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E^i&s:ui' des parois latérales..

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ii:iui< ur ao-dcMna de la bolie à

En étudiant attentivement le tableau qui précède, on reconnaîtra la progression que nous avons tant de fois signalée dans

l'augmeiitîitioii de la puissance dos machines:

Augmentation dans les dimensions delà surface de cIiaulTe, tant que l'on n'est pas arrêté par les dimensions infleubles de la voie ;

548 DES MACnnVES A VAI'ELR.

Augmentalion de l'épaisseur du métal employé pour arriver à une résistance plus grande.

Diverses circonstances sont 'cependant venues depuis quelques années modifier cette tendance à l'augmentation des foyers

et de l'épaisseur de la lôle ; nous voulons parler «le la siilistitution (le la houille au coke pour l'aliinentalion des machines el de la substitution de la tôle d'acier à la tùle de fer.

Nous examinerons complètement ces deux questions dans les chapitres suivants ; mais il importe de les mentionner dés maintenant, la première surtout ayant eu sur la forme des foyers une influence notable. La houille, en effet, ne peut, comme le coke, être nnioncelée sur la grille, el il a fallu, sous peine tio réduire la puissance vaporisatrice des foyers, agrandir la surface des grilles. Les foyers profonds ou plongeants ont été remplacés par les foyers non plongeants, et, pour leur conserver des dimensions suffisantes, on a dû les placer non plus entre les essieux extrêmes ou en porte-à-faux en deçà du dernier essieu, mais au-dessus de l'iîssieu, au-dessus même des roues, comme l'a fait xM. Petiet pour les machines du Nord.

PacM riaam de I» chMidiéM. — La chaudière est, ainsi que nous l'avons dit, un corps cylindrique, mais qu'il est impossible de terminer par des surfoces hémisphériques comme on

le lait pour les chaudières des machines fixes. On emploie des surfaces planes auxquelles il convient de donner une rrsislancc suffisante. Hu côté de la boite à fumée on au^'menle répaîsseur du métal ; du côté de la boite à feu on entretoise d'une manière spéciale la face d'arrière de la chaudière, avec les parois du foyer. La construction de cette partie de la chaudière exige une attention j)arli('nlière, et on a eu à déplorer des accidents, causés par la déchirure du métal au-dessus du niveau supérieur du foyer, au point où cessaient les armatures.

Mie A fra. F—pioi êm ettNve. — La bolte à feu, formant le foyer des locomotives, se compose d'uneboile parallélipipédique

PRUCIPiDX ORGANES DES lUCHINeS A TAPEUR. 319

renvciséo, el dont le fond iiifei ieur ouvert porte la grille sur laquelle on place le combustible.

La boite à fea est construite en cuivre rouge de première qualité ; on choisit habituellement la marque dite eorocoro. Le cuivre ne s'use que très-lentement, et sans perdre sa ténacité et sa duclilitc. Le 1er, qui avait été adopté par plusieurs constructeurs, est aujourd'hui à peu près complètement abandonné; ce métal s'altère très-rapidement au contact d'une masse de combustible, et il est trop exposé à recevoir des coups de feu qui diminuent sa résistance dans des proportions très-inquiétantes. Enfin un foyer en fer usé n'a plus aucune valeur, tandis qu'on peut retirer une somme très-appréciable des débris d'un foyer en cuivre.

La boite à l'eu est habituellementconslruile.au moyen de trois feuilles, l'une formant le ciel et les parois latérales, les deux autres les faces transversales. La plaque tubulaire est renflée dans toute la partie qui reçoit les tubes, et son épaisseur est d'eriviion 25 millimètres; l'épaisseur du surplus de cette plaque, el celle îles autres jdaques, est de 12 à 15 miliiinètres. L'assemblage de ces plaques se fait au moyen de rivets en fer.

EmurtêoÊmm te fio7«r. — La boite à feu est attachée à l'enveloppe extérieure en tôle de la chaudière au moyen d'entretoises en cuivre rouge, filetées de 23 millimètres de diamètre environ et espacées de 100 millimètres d'axe en axe. Les extrémités de ces entretoises sont rivées à l'extérieur et à l'inlèrieur. Ce travail exige de |.'randes précautions, parce qu'il importe de ne pas ébranler les parties des vis engagées dans les épaisseurs de la tôle de la chaudière et du cuivre du foyer.

On a essayé de substituer le fer au cuivre pour les entretoises. Cette substitution n'a point été couronnée de succès, et on a constaté de fréquentes ruptures dans ces entretoises en fer. Une locomotive qui a fait explosion il y a quelques années, accident heureusement fort rare, avait des entretoises en fer forgé, et en démontant la machine on a trouvé qu'un grand nombre de ces

S50 DES lUCBDIBS i TAPEOR.

piùres étaient brisées. On n'a pas donnù de ce fait une explicati<»u bien satisfaisante, et, comme il arrive souvent en pareil c^^, on a songé à faire intervenir rélectricité. En fait, les entretoises en cuivre elles-mêmes, sont trè^-souvent brisées surtout dans la partie supérieure du foyer : la différence de dilatation des deux plaques delAte et de cuivre, la fréquence de ces dilatations nous j)jrnissciit trùs-sulfisantcs pour expliquer ces ruptures qui rieviennent très-dan^'creuses si elles portent sur plu^ieuis cntretoises voisines les unes des autres ; dans ce cas, la l'ace plane du foyer cesse d'être consolidée et peut céder sous la pression de la vapeur.

