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^li syslèmeR CQnfi\jR n'est i^mçeptjbla de proijlwwj m% paigaançe mécanique plws grande, pt qu'ep aajaséKïwnc». fh çont toy$ deux insuffisants pq^r Texplûitation d.ips rtuepts inclinées h &0 m/o) et «tu^lessua, ayant une gr^nd? étf^nduQ, Que, de {4u^, ni Xm ni Vautrç de cas ^^x systèmes i^ peut se prêter, à cause de la longueur de sa base, à la cjr^ cill^on dans ^e& cQurbe^ de ^^ mè(re^ de r^yon.
S'il est fadle de çqmprwdrf i par ce q\ii pr^qè^?» PWX^ quoi il y a une limite de production de puissance mécaniqiitq
iniposée h œs 4§ux iiystèq^eg dQ çoQ^^fuction p^r le petits et 1q v^lunoe du g^rateur e^ cb fies accessoires^ il p^ l^i^f pas^ au inème degr^^ de déterminer tes dispios^t^pi;^ p^ l^quelles. il^Qst pps&i^e (le dépasser c^tte limi|6.
C'est là le but de noire étude.
(•a génér^tioQ de )a yap^ur, dai^s le^ mact^ine^ Ipçqmatives, fjçt sQumisç à des condiliops que Vexpén^icç epsçîgçei aidée de Taqalyse pt de la sçieqpe, ^i nou§ cpp^idérons^ 4 abord, la conjibuslipq, nous trouverons que, depuis que l'on a sub6itili|é la bouille au coke dans le« foyers dç* iï^îic]|ùps* d<)int il s'agit, pn reconnaît 1^ nécessité d'aqgpientpr Ip^ diqiensipps de la chambrp de cprn])ustion et 4$ r^pter rpmploi 4ps houillps çollaptpSi susceptibles dp fprmer , U^ passages d'air à travers la masse incandescente.
Avpp le çokpp OR effet, le gs^z k l^rûlef ^e bpppaft f^u pfsirbofle et à rpxy4e de çafboup ^ ^vpc la hpuille, ^e g§f l^y^f^qj gène carboné s'est ajouté f^ipi gaj; prpdMit^ et f^ Wv^ef . Le volume d*air nécessstire |l la combustiioin s'p^t élpvé 4!^ la proportion dp ^QhH, Les dopnéps physiques pour l'^tablisftçwpnt du foypr opt pliftpgé. . ^ ; .
(kk s'qstf 49 outre, convaiacu de Vutilité d*i;si qaataetpr(h loBgé dea gazv produits par la combustiàD av^q Içs sur&fie$ métalliques de la chaudière, et de la nécessité d^ ne pas des<* cendre au-dessoi^ de certaines limites pour le réservoir d^ vapeur, afin d*empêcher Tentrainement de Teau résultant d'uM ébullitiou tumultueuse.
G^e^t pour cela que les dimensions et 1q poids du génçr rateur de TËngerth, qui offre une surface de chauffe de 19Q mèlres carrée^ se permettaient pas de l'asseoir sur une base asseï courte pour tourner, comme la machijie pour fortes rampes du jNord, dans des courbes de 100 mètres de rayon, at sur un nombre d'essieux assez grand pour que le poids porté par chacun ne dépassât pas 10 à 11 tonnes.
Si nous avons pris pour point de départ de nos comparaisons les deux machines dont il s*agit, c'est que leur supériorité en puissance sur Ipules les autres est incoBtes^table,
La comparaison du travail qu'elles fournissent offre U9 vif intérêt.
La machine Engertb produit, avec 196.4 mètres carrés de surface de chauffe, un effort continu de 5,859 kilog. Si aou^ étendons ce rapport h la machine à fortes rampes du Nord, nous trouvons qu'avec 123.50 mètres carrés de surface de chauffe, l'effort de traction dont cette machine est susceptible serait de 3,680 kil On en obtient cependant 4,340 kilçg, en comptant l'effort de traction, comme pour l'Engerth, à 9,25 kilog. par tonne sur rampe de 5 m/m. Mais cette niachine présente des dispositions spéciales qui pourraient expliquer cette supériorité relative. La plus caractéristique est daas l'espace qu'elle pffre {i la vapeur dans les cylindres
pour y utiliser sa puissance de dilatation. Ainsi TEngerth n'^offre par kilomètre, dans ses cylindres, que 132 mètres cubes à la vapeur produite par 196 mètres carrés de surface de chauffe, tandis que la machine pour fortes rampes donne 104 mètres cubes pour 123.50 mètres carrés; de sorte que le volume de cylindrées offert par mètre carré de surface de chauffe et par kilomètre est, dans la première, de 672 litres, et dans la seconde, de 770 litres. Le rapport d'utilisation théorique de la détente serait ici de 100 à 115'.
