MACHINES ROTATIVES

machine oscillante, de la manivelle à coulisse, et enfin du joint de Cardan et ses dérivés ; il montre comment, par la fixation de divers éléments de ces mécanismes, par des suppressions ou des additions, ils peuvent englober toutes les inventions qui se sont fait jour successivement, 'mais sans aucun ordre logique. Parmi ces inventions, celles qui réalisent des machines rotatives proprement dites sont moins nombreuses qu'on ne pourrait le croire, mais les difficultés d'exécution y sont toujours très grandes, parce que les joints entre pièces fixes et mobiles cessent d'être constructifs lorsque les surfaces en contact ne sont ni des portions de plan, ni des portions de cylindres.

Dans les machines à vapeur, les fuites ont une importance beaucoup plus grande que dans les ventilateurs, où les pressions sont faibles; on s'explique donc l'abandon de toutes les machines motrices rotatives, malgré les avantages qu'elles avaient d'abord paru présenter.

Au début de la période industrielle de l'électricité, des tentatives intéressantes ont été faites pour rajeunir quelques-unes des combinaisons dérivées du joint universel, nous citerons dans ce genre les machines de Tower et de Fielding, mais elles n'ont pas tardé à disparaître à leur tour devant les moteurs ordinaires étudiés en vue des grandes vitesses (*).

Enfin pour les vitesses de rotation excessives, les machines à réaction, ou turbo-moteurs, ont apporté une solution qui ne laisse aux machines rotatives proprement dites qu'un intérêt purement cinématique.

Moteurs spéciaux à grande vitesse.

9. — Nous rangeons sous ce titre les moteurs qui, à raison de leur destination, sont étudiés pour réaliser de grandes vitesses de rotation ;

(1) Tower Spherical Engine, Engineering 1884, l«'sem., p. 201, 251, 407 ; 1885, 1«' sem.,lp. 303 et 451. — Machine Fielding, 1885, 2« sem., p. 104. — MachinesZ)exter, 1882, 1" seni., p. 207; Brassard, 1882, l«f sem., p. 329; Hod^on, 1882, 2® sem., p. 159; Pinchbrck, 1886, \^ sem., p. 21 ; Kingdon, 1886, 2esem„ p. 570; Nota, de GlenoiRosf^, 1888, 2eseni., p. 74; //////, 1897, 2«sem., p. 766 et 1902, 2® sem., p. 506.

Voir aussi : Minutes of Proceedings of C. E,, vol. LXXXIII, p. 106,HighSpeed Motors, par John Imray.

c'^est la commande des appareils centrifuges et surtout celle des machines électriques qui a nécessité cette nouvelle classe de moteurs industriels. Nous avons vu (8) que les machines rotatives proprement dîtes, généralement affranchies dans une mesure suffisante des forces dUnertie, n^ont pu se répandre à cause des grandes difficultés de construction qu^elles présentent, les seuls types de machines rapides qui aient réussi sont ceux qui dérivent du mécanisme ordinaire de la machine à vapeur. Déjà, du reste^ on était parvenu, dans les embarcations rapides, et en particulier dans les torpilleurs, à adapter le mécanisme à bielle à de très grandes vitesses de rotation, par une étude raisonnée des forces d^nertie (*).

Les obstacles qui s*opposent aux très grandes vitesses de rotation des machines ordinaires sont :

1^ ^altération du couple moteur due aux forces d^inertie des pièces à mouvement alternatif.

2** Les chocs rapidement destructeurs auxquels peuvent donner lieu les articulations lorsqu'elles sont un peu usées.

3** Les trépidations amenées par les forces d'inertie transmises aux attaches des bâtis.

La plupart des types admis résolvent ces trois genres de difficultés d'une manière plus ou moins complète, et généralement par les mômes procédés; ceux-ci seront étudiés dans le chapitre II (§ 2), car ils ne sont pas spéciaux aux moteurs qui nous occupent pour le moment. Les inconvénients rangés sous le 3® sont plus faciles à éviter dans la disposition verticale (5) ; celle-ci est donc la plus répandue pour les grandes vitesses, bien qu'il y ait à cette règle plusieurs exceptions, surtout parmi les moteurs américains (Porter- Allen, Straight Une, Armington et Sims^ etc.).