Il était extrêmement diffîcilede s'apercevoir, sans démonter

le foyer, de la rupture des entieloiscs. In infiénicur anglais a trouvé ccpendiuit un moyen très-simple de constater ces ruptures au moment même où elles se produisent : il suflit de percer chaque entretoise de bout en bout; s'il y a rupture, l'eau et la vapeur trouvent une issue et se dégagent à la fois à l'estérieur et dans le foyer. Pour éviter que chaque eniretoise ainsi perforée do bout en IjouI serve à introduire de l'air froid dans le foyer, on bouche une des extrémités, et, en cas de rupture, l'eau et la vapeur se déj^agent par rextrémité opposée.

AiirtwBi. — La face supérieure du foyer ne peut être habituellement consolidée de la même manière que les faces latérales. On emploie des armatures placées dans le sens de la moindre lar^reur du foyer et dont les extrémités viennent s'appuyer sur la tranche des parois verticales ; de forts boulons en cuivre, vissés conune les entretoises dans la feuille de cuivre, rattachent le ciel du foyer à ces armatures.

Les armatures sont habituellement formées de deux flasques ou entretoises en tôle, ayant la forme du solide d'égale résistance ; leur face inférieure ne repose pas d'une manière continue sur le ciel du foyer : on ménage une succession de vides, de manière à ne pas diminuer la surface de chauffe.

Pour diminuer la chaige que le ciel du foyer ainsi entretoisc

fait peser sur les fiices verticales de ce foyer, MM. Cail et C*, dans des machines nouvelles, ont prolongé les entretoises sur

des consoles rivées aux parois latérales de la chaudière. Il faut évidemment, pour que cette disposition soit possible, que les armatures soient transversales au foyer.

CaaMs êm iBiiiMuiiw étm foycn. — La Surveillance des foyers, la constatation de Tétat des entretoises, constituent Topèration la plus délicate de l'entretien des machines.

Les foyers se détruisent :

l** Par des fentes qui rayonnent autour des eutretoises, lorsque le cuivre est de mauvaibe qualité ;

2« Par des bosses et des boursouflures dues à la pression de la vapeur ; -

5* Par la rupture de plusieurs enlrefoises voisines, on par l ai^randisscment des li ous d'eiilrcloises, à la suite de plusieurs remplacements successifs de ces dernières ;

4** Enfin, par Tamincissement des feuilles de cuivre qui constituent le foyer ; la limite extrême de cet amincissement varie avec la qualité du cuivre employé.

La durée d'un foyer peut être évaluée à huit ans, qui corjespuuilenl à un parcours de 2*25 à 240,000 kilomètres.

Cadre 4m foyer. — On a ttudié de nombreuses dispositions pour fermer, à la partie inférieure, Tespace qui subsiste entre le foyer et la chaudière ; on emploie aujourd'hui un cadre en fer forgé de fortes dimensions, dont les côtés transversaux servent de support à la grille.

tiriiir» Oxe* et mobile». — La grille cst desliiiée à soutenir le combustible, tout en laissant le passage à Tair nécessaire à la combustion. Toute grille se compose essentiellement de barres longitudinales, soutenues à leurs extrémités ; quand le foyer est très-long, on doit soutenir les barres à leur milieu, ou les diviser en deux parties.

L'espacement des barres du foyer dépend de la nature du combustible dont on peut disposer. Toutelbis on tend chaque

jour à emplayer les charbons menus ; il fout dès lors rapprocher les barres autant que possible, et diminuer en même

temps leur épaisseur.

Les barres sont placées longitiidirialcmenl, de façon que le mécanicien puisse en marche déj^ager le iiiàcliel'er qui tend ù se former à la partie inférieure du loyer. Cette opération de ptqufir le feu se foit habituellement dans les moinents d'arrêt du train, à l'aide de fosses disposées à cet elTel entre les deux rails ; mais il faut prévoir le cas où il y a lieu d'y recourir sans arrêter la machine. Tous les barreaux sont mobiles et disposés de manière à pouvoir ôlre enlevés rapidement lorsque le mécanicien a besoin de jeter son ieu. Ou avait, dans ce but, proposé des grilles à bascule, composées d^un cadre en fonle, mobile autour d'un de ses côtés ; mais cette disposition a été abandonnée, et les grilles composées de barres indépendantes sont d'un usage presque universel.

Tabe«. — Les tubes eonsliluenl l'organe essentiel de la . chaudière de la machine locomotive, puisque siuls ils donueiil le moyen d'avoir une surface de chauffe suilisanle. Théoriquement, leur diamètre devrait être aussi petit et leur nombre aussi grand que possible, de manière à avoir la plus grande surface pour l écoulemenl des gaz ; mais rexpériencea promptement indiqué les limites <|u'il convient de ne pas dépasser.

Le diamètre extérieur des tubes varie de U"-,U45 à 0'%UùO, et l'épaisseur de leur pàroi de 0'",Û02 à r ,0025.

L'espace disponible entre les tubes ne peut sans inconvénient descendre an-dessous de 0",01&. Avec un plus faible écarlement, on affaiblit la résistance de la plaque lubulaire, et le nettoyage de la surface extérieure de ces tubes devient presque impossible. Ce nettoyage a une importance considérable, caries tubes ont une grande tendance àsecouvrir de sédiments calcaires, et si les tubes sont très-rapprochés, les sédiments se soudent l'un è l'autre et forment des masses extrêmement dangereuses.

Théoriquement encore, les tubes devraient avoir une Ion-

gueiir suffisante pour drpouiller de toute chaleur les gaz de la combustion; rexpérience n'a point, à cet égard, confirmé les résultats que Ton espéruit obtenir de rallongement des tubes. On a reconnu que la puissance calorifique des tubes diminuait très-rapidement à mesure que l'on s'éloignait de la plaque du foyer: à 4 mètres, celte puissance calorifique devenait presque nulle, il était dès lors sans intérêt de dépasser celte liniile. Une autre considération, d'ailleurs, engageait les conslructeurs à réduire la longueur dos tubes : il ne fallait point dépasser la limite de courbure que les tubes pouvaient prendre sans fatiguer les points d'attache. Dans de Irès-longues chaudières, on a essayé de soutenir les tubes par une cloison intermédiaire, mais on a dû abandonner cette disposition ; des sédiments épais s'attachaient à celte cloison, et nous avons vu des tubes presque neufs crevés au point où ils étaient attachés à la cloison et mis hors de service après un parcours très-restreînt.

