est plus réduite, il faut donc ménager un espace nuisible assez grand pour ne pas faire remonter la pression d'une manière excessive

Fis. 329.

Fig. 330.

lorsque Ton réalise de faibles introductions. Les courbes d'indicateur (fig. 331) sont extraites du catalogue des machines de Westinghouse.

Le régulateur d'Armington-Sims (tig. 332-333) est du même genre que le précédent, mais au lieu d'agir directement sur le plateau d'excentrique, il agit en sens contraire sur deux ex-centriques placés l'un dans l'autre, afin de donner au centre du collier la trajectoire la plus convenable.

M. Wilson HartnelL a eu pour objectif de rendre non réversible la liaison entre le régulateur et l'excentrique, c'est-à-dire que l'excentrique ne peut réagir sur le régulateur pour modifier sa position dans le

REGULATEURS

cas OÙ le tiroir présente une résistance anormale ; la connexion a lieu par l'intermédiaire d'un levier articulé au point fixe et muni à son extrémité d'un coulisseau qui se meut dans une rainure du tourteau d'excentrique. Le centre de cette coulisse ne coïncide pas avec le centre de rotation du levier (*).

Fig. 332.

Fi:;. 333.

Le régulateur Américain est aussi employé pour agir sur l'angle de calage et le rayon de l'excentrique de détente dans les systèmes à tiroirs superposés (861, ou sur son angle de calage seulement ; tel est le régulateur Thompson (fig. 334) appliqué aux machines JS^cA^e^e (86).

115. — Les forces d'inertie des organes commandés peuvent devenir assez importantes pour qu il y ait lieu de les équilibrer, sinon elles réagiraient sur la position du régulateur ; ainsi, dans les petits mo < teurs verticaux de J. S, Fries (86), où le régulateur agit sur l'excentrique de détente, les effets de l'inertie sont représentés approximativement par les abscisses de la ligne inclinée a 6, rapportée à l'axe XX (fig. 335) ; le poids mort des pièces combiné avec ces forces d'inertie donne lieu au diagramme rapporté à l'axe X'X', marqué de hachures

(1) Engineering, 1882-2-204. Les dispositions des régulateurs d'arbre sont très variées, on en trouvera quelques exemples dans la même publication : 1895- 2-496 {Taylor et ChaUen), 1896-1-374 [Doerfel), 1897-2-7 (Clayton et ShiUtleworlh), 1901-1-713 [Ruston, Proctor), 1904-1-356 (Tarté^i^e).

REGULATEURS

horizontales. On voit que, pour ne pas influencer le régulateur, il faudrait agir pendant la course descendante, au moyen d'une force étrangère qui varierait suivant la loi donnée par le diagramme ; les mêmes forces devraient être appliquées pendant la course ascendante. On a emprunté la force nécessaire à un ressort en hélice, attelé à lin

FiK. 3:u.

levier de renvoi du système ; la longueur de ce ressort est réglée de telle manière que sa flèche s'annule pour la position I^ le ressort est comprimé pour la position a, il est étendu pour la position 6. On obtient ainsi un équilibrage presque rigoureux de la force d'inertie et du poids mort.

Dans les moteurs Westinghouse exposés à Chicago (*), le régulateur est employé pour manœuvrer un tiroir principal assez lourd ; l'ensemble des poids à mouvoir est de 500 kilogr. ; à la vitesse normale, la force d'inertie au point mort s*élève à 2000 kilogrammes. Pour équilibrer c'es actions importantes, on a fait usage d'un piston /)/> (fig. 336), actionné par les mouvements de renvoi, et engagé dans deux cylindres à air c c où l'air se comprime et se détend alternativement ; le poids

(1) Engineering, 1894-1-74.

REGULATEURS

des pièces entre également en ligne de compte pour altérer le diagramme des forces d'inertie, mais on rend les compressions inégales en plaçant convenablement les lumières d'aspiration a, et en disposant des espaces nuisibles ; on peut arriver à une compensation exacte pour trois points du diagramme, et approximative pour les antres points.

Fig. 335.

FiL^ 336.

Fi g. 337.