10. — Moteur Brotherhood, — Trois cylindres à simple effet sont disposés à 120^ autour de l'arbre (fig. 19 et 20). La vapeur est admise entre le piston et le couvercle de chaque cylindre pendant la course

(1) Les premières machines Willans étaient des machines d'embarcations, elles ont subi, depuis leur apparition, des transformations assez profondes, mais ellts présentaient déjà néanmoins quelques-uns dos caraclôris qirclKs ont conservés. (Engineerings 1884. !•' sem., p. 76.)

directe, et l'échappement s'effectue pendant la course rétrograde; cette disposition maintient constamment les liiclles en compression si l'on a

MOTEURS A GhANDE VltESSÊ 23

soin d^ fermer ^échappement assez tôt pour équilibrer la force d'ittôrtie 4up\ston et de la bielle par-la contre-pression de la vapeur emprisonnée dans Pespace mort ; le jeu des articulations est ainsi évité. La distribution s^effectue, soit par tiroirs séparés, soit par un seul tiroir tournant qui se meut avec Tarbre, et sert successivement pour les trois cylindres. Dans le type représenté, la vapeur est admise d'une manière permanente dans la chambre de la manivelle, la face opposée de chaque piston est mise alternativement en communication avec cette chambre et avec Patmosphére, un seul tiroir T accomplit la distribution.

Ces machines s^accouplent directement à des dynamos, des ventilateurs, etc., les vitesses de rotation de 700 à 800 tours par minute y sont assez fréquentes. Leurs dispositions ingénieuses leur valent d'être ici mentionnées, mais on leur préfère aujourd'hui des types plus économiques parmi ceux qui sont décrits plus loin (*;.

11. — Moteur Wesiinghouse . — Dans l'ancien type répandu par les ateliers Westinghouse, vers 1884, deux cylindres à simple effet attaquent les coudes opposés d'un môme arbre, de manière à maintenir les bielles en compression pendant la période motrice, et à éviter les inconvénients provenant de Pusure des articulations ; pendant la course montante, les forces d'inertie du piston et de la bielle mettraient celle-ci en tension, mais la distribution est réglée avec une forte compression à la fin de l'échappement. Cette machine est caractérisée par une disposition cinématique originale : l'axe des cylindres au lieu de rencontrer l'arbre, est dirigé de manière à réduire considérablement l'obliquité de la bielle dans la période motrice (fig. 21), ce qui diminue les efforts

(1) On peut citer comme appartenant plus ou moins au môme genre : la machine Vosper, Engineering, 1879, 2^ sem., p, 569; James et PFrtr<iro/?e, 1882, 1^'som», p. 521 ; Ridcalgh, 1883, 1" sem., p. 604 ; Abraham, 1883, 2^ som., p. 558 ; Matthew, 188!, l««"sem., p.l67, et 1885, l"sem., p.554; Parsons, 1884, !«' sem., p. 227; Bever, 1888, lésera., p.l02; Dodd, 1888, 2osem., p. 330. Les machines motrices àair comprimé des torpilles Whitehead sont dumème i^cnvk' : En girirrrin^^, 1890, 2«sem., p. 632. Dans la machine Newall (Engineering, 1 889, l^^'sem., p. 391 ) h' mouvement angulaire des bielles est utilisé pour faire la distribution de la vapeur par les pivots.

On peut encore rattacheràla même catégorie un moteuràquatre cylindres disposés autour de la môme manivelle dû à Lefèvreot conf^trnit par Fryer et C*«> à Rouen, ^£/i^^-l903-2-278). Trois des cylindres sont égaux, le quatriènuMîst de diamètre plus grand, la machine peut fonctionner en compound ou à triple expansion; avec 160^'" de c/>iirse, la vitesse atteint 675 tours; un type de ces moteurs estdisposé pourautomubiles et pour canots.