■MpM ëm cidm j«wm. — On emploie généralement des tubes eu laiton avant la composition suivante :

Cuivre rouge 68 à 70 p. 100

Zinc 52 à 30 —

On a reconnu que des tubes contenant 40 pour iOO de linc

cl 60 de cuisrt; étaient trop mous et crevai(!nl fréfjuemnient sous la double iiilliuMice de la pression el delà elialeur.

Ces tubes sont aujourd liui i'abricpiés sans soudure.

Plusieurs constructeurs emploient les tubes en fer, qui coûtent beaucoup moins cher que les tubes en laiton ; mais cette économie dans les frais de premier établissement serait compensée par une aggravation des dépenses d'entretien, el les partisans des tubes en fer sont en somme peu noujbreux.

On expérimente, en ce moment, en Allemagne, des tubes en acier, fabriqués avec des fers de Slyrie et d*une épaisseur moitié moindre que celle des tubes en fer. On reproche à I. S3

ces tubes de tenir moins bien conlrc les plaques liihnlain's que les lubcs en cuivre ou eu fer; la dureté de l'acier est* en effet, un obstacle à récrouissement partiel du métal sous la pression de la bague.

VMe de* tohcs. Viroles. — Les tubes sont fixés dans la boite à leu et dans la boite à liiinéc au moyeu de viroles ou ba^'ues en acier, cyliudriqucs à riulérieur, lé-^èreuient coniques à l'exltirieur, et amincies au bout qui pénètre dans le tui)e.

La pose des viroles exige beaucoup de soin et doit être faite par des ouvriers exercés. On supprime souvent les viroles dans la botte à fumée, pour éviter la petite saillie qui s*oppose au passajrc des esiaiitilles entraînées par les ^^az: dans ce cas, on mandriue l'orlemcnt le tube contre la plaque lubulaire.

ÉmMMMt émm «abcs. — La rupturc des tubes en service est un accident trés-fréquent; cette rupture est déterminée, soit par Tusure régulière des tubes qui «irrivent ft n'avoir plus une épaisseur en rapport avec la pression à laquelle ils doivent résister, soit par un écliauiïeuieut et lui ramollissement occasionnés par la présence de sédiments, soit, enfin, par les tiraillements et les ébranlements dus aux dilatations qu'éprouveitt des corps si souvent échauffés et refroidis.

On peut remédier rapidement aux inconvénients qu'entraîne la rupture d'un tube, en plaçant des tampons à chaque exfrémité, un tampon eu fer dans la placjue de la boîte à feu, un tampon en bois dans la plaque de la boîte à fumée.

llMure régnUére des tebcs. Vnreewa kUomélrlqaes. Èmtm de

Mrvtoe. — Le frottement occasionné soit par le passage des gaz, soit par celui des escarbilles entraînées, détermûie une usure régulière et assez rapide des tubes ; l'entretien et lerem-

placemciil de ces tubes sont une des plus fortes dépenses de l'entretien des machines. 11 tant apporter un soin extrême à leur réception, à leur ncltoya^'c et à la constatation régulicra du travail qui leur est demandé.

Quand une machine neuve entre en service, on dresse immé«

diatement une feuille destinée à constater les états de service (lo la liibiiliire, et sur laquelle ou inscrit cliaquc uiois les parcours effectués par la machine.

Dans la plupart des ateliers, les divers tubes ayant dêjà-servi sont divisés en catégories suivant leur épaisseur et le parcours déjà effectué. Un appareil spécial indique au moment du nettoyage des tubes le poids par mètre, et, par suite, Icui- épaisseur.

On s*applique à composer une lubuhire de tubes de iiiénio âge; il serait évidemment inutile de mettre un tube neuf au milieu d'une tubulure arrivée à la moitié de sa durée probable. Quand un tube crève, on consulte les états de service de la tubulure, et on prend un tube ayant fait un service à peu près semblable.

Les tubes de première catégorie s'emploient pour les mnchincs remises à neuf et présumées devoir faire un long service sans rentrer aux ateliers.

Les tubes des autres catégories s'emploient pour les remplacements; mais ceux de la dernière catégorie sont plus spécialement destinés au\ iiiacliiries de gare et aux machines qui n'ont pas à faire un service pénible.

Une bonne tubulure peut effectuer un parcours de 160 à 180,000 kilom. et durer cinq à six ans.

TMc» MMiMieik ~ On a &it aux chaudières tubulaires un reproche : la multiplicité des surfaces métalliques, leur faible éloigiicmcnl les unes des autres facilitent les accumulations de dépôts, et lorsque l'on est forcé d employer des eaux de mauvaise qualité, les dépôts se forment dans les chaudières tubulaires avec une effroyable rapidité. On a quelquefois trouvé des parties du faisceau tubulaire comme empâtées dans un massif de béton calcaire.

Sur les chemins de fer on conjure ce danger, d'abord par la recherche d'une eau de qualité convenable, comme nous le dirons plus loin^ mais surtout [m des lavages et des nettoyages incessants.

356 DES MACIILNKS A VAPEUR.

On a proposé de rendre l^s tubes mobiles et de remplacer le mode d*attachc, que nous Rivons décrit, par un raoded*altache h vis. Ce système paraît avoir donné de bons résultats, et une

décision du ministre de la marine, en date du 10 juillet 1868, a proscrit l'emploi des tubes mobiles du système Langlois tant dans les constructions neuves que dans les refontes.