116. — Régulateurs amasse inerte. — Les régulateurs Américains donnent lieu aux mêmes calculs que ceux qui ont été développés dans le premier fascicule à propos du pendule conique ; leurs propriétés se définissent de la môme manière, et résultent de deux équations d'équilibre, Pline pour l'ouverture, l'autre pour la fermeture, mais les forces dues à la pesanteur y sont neutralisées ; l'action des ressorts dépend de leurs dimensions et de leur flèche (l^r fascicule, n** 137), et l'étude statique ne présente aucune difficulté (*). Les forces d'inertie qui se développent pendant le changement de régime ont ici un effet direct sur l'équilibre du régulateur ; soit (fig. 337), OP la position du bras au moment où le mouvement de Tarbre s'accélère, et supposons que le bras soit maintenu immobile par rapport au volant ; la boule sera soumise à la force centrifuge C, et à la force d'inertie tangentielle F ; cette dernière force agit donc comme une résistance pendant le mouvement d'ouverture des bras, c'est-à-dire comme un dashpot ; elle tend à donner de la stabilité au régulateur. Le contraire se produirait évidemment si l'arbre tournait en sens opposé à celui de la flèche, ou si la

(1) Civil Ingénieur, 1886 (étude de Proell),

Zeitschrijt des V. D. /., 1889 {Otto H. Mueller, cité par H. Duhbel),

masse P était assez rapprochée du point 0 pour que la force F. perpendiculaire au rayon, passe entre le centre de Parbre et le point de suspension 0. D'ailleurs, comme la masse n'est pas concentrée en un point, l'inertie développe en outre un couple qui, dans le système de la figure 337, tend toujours à refermer les bras quand le mouvement s'accélère, et vice-versa. Les effets de l'inertie pendant le changement de régime sont donc plus complexes que dans le régulateur ordinaire, et on a songé à les utiliser pour augmenter la rapidité d'action du régulateur, soit en disposant ses masses d'une certaine manière, soit en leur adjoignant une masse supplémentaire, le plus souvent sous forme d'un anneau qui n'est pas calé sur l'arbre, et qui tend à conserver sa vitesse en influençant dans un sens favorable les mouvements d''ouverture ou de fermeture (*).

La figure 338 représente l'une des dispositions du régulateur Lentz. Le tambour C est calé sur l'arbre A et obéit à ses changements de vitesse ; les masses P sont reliées d'une part, par les articulations 0 à ce tambour, d'autre part par les pivots I aux bras de la masse inerte Q portée par l'arbre mais non calée. Le tambour G entraîne la masse Q par l'intermédiaire du ressort en spirale R, qui est plus ou moins tendu par la force centrifuge des masses P ; Tune d'elles est reliée par la bielle 6 au collier de l'excentrique E, qui, en pivotant autour de l'articulation D que porte le tambour, modifie son excentricité et son angle de calage.

Lorsque la vitesse de l'arbre s'accélère, l'anneau Q tend à conserver sa vitesse et par conséquent à rester en arrière ; les réactions d'inertie de la jante équilibrent une partie de la tension du ressort, ce qui permet aux masses P de s'écarter avant que la force centrifuge ait augmenté d'une manière notable. Cette action cesse lorsque par la diminution d'introduction produite par le régulateur, le régime est rétabli ; l'inverse se produit lors d'un ralentissement.

(1) Cette masse est désignée en allemand sous les noms de Beharrungsmasse et particulièrement de Trâgkeitsring quand elle prend la forme d'une jante ; elle peut aussi être adjointe, dans certaines conditions, au régulateur ordinaire (!«' fascicule, 2« édition, p. 214, note).

L'un des premiers régulateurs d'arbre de cette catégorie est, à notre connaissance, celui de Moore, appliqué à une machine de Marshall (Engg. 1889-2-693).

REGULATEURS

RÉGCLATEUBS 363

La figure 33S bis représente une autre disposition de ce régulateur, employée par la fabrique de machines d'Augsbourg-Nuremberg. L'anneau inerte C, monté follement sur l'arbre de la distribution, est prolongé de chaque côté par un manchon qui commande pur le pivot G Texcentricité et le calage de l'excentrique d'admission; le plateau de cet excentrique peut à cette fin se mouvoir sur un coulisseau, comme l'indique la figure 338 ter. Le bras E, calé sur l'arbre, porte les pivots D des deux masses centrifuges A, qui sont reliées, par les articulations

fi, à l'anneau C. L'entraînement de l'anneau se fait par le ressort F, qui peut être plus ou moins tendu lorsqu'on veut obtenir une vitesse de régime plus ou moins grande ; on agit sur cette tension au moyen d'une touche dont la projection suivant le rayon est commandée par un plan incliné de la tige centrale poussée par une vis et un volant manœuvrable même pendant la marche.

Le régulateur Recke (fig. 339), employé dans les mêmes circonstances que le précédent, comprend un anneau d'inertie Q qui forme l'enveloppe du système ; cet anneau est fermé, parallèlement au plan de

REGULATEURS

la ligure par des fonds qui servent à le centrer sur Parbre A. Les masses P sont articulées en 6 à l'intérieur de cette boite, elles sont soumises

Fig. 3:<8.