MOTEUTI3 A GRANDE VITESSE

du guidage. Il résulte également de cette disposition que la course descendante de chaque piston correspond à l'arc Mo Mi M», c'est-à-dire à un peu plus d'un demi-tour de l'arbre, et qu'il n'y a pas à proprement parler de point mort, puisque, pendant une petite fraction de tour les

deux pistons descendent ; cet avantage est cependant de peu d'importance dans la faible mesure où il se produit.

La distribution se fait par un seul tiroir cylindrique (fig. 22), dont

les recouvrements sont convenablement choisis, circonstance qui dérive de ce que les manivelles sont opposées.

FIg. 23.

Flg. 24.

12. — Dans quelques moteurs, on équilibre à peu près complètement les forces d'inertie au point de vue des réactions qu'elles peuvent déterminer sur les attaches du bâti, en faisant usage de deux cylindres, et en disposant les pistons et tous les organes à mouvements alternatifs de telle sorte que leurs vitesses et leurs accélérations soient tou-

jours dirigées en sens contraire. Ce système peut être appliqué à des cylindres indépendants, ou au fonctionnement compound. Dans la Bg. 23, qui représente une disposition adoptée par Easton et Anderson^ les forces d'inertie forment un couple horizontal peu important et qu'il n'est possible d*annuler qu'en faisant coïncider les axes des deux cylindres, comme dans la machine équilibrée de Wells (Og. 24). Le dispositif adopté par les anciens ateliers Dacommun, à Mulhouse (fig. 25), est du môme genre, mais l'action à simple effet sur chacun des pistons permet en autre de faire porter les articulations toujours du môme côté; on atteint ainsi, pour les plus petits moteurs de quelques chevaux de puissance, la vitesse de 750 tours par minute (*).

13. — Dans la plupart des moteurs à grande vitesse, la chambre des manivelles est fermée, et les articulations essentielles, ainsi que les tourillons de l'arbro, se meuvent dans un bain de matière lubrifiante ; dans le moteur Westinghouse (fig. 22), l'huile graisse d'abord les paliers, et est ensuite ramenée par un conduit dans la chambre des manivelles, où elle est maintenue a hauteur convenable par une couche d'eau qu'on peut régler ; une disposition analogue se trouve dans la machine Willans.

En enfermant les pièces mouvantes, on eut d'abord pour objectif d'empôcher les projections d'huile; on s'aperçut plus tard que cette disposition produit un graissage automatique abondant, très favorable à la diminution du frottement, en môme temps qu'il réduit l'usure.

Dans certaines machines, l'huile est refoulée aux principaux tourillons au moyen d'une pompe manœuvrée par un excentrique qui aspire au fond de l'auge des manivelles, où le lubrifiant retourne constamment par gravité ; la pression nécessaire pour former l'huile entre les tourillons et les coussinets est beaucoup moindre que la charge qu'ils supportent, et ne dépasse guère une atmosphère. D'après les essais de Sir Kennedy sur un moteur BcUiss et. Morcoia lubrifié de cette manière, le rendement organique s'est élevé à 0,96, alors qu'il dépasse difficilement 0,9 dans les moteurs ordinaires (*).

(1) Z^'ifsrhriff drs V. /). T., 189A, p. 1165.

(2) Voir un iiuporliiil iJi.''iMoirj de A. M'>rro.n (lùifig. 18')7-2-177).

14. — Machines Willans, dites à valve centrale, — Elles sont à une^ deux ou trois manivelles ; chacune d'elles est actionnée par un, deux ou trois pistons montés sur la même tige, suivant qu'il s'agit de machines simples, compound ou à triple expansion. La figure 26 reprfr-

Fig. 26.

sente la machine compound à deux manivelles ; les cylindres sont à simple effet et par conséquent les manivelles sont opposées ; pour que les bielles agissent toujours en compression pendant la course de bas en haut malgré Pinertie qui tend à les détacher de la manivelle vers la fin de ce mouvement, une disposition spéciale est adoptée ; elle consiste en un cylindre à air, formé par un alésage cylindrique du bâti qui sert de guide à la crosse ; celle-ci est tournée exactement de manière à former piston étanche à Pintérieur de ce guide ; Pair est emprisonné à la pression atmosphérique lorsque la crosse est au bas de sa course et découvre les orifices o, il est comprimé et agit comme un ressort pour équilibrer les forces dHnertie lorsque celles-ci atteignent leur maximun au sommet de la course. Ce travail de compression est régénéré par la détente de la course descendante.