Les tubes du système Langlois du côté de la boite à feu sont ajustés à la manière ordinaire par une bague, mais du côté de la boite à fumée leur extrémité est renforcée par un raccord en bronze brasé avec lui et qui l'assemble avec la plaque de la chaudière par une vis à filets arrondis.

Aec«Mioir«a delà ehandiéra.— -Portcdu foyer, troud'homme, boite à fumée, cheminée, capuchon, cendrier, grille pour arrêter les escarbilles, robinets de vidange, sifflets, etc.

Nous ne saurions entrer dans de grands détails sur ces divers accessoires de la chaudière : leur nom suffit pour en indiquer l'usage. Les inircnieurs trouveront dans rexcclienl Guide du méamcieii^ publié par MM. Le Chatelier, Flachat, Pctiet et Poloaceau, des détails très-exacts sur les dispositions adoptées pour chacun de ces accessoires.

Nous meiftionnerons seulement une précaution indispensable à prendre lorsque Ton fait procéder à la visite intérieure d'une chaudière : il liiul avant d'y faire descendie un ouvrier, s'assurer que le métal est refroidi et que la chaudière ne contient pas de gai méphitiques.

AppaMlls VÊmtHmjém p«w amélor les iwewfcWte» ftoMlM par

te eonhMiioB «■ Ma «« des UgiriiM. — Les bois, les lignites, employés en Amérique et en Allemagne pour le chauffage des

locomotives, donnent lieu à une production considérable d'escarbilles enflammées qu'il importe de retenir. On se sert pour cela de deux cheminées concentriques, l'une intérieure et cylindrique, l'autre extérieure et tronc-conique, la pointe du cône étant située en bas; les deux cheminées sont recouvertes par un disque présenlant à sa face inférieure des aubes courbes

analoguesaux aubes des turbines. Les escarbilles lancées contre ces aabes sont rejetées dans l'espace laissé libre entre les deux cheminées, et les gas s'échappent latéralement.

Cette disposition nuit an tirage, et dans les parties en fortes

rampes, quepréspiitont plusieurs clieruiiis allemands, on a dû enlever un certain nombre des aubes dont nous venons de parler. La première condition à remplir pour une machine est de marcher, et dans les contrées où l'on n*a à sa disposition que des combustibles imparfaits, il faut se résigner à subir les inconvénientb ([ue peut entraîner leur emploi.

9 s. — Appareils alimentaires.

CMiiiie» téméemtm é» r«iiww«ati— . — La vapeur enfermée dans une chaudière étant à une pression supérieure à la pression atmosphérique, l'eau et la vapeur s'échapperaient de la cliaudiére par l'orifice destiné à recevoir l'eau d'alimcnlalion, si l'on n'exerçait pas sur cet oritice une pression supérieure à la pression qui existe à l'intérieur. Tous les appareils alimentaires sont donc fondés sur l'emploi d'une pompe foulante ou de toute autre disposition réalisant une difTérence de pression.

Dans les chaudières qui n'emploient pas la vapeur à plus de 2 ou 5 atmosphères, on a proposé l'emploi de réservoirs placés à 50 mètres au-dessus du niveau de Teau ; mais celte disposition, très-rarement réalisable, ne se prête point aux augmentations accidentelles de pression dans la chaudière ; elle est bien plus théorique que pratique, et on a été obligé, même dans ce cas particulier, de recourir aux pompes.

Pour les machines locomotives qui emportent tout avec elles, on ne pouvait songer à employer autre chose que des pompes ou des appareils de refoulement.

rtwif émm ■■wMbii iMMoam. — Chaque machine locomotive porte ou plutôt portait deux pompes placées sur la

chaudière et en coninmnicalion avec le tender par un tube fleiible.

On a employé deux systèmes de pompes :

Les pompes à grande course commandées directement par les tiges des pistons ;

]jos pompes à petite course commandées par des excentriques spéciaux ou par los exccnlriqucs de distribution de vapeur.

Les soupapes sont à boulet ou à clapet.

La soupape a clapet se compose d'un disque en bronze, présentant une partie conique qui repose sur le si^e, et de quatre ailettes glissant à frottement doux dans la partie cylindrique qui termine la conduite d'aspiration.

La soupape à boulet se compose d'une sphère eu hroMz»\ creuse ou pleine, reposant sur un si^e en bronze, tourné au contact, suivant une lone de surface sphérique. Le boulet est prisonnier dans une espèce de cloche à jour désignée sous le nom de chapelle, qui lui sert de guide et limite sa course.

On place deux soupapes de refoulement, Tune au-dessus de l'autre, afin de remédier aux avaries (jui pourraient arriver à Tune d'elles. Dans ce cas, on place un tuyau d'épreuve venant prendre naissance entre les deux soupapes et muni d*un robinet d'épreuve.

Ce tuyau est en même temps un tuyau d'amorce et de purge lorsque l'air s'est introduit entre les deux soupapes, ou lorsque la soupape supérieure, mal fermée, laisse arriver la vapeur de la chaudière.

Tous ces organes étant constamment remplis d'eau, on doit les préserver avec soin de la gelée ; chaque hiver on avait h constater la perte d'un certain nombre de ces appareils brisés parla dilatation delà glace.

Le nu eanicien doit apporter la plus grande attention à \i\ manière dont se fait ralimcntation de sa machine; une oreille exercée reconnaît au bruit des boulets sur leurs sièges si ralimcntation se fait dans des conditions normales.