Les roues de TEngerth ayant un diamètre plus grand que celui de la machine pour fortes rampes, il s'ensuit que le nonibre des échappements est aussi plus grand dans le rapport de 100 à 118.
La surface de grille est, dans TEngerth, d'un décimètre carré par mètre carré de surface de chauffe, tandisque dans l'autre machine elle est de 1.42 décimètres carrés. Aussi cette dernière produit-elle 33 kilog. de vapeur par mètre carré de surface de chauffe, au lieu de 28 kilog, que produit TEngerth.
Il est vrai que ces avantages sont, en partie, compensés par une condition inhérente aux faibles surfaces de chauffe, c'est la sensibilité même provenant de la moindre dimension de leurs parties élémentaires.
Le générateur de l'Eugerth contient 4,855 litres d'eau ; celui de la machine pour fortes rampes n'en contient que 2,535, presque moitié moins. La dernière est, en conséquence, beaucoup plus affectée par la recharge du foyer et par l'alimentation d'eau. La chambre de combustion de l'une est proportionnellement égale à celle de l'autre par mètre carré de surface de chauffe ; mais la durée ou l'étendue du con-
tact des ga2 produits par la combustion n*est que de 3.50 dans la machine pour fortes rampes, tandis qu*il est de 5 dans TEngertb; aussi la première ne produit-elle que 7 k. 6 à 8 k. 9 de vapeur par kilog. de coke, tandis que TEngerth en produit 9 k. 2 à 10 k. 7.
G*est, on le voit, pour plus de clarté que nous circonscrivons, de plus en plus, les faits et les comparaisons dans un cadre restreint. Nous n*examinons et ne comparons plus ici que des machines à marchandises, marchant à la vitesse de 16 kilomètres à Theure, parce que cette vitesse est celle que nous avons adoptée pour Tascension des rampes des chemins destinés à franchir les cols des Alpes.
Nous ne voulons pas laisser entrer dans notre discussion une présomption ou une conséquence contestables.
L'expérience d*autres machines placées dans les mêmes conditions d'effort continu, c'est-à-dire de travail sur des rampes de grande longueur, nous démontrerait d'ailleurs la rectitude de nos appréciations.
La machine à marchandises construite par M. Rhoné, pour la ligne de Paris à Rennes, est aussi un des meilleurs types de puissantes machines à marchandises. Elle peut maintenir un effort continu de traction de 3,460 kilog. ; elle a 129.4 mètres carrés de surface de chauffe.
Cet effort devrait être, d'après le rapport donné par TEngerth entre sa puissance de traction et sa surface de chauffe, de 3,866 kilog.
Mais cet affaiblissement du rapport s'explique, non -seulement par ce que les dimensions du générateur sont moindres : que, par suite du plus grand diamètre des roues, le nombre des échappements est plus faible, et qu'enfin les
ahnÉiïSÎôns rd^tivefe xte la grilte et de la chambte de combtHstiiWi sont înf&^ieulres .
Au contraire, un« tnachme Engerth maintient sur le SémmiBring un effort continu de 4,966 kilog.; elle a 154 mètrels 25 de surface de chauffe, ce qui est l'expression exat5te du rapport (Jue présente TEngerth du Kord entre son travail et èa surface de chauffe.
Wous Concluons : L'art de la construction des imachines loôotnotives a aujourd'hui pour litnite, tjuant à leurpuis^ sàffce, un effort de traction de 6,000 kilog. àblenti d'une surface de chauffe dé 196 mètres carrés. Cette surface de chauffe exige un générateur, un mécanisme et unapproirisionnement d'eau pesant 62,800 kilog. Cet ensemble posé sur un véhicule articulé, comnrrè l'Engerth, ne peut parcourir des courbes de moins de 250 mètres de rayon.
Cette limite se réduil à un effort àe traction de 4,250 kîl. dans une machine portant stir le même véhicule et sur quatre essieux, son générateur, son mécanisme et son ùppirovi* sionnement d'eau et de coke, sans dépasser 10 tonnes par essieu.
La base de cette machine ne lui permet pas de circuler dans des courbes de moins de 15t) mètres d^ rayon.