Les pistons P^, P,, sont montés sur une même tige creuse, à l'intérieur de laquelle se meuvent une série de tiroirs cylindriques manœuvres par une tige commune, et actionnés par un seul excentrique faisant partie du tourillon du coude ; la bielle motrice est dédoublée de manière à livrer passage à cet excentrique. Cette disposition des distributeurs réduit beaucoup l'espace nuisible, et le fonctionnement à simple effet permet de laisser très peu de jeu entre les couvercles et les pistons.

Le mouvement de distribution est lui-même maintenu en compression par Paction permanente de la vapeur sur le tiroir supérieur ; (pour Pétude de la distribution, etc , voir n^* 43 et 79, 10®). Le fonctionnement de la vapeur est le suivant : les pistons Pj et P2 étant supposés au commencement de leur course descendante, la vapeur vive est admise sur le piston Pi et la vapeur du réservoir Rj est admise sur le piston P2 ; pendant la course ascendante, la vapeur admise sur le piston P^ à la course précédente se transvase sur Pautre face et remplit le réservoir R^, la vapeur du grand cylindre s'échappe à Patmosphère ou au condenseur, la face inférieure de ce piston communiquant d'une manière permanente avec l'oritice du tuyau d'échappement E.

Dans les types actuels, la disposition de Péchappement est modifiée, et ressemble à celle des anciennes machines de Cornouailles ; la face active du dernier piston ne communique jamais directement avec Pair libre ou le condenseur, mais la vapeur est transvasée au préalable sur

PSB

la face inférieure, dans une chambre isolée à ce moment, et qui fonctionne comme un réservoir ; cette chambre est ensuite mise en communication avec l'échappement pendant la course descendante des pistons. L'objet de cette disposition est de réduire la condensation initiale dans le dernier cylindre, avantage qui a été reconnu aux anciennes machines d'épuisement à simple effet [T fascicule).

La chambre des manivelles est fermée, afin d'éviter les projections d'huile ; elle renferme une couche d'eau sur laquelle flotte le lubrifiant plus ou moins mélangé avec elle, qu'on introduit par un entonnoir ; une colonne de niveau est en communication avec le fond de la chambre (ûg. 27) ; cette colonne est ouverte à la partie Fig. 27.

supérieure, on peut donc y verser de l'eau jusqu'au moment où elle affleure avec le trou de trop plein Z. La communication a lieu par siphon, avec interposition de la chambre à air X, qui amortit les chocs et empêche les projections. Ces machines sont à course réduite (moins de la moitié du diamètre du grand cylindre) ; ainsi, les particularités du type représenté sont :

Diamètre du petit cylindre 354 millim.

Diamètre du grand cylindre. . . , . . . 356 —

Course 152 —

Nombre de tours par minute 460

Vitesse moyenne de piston 2"^ 3 4

Puissance à 8 atmosphères 80 chevaux

Ces moteurs sont souvent accouplés directement à des dynamos ; le type exposé à Glascow, en 1901, développait 1.500 chevaux à 230 révolutions par minute avec 430 millimètres de course. Ces grandes unités sont à triple expansion et à trois manivelles ; il en existe qui développent jusqu à 3.000 chevaux à condensation.

Depuis quelques années, un grand nombre de moteurs présentant les mêmes dispositions générales que ceux que nous venons de décrire ont été créés ; en général ils ne sont pas à détente variable, le régulateur

MOTEURS A GEANDE VITESSE

agit pikv étranglement (^). Dans les stations centrales électriques, on s^aU tache, par la multiplication des unités, à donner à chaque machine une charge uniforme et constante ; la variation de la puissance totale s'obtient par la mise en marche ou Tarrét d'un certain nombre d^unités.

Moteur Peache (*). — Il comprend des groupes de deux cylindres en tandem, fonctionnant comme un cylindre à simple effet; ces groupes sont jumelés et agissent sur deux manivelles opposées^ ou bien ils sont au nombre de trois, les manivelles étant alors à 120''.