PRIHaPAUX OlUiANKS DES MACHINES A VAPEUU. 55!» W^BCMNft de la auirclM pmm a lh ael g r. — Les pompes étant

commandées par le piston ou par les excentriques, on voit qu'une machine ne peut s'alimenter que si elle est en marche.

Aussi dans les gares réserve-t-on une voie spéciale pour celle iilinienlalion, ccqui augineiilo U^s sujrtioiis de toute nature qui se présentent dans ces grands établissements.

ssaietB aiimcMim. — Ou a cherché s'il ne serait pas possible de faire tourner les roues motrices sans quelamachini avançât ; on a proposé Temploi de galets alimentaires formés d'une paire de roues montées sur un essieu et placées au-dessous (le la voie, de telle sorte (jne h;iii' ]);u lii' supéi ieiire vienne afUcurer avec la face supérieure des rails sur une longueur d'environ 0°',15 à 0'°,20. On amène la macliine sur ces galets et on la cale dans une position telle que ces roues motrices re» posent uniquement sur les roues intercalées dans la voie.

En donnant très-peu de vapeur sur les pistons, les roues tournent sur |>l;i('e et les pompes fonctionnent.

Ccsappio eils ne peuvent servir que pour les maeliines dont les roues sont indépendantes. Il y a du reste danger à multiplier les trous dans les gares, et ce système des galets alimentaires a été abandonné presque aussitôt que proposé.

vetit ebevAi. — Une disposition adoptée sur une assez grande échelle dans les machines locomcdives aussi hien que dans les uïaciiines de navigation, est celle désignée sous le nom de petit cheval; c'est une pompe à vapeur, petite machine indépendante, accolée à la grande machine, et dans laquelle on envoie de la vapeur pendant les moments d'arrêt un peu prolongés.

L'emploi du petit cheval se serait beaucoup plus vulgarisé sans la découverte de l'appareil Gitïard, dont nous parlerons quelques li;jiies plus bas.

Mf/ftaezU» nlimcntalrca^MiMtesaHMhtee» flxe« ou Im macliine»

ém h§ammm. >- Dans les machines dxes ou de bateau à balancier, les tiges des pompes alimentaires sont fixées directement en des points particuliers du parallélogramme de Watt, qui décri-

5<i0 I>ES NACIIl.NKS A VAl'El'R.

vent , comme le point d'attache du piston, des courbes à longue inflexion.

Dans les autres, on les relie par des excentriques à Tarbre moteur.

AUMCBiatfion Intermittente. — On voit ainsi quc Talinientalion est intermittente. Cette intermittence s'obtient soit en débrayant les organes qui commandent le marclie de la pompe, ce qui n*est pas possible pour les machines locomotives, soit en arrêtant Tintroduction de l'eau par un robinet placé sur le tender. La manœuvre de ce robinet permet de faire varier Tin- •troduction deTeau dans la machine. Quand le robinet est fermé, l air s'introduit dans les diverses parties des pompes, et il litut avoir soin de lui donner une issue aussitôt qu'on recommence à alimenter.

AppagaU» ■■i»Migte— . — La régularité de Talimentation est le premier besoin d'une chaudière, et Tinterruption dans l'alimentation est la cause la plus fréquente des explosions. On a

donc cherché s'il ne serait pas possible de rendre cette alimeiitalion anlomatique et indépendante de la volonté du mécanicien. Malheureusement on rencontre dans un grand nombre de machines, et surtout dans les machines locomotives, une difBculté considérable : la dépense de vapeur est très-variable et Talimentation doit suivre ces variations ; il est donc presque impossible d'en régler la marche ù l'aide d organes inconscients.

Limité môme à des machines pour lesquelles la régularité est une nécessité, le problème de l'alimentation automatique présente de grandes difficultés. Si la vaporisation, par une négligence dans la conduite du feu, vient à se ralentir momentanément, un appareil automatique emplira la chaudière d'eau.

Nous ne conseillons donc pas l'adoption des appareils Irèsingénieux, nous le reconnaissons, qui ont été proposés pour résoudre le problème que nous venons d'indiquer. Leur emploi peut entraîner le chauffeur à négliger la surveillance de Tali-

PRINCIPAinC ORGAfTES DES IIACHINBS A YAPBOR. S61

meotation, et, à notre avis, rien ne doit le distraire de ce qui constitue son principal devoir.

i^eeuw CMHM. — Tous Ics procédés d*alimentalion que nous Tenons de décrire ont été ou seront remplacés par Fappareil connu sous le nom d'injecteur Gif fard. Cet appareil, d'une exlrt^ine simplicité, résout de la manière la plus complète le problème de l'aliinentation aussi bien en marche qu'au l epos, et, pour les machines locomotives, cette dernière condition a une importance capitale. Les grands dépéts contiennent aujourd'hui 50 ou 60 machines, et s'il eût été nécessaire de conserver lies voies pour pt-rmettreà ces machines de s'alimenter en marcliant, on aurait été entraîné à de« déperises excessives et à des manœuvres incessantes ettoiigours dangereuses dans une gare.

Aussi tous les chemins de fer ont-il adopté avec empressement rinjecteur GifTard ; la compagnie d'Orléans seule a jugé utile de conserver une des di'ux pompes. Les ingénieurs de celte compagnie pensent que mieux que rinji'cteur(îirfai d les pompes permettent une alimentation continue. £n marche, les mécaniciens se servent de la pompe, au repos de l'iiyecteur Giffard, ou, pour parler le langage des ateliers, du giffard*

Les autres chemins de fer n'ont point partagé cette opinion, et sur tous les réseaux, tant en France qu a l'étranger, l'alimentation se fait exclusivement avec des injecteurs.

Ces appareils ont été également adoptés pour les machines fixes et pour les machines de bateau, et la découverte de M. Gifford peut à bon droit être classée au premier rang parmi les améliorations réalisées depuis vingt ans sur les machines à vapeur.