à l'action des ressorts R qui équilibrent leur force centrifuge, et sont reliées parles bielles a 0 aux extrémités du bras OAO calé sur Tarbre; ces bielles ont une longueur égale à A 6, et on a aussi 6 a égal à AO, de sorte que les figures A 6 a 0 se déforment en parallélogrammes. Si on suppose que l'arbre s'accélère, l'anneau Q reste relativement

REGULATEURS

en retard, comme il a été expliqué, et il en résulte une action analogue à celle du régulateur Lentz. Par suite des relations de longueur indiquées, les points a et 6 décrivent des arcs égaux et parallèles, les masses P se déplacent donc par translation à peu près rectiligne, parallèle à Taxe des ressorts, dont la ligne d'action reste par conséquent invariable.

Fig. 339.

Le mouvement qui déplace l'excentrique est emprunté à l'une des masses P parla bielle mn^ qui agit sur Texcentrique E en le faisant tourner autour de Tarbre ; sur ce premier excentrique en est placé un second, dont Pexcentricité par rapport au premier est E E\ et dont un point est maintenu par le coulisseau C, qui peut se déplacer dans une coulisse ménagée dans l'une des faces du tambour. L'effet combiné des deux excentriques est de déplacer le centre E' (qui est celui conduisant la distribution), sur la trajectoire dessinée en trait plein dans la figure 339 bis ; le premier centre E se déplace sur un arc de cercle décrit de A, fiT. 339 m«.

366 RÉGl'I.ATEURS

les éléments du triangle C E' E sont constants, ce qui détermine cette trajectoire.

Dans le régulateur Recke tel quMl est réalisé, les excentriques E E' sont équilibrés par des contrepoids en forme de secteurs placés à Popposé de ces pièces, en dehors de la boite formée par Panneau d'inertie 0- Le pivot m traverse la face de la boite en passant dans une mortaise courbe qui lui laisse le jeu nécessaire.

On peut adapter les régulateurs qui nous occupent pour différentes vitesses de fonctionnement en agissant sur la tension des ressorts. Dans le régulateur Lentz, la forme spéciale du ressort employé permet cette action grâce à un bras B (fig. 338) qui s'oriente autour de A, et qui appuie sur le ressort au moyen de deux galets ; la transmission de ce bras est extérieure à la boîte (*).

La théorie de ces régulateurs ne peut évidemment être traitée qu'au point de vue dynamique (*) ; on trouve que l'effet de la masse inerte est d'amortir très rapidement l'amplitude des oscillations de vitesse, le premier maximum étant déjà notablement abaissé ; en un mot, les écarts de vitesse qui accompagnent une perturbation sont moins grands et la perturbation a une durée moindre.

Cependant, il ne faudrait pas exagérer la masse à tel point qu'elle puisse exercer une action par l'effet de Tirrégularité du volant, on verrait alors réapparaître les inconvénients que présentent les régulateurs de sensibilité trop grande, et pour lesquels une cataracte à huile est le correctif nécessaire.

117. — Distributions par tiroirs superposés. (Voir les n°^ 80 à 84.) — La distribution Meyer ne peut être commandée directement par un régulateur, à cause de la trop grande résistance qu'occasionne la rotation de la tige des. tasseaux, et du temps considérable qu'il faut pour modifier le recouvrement. Qn a résolu cette difficulté en empruntant à la machine le travail nécessaire pour commander la rotation, et en

(1) Voir une forme de répjiilateur Lentz un peu différente {Engg,, 1907-2- 811). Un dessin plus complet du régulateur Recke est donné par H. Dubbel (ouv. cité) avec les régulateurs Bail, Slrnad, etc.

(2) Voir les travaux de Stodola (ZeitschriftV, D. I., 1899, p. 506) et le mémoire de Ruelf (l^r fasc. n© 140).

employant lo régulateur à déplacer un embrayage qui détermine le sens de celte rotation ; il y a d'ailleurs quelques préc lutinns à prendre pour relier l'emlirayage à la tige des tasseaux, car si le régulateur venait à

manquer après avoir mis Pembrayage en prise dans un sens ou dans l'autre, le mouvement continuerait et aurait pour conséquence la rupture de l'un ou lauEre organe. Comme exemple de ces systèmes, nous décrirons celui déjà ancien de Knuetlel, de Dûsseldorf (fig. 340)

Légende de la figure 340.