La figure 28 représente Tun des groupes, l'axe des cylindres est décentré par rapport à l'arbre Tp ^ V ^ comme dans le moteur Westing-

1 M A b — house, et pour les mêmes rai-

sons (11). La vapeur venant de la tubulure Y est admise sur la face supérieure du petit piston par l'arête a du tiroir, pendant que la face inférieure du grand évacue à l'échappement par l'arête E et le conduit D ; pendant la course ascendante, la vapeur qui se trouve dans le haut du petit cylindre est évacuée par Tarête e, passe à l'intérieur du tiroir et est adoûse sur la face inférieure du grand pistoo par l'arête A ; l'espace B coBstitue ^^s- *® le réservoir intermédiaire. Il semr

blerait d'après cela que ce moteur foûctioune à double effet, mais k vo-

(1) Le moU wrAUt'y et Maclellan est disposé en principe «-onime le Wilî'ans, saul quv la divstribution se fait par tiroirs cylindritpii's placéfc>sur le côté,, dans le- plan desaxes des cvlindres. Le ni(»t( iir .S'fo// est à valve centrale {En^^. 1900-1-207).

(2) ErigineerUig^ 18y5-2-520» Voir les essais par Sir Kennedy, Ul., 1896-1-690.

MOTKUltS il aRANDB VITSSSG

luuie C compris entre les pistons est rempli de vapeur d^une manière permanente ; celle-ci se comprime pendant que les pistons s'élôvent, et se détend lorsqu'ils descendent; il en résulte que cette vapeur exerce une pression variable, mais toujours égale sur les deux pistons, et dont Teffet est par conséquent de produire un effort qui est dirigé vçrs le ba$. La pression de la chambre Cest assez grande pour que cet effort soit plus grand que celui qui résulte de l'action de la vapeur sur les faces extérieures des deux pistons pendant la course montante ; il s^en suit que les efforts se produisent au total comme dans une machine à simple effet, mais cette condition est subordonnée à la pression qui règne dans la chambre C, que l'inventeur appelle le cylindre de contrôle ; à cet effet, un canal est ménagé dans la ionte du petit cylindre et fait communiquer les deux faces du petit piston lorsque celui-ci, arrivant au sommet de sa course, dépasse Porifice inférieur de ce canal.

Plg. 29.

Le jeu de diagrammes (fig. 29), extrait du rapport de Sir Kennedy, rend compte de la marche des pressions ; la courbe C est relevée sur la chambre intermédiaire C, avec le môme ressort que le diagramme de la face supérieure du petit piston ; elle donne un travail négatif peu important. La courbe B a été relevée sur la boite à tiroir, marquée de la même lettre dans la figure 28 ; elle donne lieu, sur le piston distributeur, à un travail positif, qui est cependant très réduit, à cause de la course très faible de cet organe.

32 MOTEURS A GRANDE \ITES3E

La commande du tiroir est empruntée à une articulation placée sur le côté de la tôte de bielle ; ce mouvement est réduit et décalé par suite de la disposition des renvois. Les pièces mouvantes sont enfermées, comme dans presque toutes les machines de cette classe. La vitesse est d'environ 350 tours par minute pour la course de 250 millimètres (').

15 bis. — Moteur Ckandler. — La figure 30, d'après Engineering (*), donne la disposition des trois cylindres pour le moteur à triple expansion. La vapeur venant de la tubulure V est admise sur le petit piston pendant sa course descendante, et transvasée sur sa face inférieure sans changement notable de pression pendant la course montante ; le mode de fonctionnement est le même pour les cylindres suivants, sauf que chacun d'eux est alimenté par celui qui le précède, au lieu de l'être par la vapeur venant de la chaudière.