La description des injecteurs Giffard existe aujourd'hui dans tous les traités de physique, nous ne la leproduirons pas ici. Mous ne donnerons pas non plus l'analyse des considérations nombreuses qui ont été présentées pour expliquer théoriquement le jeu de cet appareil singulier accueilli à ses débuts, nous

369 DfiS WACHIflES A VAPEUR.

en avons été témoin, par une complète incrédulilé. La vulgarisation des notions sur l'identité delà chaleur et de la force permet aujourd'hui de comprendre comment un jet de vapeur, animé d'une vitesse de 5 à 600 métrés par seconde et ramené à

une condeiisntion partielle par son coniacl aTBC un jet d'eau froide, conserve une viiesse suffisante pour forcer une soupape et rentrer dans la chaudière en entraînant latéralement avec lui une quantité d'eau considérable, 20 à 50 fois le poids de la vapeur sortie de la chaudière.

L'appareil Giffard a déjà reçu de nombreuses modifications, ayant pour objet de rendre plus facile la mise en niarclie de 1 ajipureil, de régulariser son débil, enlin de pennellre remploi d'eau élevée déjà à une certaine température dans le tender.

La marche de l'appareil étant fondée sur le phénomène de la condensation d'un jet de vapeur sorti de la chaudière, on

conçoit que si Veau prise dans le tender est déjà chaude, la coiideiisalion s'opérera dans des conditions défavoraldes. Ainsi, avec les premiers injecteurs Giffard, il n'était pas possible de réchauffer Teau du tender avec la vapeur perdue pendant les stationnements de U machine; les ingénieurs allemands avaient même vu, dans cette impossibilité d'utiliser cette quantité de chaleur, un motif de rejeter l'injecteur. Us sont revenus de celle hésitation, tout en clK'rchant à coinl)iiicr les (bnix avanlages; on yest heureusement parvenu et les injecteurs employés sur les nouvelles machines de plusieurs chemins allemands permettent d'élever la température de l'eau du tender jusqu'à 50» ou 55*.

Pierffeeilomem«nts «pfMHrtés * llnjectenr Girrard. — Dans toUS

les grands ateliers, des améliorations de détail onl été apportées à la construction des appar ils Giffard et, coinnn^ tou* jours, on a réalisé des améliorations en simpliûant les dispositions primitives.

AppUortloM 4e rfa^eetoar «MM. — Le principe de l'injec-

PRINCIPAUX ORGANES DES MACHINES A VAPEIR. SSS

leur Giffard a éltî appliqué à divers appareils mécaniques appelés à rendre de grands services. Nous citerons entre autres le remplissage des tenders des machines locomotives, l'épuisement des eaux dans la cale des navires.

Ces divers appareils comprennent tous un tube amenant la vapeur terminé jiar un ajutage conique placé concentriquement à un second tuyau par lequel s'élance Teau à élever. Si Ton pouvait régler lu dépense de vapeur de façon que la température de Teau élevée restât constante, on aurait réalisé la perfection de la transformation die la chaleur en force; mais si Teau à élever doit être échauffée, il n'y a pas d'inconvénient à la laisser s'échauffer pendant son ascension même.

Une compagnie américaine, Steam Syphon^-d pris des brevets pour le remplissage des tenders. La machine s^arréte devant un puits et lance de la vapeur dans un tuyau qui plonge dans ce puits et débouche sous un tuyau aspirateur. La vapeur condensée remonte avec l'eau du puits et se déverse dans le tendcr.

Celle disposition a été, il y a plusieurs années, ompldvéc avec succès en £spagne par M. Albarel , aujourd'hui un des premiers constructeurs de machines agricoles de notre pays.

Nous pensons qu'elle se vulgarisera en France, notamment pendant Texécution des travaux et duballastagesur des points où Ton élève des réservoirs provisoires pénibiemenl alimentés avec des pompes à bras.

La question de l'épuisement rapide des eaux qui envahissent hi cale d'un navire est une question de vie ou de mort pour ce navire. A cet égard, l'emploi direct de la vapeur pour l'aspiration de l'eau fournit un moyen d'une extrême énergie et en même temps d une extrême simplicité, et les navires à vapeur ne larderont pas à être tous pourvus de pompes d'évacuation.

S 3. — Cylindres et pistons.

C'yUndros mveioppe die ^wpmmr, — Les Cylindres dcs

niacliiiKis peuvent ôtrc simples ou à enveloppe de vapeur. Pour les appareils de petite dimension et pour les locoinotives, les cylindres n'ont pas d'enveloppe de vapeur ; dans les grandes machines fixes et dans les appareils de navigation au contraire, l'emploi de la chemise de vapeur, êteamjadset^ a été considéré comme un perfectionnement considérable. M. Polonccau a tenté de réaliser celle disposition dans les ni.u liiiics locomotives ; mais l'exemple qu'il a donné n'a pas été suivi parce que Ton a trouvé que Ton s'écartait delà simplicité qui doit jcaractèriser la machine locomotive.

L'épaisseur des cylindres n*est pas donnée par une formule ; il faut consulter à cet égard les résultats de Teipérience et ne pas oublier que la fonle peut conlciiir des soultlurcs et présenter des défauts qui altèrent singulièrement sa résistance. Avec une épaisseur de 20 à i5 millimètres on peut, malgré des alésages successifs, conserver un cylindre presque indétiniment, tandis qu'il n'en est pas de même si Tépaisseur initiale n'est que de à 15 millimétrés.

Lorsque l'on emploie des cylindres de grande dimension, on fait venir (le fonle des nervures qui raltacheni le corps priiici pal aux embases, on l'ait venir également de fonle la table sur laquelle s'ajuste le tiroir.