A, arbre du régulateur ;

R R', roues de commande de cet arbre ;

r, roue commandant les cônes r, r, ;

r, Tj, roues coniques tournant d'une manière permanente en sens contraire, commandées par la roue r ;

S\, manchon portant les deux cônes de friction c,, c,, et s'engageant, suivant sa position, dans l'une ou Tautre des roues r, ou r, ; ce manchon porte une denture en hélice analogue à un filet de vis sans fin ;

a, arbre sur lequel est engagé le manchon M, et rendu solidaire de son mouvement de rotation ;

E, roue droite actionnant, par une roue analogue, la tige des tasseaux des tiroirs Meyer ;

L., levier manœuvré par la tringle du régulateur, articulé au point I, et portant un secteur denté S qui engrène avec lo filet de vis du manclion ; le levier L, en se déplaçant dans un sens ou dans Tautre, détermine l'embrayage de l'un ou l'autre des cônes de friction, cet embrayage persiste jusqu'au moment où un nouveau régime est atteint ; le régulateur devient alors immobile, il en est de même du secteur S, et le filet du manchon M, toujours engagé dans ce secteur, remet le manchon dans sa position milieu et la détente ne varie plus. A chaque position du levier L correspond une vitesse déterminée qui ne dépend que des propriétés du régulateur.

368 RÉGILATEI BS

Cet appareil rentre, au f'inrf. iJans la catégorie à<rs sTro-moieurs^ {Cliap. Vi, on peut le rjppnKlier des régulateurs aulomatiques pour turbines (2* fascicule , ai*i l'organe régleur, tK-s dur à manœurrer, ni; peut étr*? saisi directement par le régulateur l',.

On a assez souvent employé, pour rendre l'introduction variable par faction du r^utaleur, le système Hacher (fig. Sîl).

La tige des tasseaux est dédoublée eu deui tiges, t t'y actionnées par la traverse b b ; cette pièce est commandée en son point milieu par lafourclie B de l'excentrique <le détente ; le régulateur agit par Tin termédiaire du bras b' sur rinclinaisoii de la traverse, et modifie l'écartement des tuiles. Pour que le système ne se dérègle pas, les bourrages des tiges ne doivent pas être trop serrés, il faut de plus que ce serrage soit le même pour les deux tiges.

Les difTérents disposiliTs mis en usage pour commander le système Meyer par le régulateur ont pour la plupart cédé le pas à la distribution Uider et à ses modifications (85). L'attelage du régulateur avec le tiroir de détente comporte un grand nombre de dispositions ( V. Haeder).

118. — Dioers ppr/ecCconrifinciiis <la r'rf/ufateur onlinaîre. — On emploie couramment tous les systèmes de règulateurs/)»t'U</o-(Soc/iro-

(1) &;Ue conibiniiison nVsl passifute de son csptie, Stévart avait imaginé et mis ttn pratique un système minprcnant deux ivmes à rochels en sens contraire, traversi-is par la tij^e des la.sseaux; cHp-ci avait la forme carrée et elle était légèrement tonlun, comme une vis à pas très allongé ; le régulateur était employé à miîtlre en prise alterna livempnt l«î cliquels des roues à rocliet. (Voir aussi le System» £'à. Kmnig, dit régiilyt-iir indirect : ffacrfcr, Dampfmaschinen, et Praktfsche M. C„ i»88, 2« iivrais<in).

llÉGULAT&Uftd

nés (fig. 342) (*), qui ont la propriété de se tenir en équilibre à une hauteur déterminée pour une certaine vitesse moyenne, de sorte que

Fig. 342.

^introduction maximum est réalisée pour une vitesse plus faible que Pintroduction minimum.

(1) Ce type de régulateur, intermédiaire entre le Watt et le Porter, est rendu suffisamment isochrone pour tous les cas ordinaires, grâce à Tarticulation directe des bras sur l'axe^ et non à l'extrémité d'une traverse ; en outre, la variation de l'angle des bras avec la verticale est maintenue entre des limites très faibles; cette condition entraîne la nécessité d'employer d'assez grands régulateurs pour une

On peut donner aux régulateurs à ressorts un degré d'isochronisme élevé pour un grand déplacement angulaire des bras (i^ fascicule, n^ 138) ; à dimensions extérieures égales, ils possèdent ainsi une capacité de travail plus grande, qui les fait préférer de plus en plus. Parmi les régulateurs de cette catégorie, nous mentionnerons plus spécialement celui de Hartung^ qui a été adopté par un grand nombre de constructeurs (*).