En principe, et sauf la disposition des tiroirs, qui sont latéraux, le cycle de la vapeur est le même que dans le moteur Willans, mais l'amortissement de l'inertie des pièces à la iîn de leur course ascendante est obtenu d'une autre manière. Tous les cylindres sont réglés avec une forte compression a l'échappement; cette me-

(1) On peut citer parmi les moteurs du inÊmB genre celui de Resihr (Engg. 1901-1-826^ et celui do Cards, résultant tous deux de la conjugaison de p-oupes de cylindres sur deux manivelles opposées,

(2) 1896-1-117. Ce moteur est construit par Bumsted et ChandUr.

sure serait insuffisante pour le grand cylindre dans la marche à condensation ; il y a donc, outre les tiroirs proprement dits, un tiroir supplémentaire T, qui coupe la communication au condenseur et oblige la Tapeur à se transvaser sur la face inférieure du grand piston pendant la course ascendante; la contre-pression reste assez élevée pour que la compression soit efficace.

Dans cette machine, on a pris des précautions particulières pour Técoulement de Peau condensée ou entraînée; chacun des pistons, en arrivant au bas de sa course, dépasse une série de trous par lesquels Peau est chassée par la différence de pression enb*e les deux faces ; cette différence n'est pas très considérable, attendu qu^à ce moment la communication est déjà établie par le tiroir; elle suffit néanmoins pour produire un dramage efficace.

La figure 31 donne un jeu de diagrammes pour chacune des faces des

trois pistons; le régulateur agit par étranglement, circonstance qui explique la chute de pression qui accompagne Pintroduction au premier cylindre.

15 ter. — Moteur Raworth. — Les cylindres sont représentés en coupe (fig. 32), d'après Engineering (M. La vapeur est admise par la valve a sur la face inférieure du petit piston, et s'échappe par Pobturaleur 6 sur la face supérieure du grand ; cet obturateur règle en môme temps Péchappement définitif pendant la course ascendante du grand piston ; il sert aussi à établir la communication entre la face inférieure da petit piston et le réservoir intermédiaire lorsque les deux pistons descendent; cette communication se fait par des lumières placées à gauche

Fig. 31.

MACHINES À YAPSOR

34 HOTEDBS A GRANDE VITESSE

du boisseau, et qui débouchent dans l'espace compris entre les valves, lequel communique, par ses eitrémités, avec la chambre R qui entoure le petit cylindre ; celte chambre, ainsi que l'espace compris entre les valves forment donc le réservoir, mais les ouvertures de communication ne seraient visibles que dans une coupe par l'axe des cylindres menée transversalement au plan de la figure.

La face inférieure du grand piston est ouverte d'une manière permanente à l'échappement Ë; la série de trous qu'on remarque dans les parois du grand cylindre sert à assurer le drainage de l'eau lorsque ces trous sont dépassés par la face supérieure du piston correspondant ; elle contribue aussi à agrandir l'orifice d'échappement.

Le petit cylindre est également percé de trous à sa partie supérieure; ils servent, lorsque le piston les dépasse en montant, k établir une large communication avec le réservoir; lorsque les pistons descendent et que ces trous sont j-jg 3î. fermés, la partie inférieure du

petit cylindre communique avec le grand par l'obturateur 6, et il en est de même du réservoir, dont les lumières débouchant sur le boisseau de cet obturateur sont à ce moment ouvertes. L'introduction au grand cylindre se ferme au milieu de la course, mais il n'en résulte pas une augmentation de la pression du réservoir, parce que la vapeur se transvase sur la face supérieure du petit piston, la rangée de trous du cylindre étant alors ouverte.

Chacun des obturateurs est conduit par un excentrique, celui qui commande la valve a est à course et calage variables par l'action d'un régulateur porté par le volant.

Outre certains détails de construction caractéristiques adoptés pour

éviter les jeux de coussinets^ détails dans lesquels nous ne pouvons entrer ici, ce moteur se distingue des autres machines rapides par Padoption de valves Corliss débouchant sur les fonds, qui permettent de réduire au minimum Pespace nuisible ; cette considération est importante dans les moteurs à grande vitesse ; nous verrons en efîet que la réduction des forces d'inertie oblige à diminuer la course, et par conséquent à augmenter les diamètres, ce' qui, au total, augmente la portion de Pespace nuisible constituée par le jeu compris entre les pistons et les couvercles.