Pour les locomotives, les canaux d'admission et d'échappement de la vapeur sont coulés avec le cylindre qui comporte ainsi des difficultés de fabrication très-appréciables.

Nous n'avons pas besoin d'insister sur la néccssilé de n'einployer pour le coulage des cylindres que des foules de première qualité. L'Exposition de 1867 présentait des cylindres de loco-

l'RINClPAUX ORCANES HKS MACHINES A VAPEUR. 365

motive coulés d'une seule pièce en acier fondu dans les usines de Bochum en Westphalie.

Nous avons parlé des précautions à prendre pour empêcher le refroidissement de la vapeur. On recouvre le cylindre de

feutre ou de laine et on enferme ces sul)stances isolantes dans une seconde enveloppe en bois ou en métal. I,c chemin de fer du Nord emploie pour cet usage une feuille de cuivre jaune. On a quelquefois placé les cylindres dans la botte à fumée pour les machines locomotives, dans le dôme de vapeur pour les machines locomobiles.

Cylindre» avec enveloppe de vapeur. — Les CRVeloppeS de va-

peur sont, nous venons de le dire, très-employées dans les machines fixes.

Trois dispositions ont été expérimentées :

1* Une double enveloppe en fonte est coulée en même temps que le cylindre proprement dit. Cette opération difficile au moulage ne parait pas présenter d'avantages sérieux;

2* Un deuxième cvlindre en fonte est emboîté sur le premier ;

5* Une chemise en tôle constitue la seconde enveloppe ;

Dans tous les cas, il faut ménager à la partie inférieure un robinet pour évacuer l'eau de condensation qui s'accumulerait entre les deux cylindres et provoquerait le refroidissement de la vapeur dans le cylindre principal.

putonn ordinaire». — Dans ics petites machines, le piston est formé d'une tige réunie à des plateaux pleins ou composés de segments métalliques.

L'ajustage de ces segments présente une assex grande difficulté. Le piston et le cylindre s'usent inégalement, et les garnitures de chanvre seules employées autrefois pour assurer la continuité du joint, résistent mal à Taction continue de la chaleur. La suppression de ces segments, qui ont été remplacés par un disque plein, a constitué une amélioration sérieuse ; elle est due & M. Ransboltom.

wtmum rtiwii. — Le piston Ransboltom se compose d'un

piston creux mëlalliquc, d'un diamèlre un peu inférieur à celui du cylindre Des rainures sont ménagées à la circonférence du piston; on place dans ces rainures une bague coupée, en acier, qui en se détendant comme un ressort de montre presse constainincnt contre la paroi du rylindre. Ce piston, employé en Suède en môme temps qu'en Angleterre, est souvent désigné sous le nom de piston suédoU.

piMom ûtm wr t m é n mmMmm. — Dans Ics grandes machines, les pistons se composent d'une table en fonte à la circonférence de laquelle on adapte des bagues en fonte ou en lér aciéreux.

On peut laisser au montage un peu de jeu entre le cylindre et le piston; la dilatation du pistou suffit pour fermer le jeu; U se produit en outre un ptiénoméne analogue à eelui de la capillarité, et la vapeur s'introduit difficilement dans une fente circulaire étroite.

L'emmanchement de la tige et du piston proprement dit exige une certaine précaution, il est de toute nécessité de laisser un excès de force à la lige du piston soumise à des actions énergiques et de sens variable.

Les garnitures en chanvre ou en coton peigné trempées dans du suif étaient seules connues autrefois. Elles sont complètement abandonnées aujourd'luii; après un très-court usage, elles perdent leur élaslirité et acquièrent la dureté du bois; on ne s en sert plus que dans les pompes à air des condenseurs.

Plusieurs ingénieurs allemands ont signalé les résultats favorables obtenus par le mélange de rondelles en toile à voile alternant avec des rondelles en caoutchouc vulcanisé. Ces ron* délies étaient passées au laminoir et fortement serrées les unes contre les autres; des boites ainsi composées ont marché plusieurs mois sans donner lieu à aucun entretien.

PcnMtoM éem cyHadm. — Les c yli nd rcs sont fermés par deui disques plats désignés sous le nom de plateauXy que l'on serre fortement à l'aideMe boulons contre les rebords des cylindres* Dans beaucoup de machines fixes et dans toutes les locomotives.

riUNClPALX ORGANES DES MACIUNES A VAPKli;. 5G7

un des plateaux vient de fonte avec le corps du cylindre. Pour assurer la parfaite étanchéitë, on interpose une substance plastique entre les plateaux et les rebords ; on a proposé le maslic de limaille de fer, le maslic de minium, les joints métulli(iues.

■Ma«d« UaMUUe. — Le maslic de limaille ne nous parait pas pouvoir être employé pour la juxtaposition des pièces qui doivent être démontées ; bien préparé, il fhit corps avec le métal et peut être buriné ; il convient donc de le réserver pour des j o i nts

dans des ponts métalliques ou pour tout autre assemblage permanent. Sa coHipobilion est très-variable; ona employé les proportions ci-après :

Liinaillf de fonte. 1 . 000 grammes.

Fleur de soufre 10 à 100 —

Sel ammoniac 10 à 80 —

On gâche ces substances dans un mortier en y ajoutant de l'eau, ou de l'eau de mer, ou de l'urine.

On a également proposé un mélange de deux parties de limaille de fer passée au tamis fin, et d'une partie d*argile très-sèche bien pulvérisée, le tout pétri avec du vinaigre trôsfort.