Ces deux machines, employées sur des rampes de'50 cfl 60 în/m, remorqueraient les poids suivants, en supposant, 'pour les causes que nous avons expliquées, un effort de tfaétion fie 8 kilog. par tonne en sus de l'effort dû -à ftncKnaîson :
s^aiBBÊk
f^^mh
Machiné *Eii{[erl1i (JSorû)
Macluné pour fortes rampes (Nord).
imfnit 50 nûlMiies
Saipss à &û millimèlics
Poids brut
Poids
du train
Poid*
net
n.42 n.io
D'après ces données, le poids utile du train sera par rapport au jpoids totale machine comprise.
t^ôur la machiné Ehgerth :
Sur rampe de 50 m/m 27.1 O/Ô
5ûr rampe de 150 m/m 19.8 0/0
Pour {& machine pour fortes rampes du Nord :
Sur rampé de 50 m/m 33.5 0/0
^ur rampe dé 60 m/m 27.4 0/0
Ainsi> la machine locomotive la plus puissante qui ait été coQstruiteJusqu*àce jour, et qui, sur une rampe de 5 m/ m, remorque 490 tonnes de poids net, n'en remorquerait que 28 sur une rampe de 50 m/m, et 17 sur une rampe de 60 m/m. Be plus, elle n'est pas propre à un tracé dessiné dans la montagne, afTectant, à l'aide de courbes d'un faible rayon, les contours des flancs rudement découpés dont il iconvient d*effleurer la surface si on ne veut se jeter dans les construciipnsles plus dispendieuses.
En face de ces impossibilités, la première impression qui vient à Tesprît est que le mérite tout spécial du matériel américain,dont les véhicules, de 18 mètres de longueur, tour-
nent avec facilité dans des rues tracées à angle droit, c*eBt-àdire dans des courbes de 10 à 15 mètres de rayon, est d'offrir entre les deux trucks sur lesquels pivote le corps du véhicule un espace très-suffisant pour y placer, dans les dispositions les plus favorables, les appareils de foyer, chambre de combustion, corps cylindrique, boîte à fumée, etc., cornposant un générateur de proportions bien supérieures à celles dont le système Engerth est susceptible, par conséquent de fournir la vapeur nécessaire à un effort de 12 à 18,000 kilog.
La difficulté des dimensions ainsi résolue, restait celle du poids. Le dessin et le calcul pouvaient seuls, nous renseigner à cet égard. Les résultats de cette étude sont qu'un générateur ayant 370 ou 380 mètres carrés de surface de chauffe, étabh dans les mêmes rapports que TEngerth du Nord, en ce qui concerne la surface de grille, la durée du contact des gaz brûlés avec la surface métallique, le volume d'eau et le volume de vapeur dans la chaudière, mais plus avantageusement proportionné quant à la capacité de la chambre de combustion, et muni, comme hii, de son approvisionnement d'eau et de coke (1), ne chargera pas de plus de 46 tonnes les deux trucks à six roues qui le supporteront. De telle sorte qu'en y comprenant le poids de ces ttucks l'ensemble pèsera environ 10 à 11 tonnes par chacun des six essieux qui porteront cette machine.
En résumé, une machine construite d'après les dispositions indiquées (planche P®), et composée d'un générateur et
(1) L'approvisionnement d'eau et de colie est porté avec le (générateur,, par suite des nécessités de l'agencement qui résulte de la situation de la botte à feu entre les supt)orts.
de son tender, portée sur deux trucks à six roues, pèsera 63 à 64 tonnes. Ce générateur produira assez de vapeur pour un effort de traction de 12,500 kilog., tandis que TEngerlh ne peut produire au delà de 6,000 kilog.
Le détail des dispositions qui expliquent ce résultat en démontrera, à la fois, la simplicité et Tefficacité.
Le générateur nouveau n'offre, quant à son agencement général, d'autre différence avec celui de TEngerlh qu'une addition d'espace à la chambre de combustion. L'exiguïté de Fespace destiné à la combustion des gaz dans les foyers des machines locomotives est un des grands défauts de ces machines,, depuis que l'emploi de la houille s'est généralisé et qu'il est démontré qu'il faut le généraliser encore plus qu'on ne le &it jusqu'ici.
Cette opinion est partagée par tous les ingénieurs; mais la forme générale de la construction ne permettait de modifier les foyers qu'en diminuant la longueur des tubes, c'està-dire la durée du contact des gaz produits par la combustion avec les surfaces métalliques servant à la transmission de la chaleur à l'eau contenue dans la chaudière.
La chambre de combustion, qui ,. dans l'Engerth, est de 3**. 310, sera, dans la machine nouvelle, de 9°»^.560; le rapport donne, par mètre carré de surface de chauffe en décimètres cubes, 16.85 pour la première et 25 pour la seconde machine : c'est uu tiers de plus.
La surface de grille sera de 2.97 mètres carrés ; celle de
VEngerth est de 1°'*.94. Nous avons dit que la surface de
grille se s'accroît pas dans les machines en raison directe de
leur surface de chauffe.
Les moyennes donnent, à cet égard, les résultats suivants :