La figure 32 bis donne les diagrammes relevés sur Pun des Pig 32 5^.

petits modèles, développant environ 45 chevaux à 450 tours par minute, la pression étant de 9 atmosphères à Padmission, et les diamètres étant 245 et 368 millimètres, avec une course de 152 millimètres seulement. La consommation est donnée comme étant de 9 kilogrammes de vapeur par cheval-heure indiqué, chiffre très réduit pour un aussi petit moteur fonctionnant sans condensation.

16. — Moteur Collmann (*). — Comme exemple des dispositions auxquelles on a été conduit par la préoccupation des forces d'inertie, nous citerons encore le moteur Collmann, dont un spécimen a été exposé à Francfort en 1891, et qui a été ensuite adopté pour deux stations électriques à Vienne. Les deux cylindres agissent sur des coudes opposés (fig. 33 et 34), et Pon s'est attaché à diminuer autant que possible Peffet des forces d'inertie sur les tourillons de Tarbre et sur la plaque d'assise du bâti en rapprochant les lignes d'action ; c'est dans ce but que les cylindres sont superposés et se recouvrent partiellement. Pour une machine verticale, il y a toujours intérêt, d'ailleurs, à équilibrer au point de vue statique le poids des pièces mouvantes, en

(1) Bngùuerùkg, 1895, i^ sem. p. 240.

Fig. 33.

vue de rendre le couple de rotation plus uniforme ; ce résultat est atteint, en même temps que Téquilibrage des forces d'inertie, en donnant aux masses mouvantes le même poids pour les deux cylindres, et en opposant les manivelles ; la condition de poids est ici remplie en donnant au petit piston, qui est massif de fonte, une forte surépaisseur.

Cette machine, avec une course de 700 millimètres, atteint 140 tours par minute, soit 3°',30 de vitesse de piston, chiffres qui n^ont du reste rien d^excessif, et qui sont notablement dépassés.

Comme les efforts de la vapeur dans le sens vertical s^équilibrent sensiblement, les paliers de Parbre sont pour ainsi dire affranchis de tout effort autre que celui dû au poids mort de cette pièce.

Cependant, comme les axes des cylindres ne coïncident pas, les efforts de la vapeur, aussi bien que ceux dus à Pinertie, produisent un couple dans le plan des deux tiges ; celui provenant de la vapeur est équilibré par un couple égal agissant sur les cylindres, qui le transmettent au bâti, tandis que le couple des forces dHnertie modifie périodiquement les réactions qui se développent entre le bâti et le massif de fondation. Il convient de remarquer que le bras de levier de ce couple est faible.

Une disposition de cylindres identique se retrouve dans les machines rapides de W. Sisson et C**, sauf que le petit cylindre recouvre Pautre; sa tige plus longue et son piston épaissi contribuent à Pégalisation des poids et des masses; les deux distributeurs sont reportés sur le côté et sont commandés par un excentrique unique; celui de la haute pression admet par ses arôtes intérieures, tandis que Pautre le fait par ses arêtes extérieures; nous verrons plus loin que le tiroir cylindrique se prête à cette interversion. Ces machines permettent d'atteindre la vitesse de 400 tours par minute, mais avec une course assez réduite.

166is. — Entre les machines ordinaires et les moteurs spéciaux dont il est question dans ce paragraphe, il existe une catégorie de types améliorés en vue des grandes vitesses, sans qu'aucun élément nouveau intervienne dans la construction; on veille avec un soin spécial à l'effet des forces d'inertie, dont on combine le diagramme avec celui de la vapeur; on s'attache à réduire l'usure des pivots et des coussinets, et à prévenir

les chocs qui en résulteraient, en donnant aux tourillons de grandes surfaces. Ces machines, généralement de petite taille, sont souvent verticales, à bâti fermé, du système compound ; la plupart sont munies de régulateurs à ressorts, agissant sur la distribution.