Les masses P, soumises à la force centrifuge, se déplacent suivant le rayon (fîg. 343), contre deux ressorts antagonistes partiellement noyés dans ces masses, et dont on peut régler le serrage au moyen de Pécrou unique E. Les leviers coudés qui transmettent le mouvement au manchon servent en môme temps à soutenir les masses P à leur centre de gravité dans leur mouvement à peu près rectiligne.

Dans cette combinaison, les pivots ne sont soumis qu'aux efforts très réduits qui résultent de la différence entre la force centrifuge et la réaction du ressort pendant les périodes de réglage, périodes pendant lesquelles ces efforts doivent vaincre les résistances utiles ; les frottements propres sont donc presque nuls, ce qui est à l'avantage de la sensibilité et de la régularité.

Le calcul statique de ces régulateurs est particulièrement simple!. Les masses P sont soumises à la force centrifuge à leur centre de gravité G

course donnée du manchon. Voici les données de Tappareil représenté, elles pourront servir de point de départ, en utilisant les propriétés de proportionnalité qui ont été signalées dans le premier fascicule :

Poids d*une boule 13 kil.

Poids du ballon. 47^32

Poids divers rapportés au manchon 51^70

Nombre de tours par minute, le manchon à

mi-hauteur, sans résistance 122,4

Entre les angles-limites indiqués sur la figure, le diagramme des vitesses d'équilibre pour une résistance totale au manchon de 2 kilogrammes est celui de la figure 342; les coefficients définis dans le premier fascicule, n<* 123, 124 et 127 sont alors :

Sensibilité 23,5

Régularité 11,8

Isochronisme 19.2

(1) Voirie catalogue des constructeurs (Hartung, Kuhn et C*^ à Dûsseldorf), qui donne les particularités des séries de ces différents régulateurs, appliqués aux moteurs à piston, aux turbines hydrauliques et à vapeur, aux moteurs à gaz, etc.

flg. 344 bis); il en est de même des ressorts, dont le centre M, placé au

FiB. 313.

milieu de la longueur, so déplace également. Si on néglige tout frotte-

372 RKGULATBUftS

ment, ainsi que Paction statique des poids, l'équilibre du régulateur sans résistance exige que la somme des forces centrifuges soit égale à la réaction Q du ressort.

Fiff. 3U.

Considérons une position quelconque, pour laquelle les masses sont écartées du centre de rotation de la quantité x ; soient P et jo les poids de la masse mobile et du ressort, respectivement, et w la vitesse angulaire. Lorsque le manchon se trouve au bas de sa course, x s'annule, et prend sa valeur la plus grande x^ lorsque le manchon arrive au sommet ; adoptons au surplus les notations de la figure, on trouve facilement Péquation :

Le premier membre, qui exprime la somme des forces centrifuges des parties mobiles (en négligeant les masses des leviers), comprend une partie constante et une partie qui augmente proportionnellement kx \ de plus, l'ensemble de ces deux termes varie proportionnellement au carré de la vitesse angulaire. Pour chaque valeur de la vitesse, la somme des forces centrifuges est donc représentée par les ordonnées d'une ligne droite A a (fig. 344), pour toute la course du manchon. Si la réaction Q du ressort obéissait à la même loi, le régulateur serait évidemment isochrone ; aussi, on fait en sorte que les vitesses d'équilibre soient croissantes du bas au sommet de la course, d'après un degré d'isochronisme qu'on peut choisir; la pression du ressort varie alors suivant les ordonnées de la droite A B, la quantité 0 m est la flèche initiale, tandis que la flèche la plus grande est

O m- + aîj

La charge la plus grande à supporter par le ressort est On ^^ charge qui produit Tunité de flèche est, par conséquent

Ces éléments permettent de déterminer les éléments du ressort au moyen des formules des ressorts en hélice (1***" fascicule, n** 137, formules 6 et c).

La base de ce diagramme peut être choisie pour représenter la course du manchon, à une échelle qui dépend du rapport des bras des leviers de renvoi, et en négligeant Pobliquité de la bielle de liaison entre le levier et le manchon. La droite AB devient ainsi le diagramme du régulateur sans résistance, en observant toutefois que ses ordonnées représentent le carré de la vitesse d'équilibre ; le diagramme donnant la vitesse en fonction de la course est une parabole. Il serait facile de tenir compte de Paction statique des masses, qui n'altère pas la forme linéaire des lois donnant la force de compression des ressorts.

Les qualités de moindre encombrement du régulateur Hartung comparé par exemple au régulateur ordinaire de la figure 342 résultent des chiffres suivants, se rapportant à deux appareils qui auraient le même diamètre maximum circonscrit :

Fig. 344 bis

Course du manchon en mm.. .

Énergie pour 6 = 0,02, en kg.

Travail en kgmm