Au point de vue du couple dû à Paction de la vapeur, il y aurait toujours intérêt à disposer les manivelles à angle droit, tandis qu'elles devraient être opposées pour Téquilibrage des forces d^inertie; la régularité dans le tour étant toujours assurée par le volant dans les machines à grande vitesse, c'est généralement le dernier parti que Ton adopte (*). Enfin, on fait presque toujours usage, dans les machines à grande vitesse, à cause de la nécessité d^éviter les porte-à-faux, de coudes compris entre deux paliers, au lieu de manivelles simples (^) ; la condensation est difficilement applicable aux vitesses de plus de 150 tours, à moins de dispositions tout à fait spéciales pour la commande de la pompe à air : dans les grandes installations, on a souvent recours à un condenseur commun à plusieurs machines, dont la pompe à air est mue par un moteur indépendant.

La planche II donne, en élévation et en plan, Tensemble d^un moteur compound à condensation de cette classe, construit par la Société le Phénix.

On remarquera, comme caractère saillant de ce type, son bâti d^une seule pièce de fonte, contenant les trois paliers de Tarbre principal, les guides de la crosse, et les brides circulaires pour Passemblage des cylindres. Le type le plus fort de cette série développe 300 chevaux; le genre de bâti employé devient trop lourd pour des puissances supérieures; le spécimen représenté développe environ 100 chevaux à condensation et à 140 tours par minute.

(IJ Voir comme exemples de ces machines^ à lubrification forcée, celles deBelliss et Morcom (13), celles de Allen (Engg., 1902-2-171), de Brotherhood (Engg., 1904-1- 530), tournant à 450 révolutions avec 200 mm de course, de Tangye (Engg., 1904-1-357), de Mathews, dite Cyclone (Engg,, 1905-1-468), etc.

(2) On peut considérer comme un exemple réussi de machine verticale à grande vitesse, celle que les ateliers d*(Erlikon (Suisse) avaient exposée à Paris en 1889; du type ordinaire compound, avec une course de 450 millimètres, elle tournait à 240 tours par minute; ce résultat était obtenu par Tallégement des pièces, les tiges tub u- UireSy les pivots creux de grande surface, les bielles plates, les coudes opposés, etc.

40 LOGOMOBILES

§IV

Machiner semi-fixes et machines locomobiles. — Moteurs

pour la petite industrie.

17. — On range dans la catégorie des machines semi-fixes celles qui sont disposées, avec leur générateur, sur une plate-forme en fonte ou un cadre métallique servant de fondation ; on peut donc les transporter montées, en n'importe quel endroit, sans autre précaution que de les placer de niveau. L^ensemble est d*un poids suffisant pour résister aux forces d'inertie.

Ces macliines appartiennent à deux types : pour les petites puissances, la cliaudière est verticale, figures 35 et 36 (voir 4* fascicule) ; le moteur est horizontal dans le type représenté (*), mais il peut aussi être vertical.

Pour les puissances plus grandes, atteignant par exemple 20, et jusqu'à 100 chevaux, on a recours à la chaudière tubulaire, genre locomotive; la machine est le plus souvent disposée en dessous; elle est à cylindres conjugués ou compound ; le bloc des cylindres sert de support à la boite à fumée, les volants sont latéraux (fig. 37, type de la Société Alsacienne). On trouve cependant des types puissants dans lesquels la machine est disposée au-dessus de la chaudière, ce qui permet de placer les poulies au-dessus du sol, tandis que, dans le système précédent, elles doivent se loger en partie dans les enclaves ménagées dans une fondation.

Lorsqu'on établit la machine sur la chaudière, son bâti doit être disposé de manière à ne pas soumettre celle-ci à des tensions dues à l'action du mécanisme; cette remarque s'applique également aux locomobiles. L'attache directe des pièces sur la chaudière aurait encore pour effet de fausser le montage par suite des dilatations (^).

(1) Ce type est celui de la société du Phénix, qui le construit en plusieurs puissances.

(2) Voir pour les types de machines semi-fixes : Engineering 1878, 2«sera.^ p. 470 (Garrett);1881,2esem.,p.6et594;1884,lo'sem.,p.l27;1885,2esem.,p.206(Robey), 1886, 2esem.,p.50 (Garrett);1886, 2» sem., p. 55 (Fowler);idem, p.550(DaveyPaxman, 100 chevaux) ; 1899, le'sem.^p. 691, 698 : 1888, 2esem., p. 29 (Marshall, triple ex-