HMti« de nlaïain. — Le mastic de minium adhère fortement anx surfaces sans les altérer. Il se compuse d'un mélangt' par parties égales de céruseet de minium mouillées avec de l'huile de lin; ce mélange est battu sur un billot jusqu'à ce qu'il puisse former sous la main de Touvrier de longs rouleaux. Un remploie soit seul, soit avec des tresses de chanvre, soit en l'étendant sur des morceaux de toile métallique.

Joint» métaiiiqueM. — On a em[)lo\('' avec beaucoup de succès des anneaux de cuivre rouge dont la section transversale ofTre des arêtes vives. Ces anneaux sont fortement compriméspar des boulons de serrage, et Télasticité du métal est suffisante pour garnir tous les vides qui pourraient se produire dans ce

m DES lUGHINlS A VAPEDR.

joint. Quelquefois les anneaux de cuivre sont logés dans une rainure circulaire pratiquée sur la surface de chacune des brides i réunir ; souvent on se dispense de cette rainure, et le cuivre est serré et écroué entre les faces lisses des brides.

Ce mode de joint est économique, bien que la dépense preniièri! jiaraisse supérieure à celle des joints en mastic; mais si l'on lient compte du temps employé par les ouvriers qui broient et battent les matières qui entrent dans la composition des mastics, si on ajoute ceci, qu'après emploi les vieux mastics n*ont aucune valeur tandb que les anneaux en cuivre conservent presque toute la leur, on arrive à reconnaître Téconomie que nous annonçons.

La perleclion, chaque jour plus grande, avec laquelle on lait l'ajustage des pièces d'une machine permet dans beaucoup de cas la complète juxtaposition des brides des tuyamt et des cylindres; on évite ainsi l'emploi de toute substance élrangère.

Joints métAlliqucB dan« des •pparella de aurchauffe. — 11 esl

diflicile de maintenir élaiiclies les assemblages des conduites des appareils de surchauiîe. M. Uirn a employé une disposition analogue à celle dont nous venons de parler pour les joints métalliques en cuivre. Dans les abouts des tuyaux de conduite et concentriquement à ceux-ci, on a creusé autour des enf ailles à section triangulaire de 6 niillimélres de prolbndeur. Un anneau en fer doux, dont la section tranversale présente un rectangle, est logé dans les entailles des tuyaux qu'il s'agit de réunir, et six forts boulons serrés à refus écrasent les arêtes vives de Tanneau en fer contre les faces des gorges tournées dans les brides. Cet assemblage sans mastic dont nous empruntons la description au travail publié par M. Leloulre sur les machines surchauffées de M. Hirn, donne les meilleurs résultats et fonclionne depuis plusieurs années dans diverses machines alsaciennes.

PRLNaFAUX ORGAMLS DES MAClILNKS k VAPEUR.

S 4. — Diatribiition de !• npeur. — ChaiigMiMiit de mndie. — Échippement.

AMiiteB ce tes «yiMM. — Nous avons, en parlant des machines fixes, fait connaître les difficultés que présente la distri* bution de la vapeur, et qui se traduisent toujours par une perte

de tempéra lu re, et, par consè^juent, de probsion dans le trajet de la chaudière aux cylindres. Nous n'avons pas besoin de dire que ces mêmes dii'licultés existent également dans les machines locomotives : le seul moyen d atténuer ces perles de pression a été de rendre aussi courte que possible la distance que la va* peur doit parcourir entre la chaudière et les cylindres.

Domc de vapeur. — On sait lout(îs Ics conséqucnces fâcheuses de Tentraineinenl mécanique de l'eau par la vapeur : perte de combustible employé à échauffer cette eau, coups de bélier dans le cylindre, etc. Dans les machines locomotives on a cherché à obtenir de la vapeur sèche en surmontant la chaudière d'un dôme dans la partie supérieure duquel débouchait Torifice du tuyau de distribution de vapeur ; avant de se précipiter dans ce tuyau la vapeur avait en quelque sorte le temps des'égouttir et de laisser retomber les parcelles liquides qu'elle avait pu entraîner avec elle.

Les dimensions, peut-être exagérées, données au dôme ont conduit plusieurs ingénieurs à en discuter les avantages et à signaler les inconvénients qu'il présentait en faisani, par sa masse, obstacle à la vue du mécanicien. Dans les machines Crampton, le dôme a été supprimé et la vapeur s*accumuledans un tube longitudinal placé dans la partie supérieure du corps cylindrique et fendu lui-même selon ses génératrices supérieures ; mais ce tube à son tour a été supprimé et on a affirmé qu'il suflisait pour avoir de la vapeur bcche de donner à la chambre de vapeur un espace sufiisant.

570 DES MACUl.NES A VA1»EUR.

Aujourd'hui on semble revenir aux dAmes, mai$ on atténue rinconvénient qu'ils présentaient, en les plaçant près de la cheminée aussi loin que possible du mécanicien, dont ils ne gênent plus la vue.

Séchcur ou récliauffcnr de irMpeDr. — On a pPOpOSé dc Séchcr

la vapeur, c'est-à-dire de déterminer la vaporisation de toute Teau qu'elle peut avoir entraînée, en la faisant passer dans une enveloppe directement chauflée.

Introduite sur les machines fixes, cette disposition a donné de

bons résultats; mais sur les machines locomotivos, elle n'est encore, ainsi que nous Tavonsdit, qu'à l'élat d'essai.

Le surchaulTage do la vapeur n'a pas été non plus tenté sur les locomotives, la difficulté d'inslaller un surchauffeur dans un espace aussi restreint que celui dont on peut disposer paraissant presque insurmontable.

Dans les grosses mucliiues récemment construilcs par le Nord, la vapeur est réchauffée par les gaz de la cheminée disposée horizontalement.

£n tout état de choses, le problème de Tenlèvement complet de Peau entraînée par la vapeur est un de ceux qui doivent encore préoccuper les constructeurs.

Béguiatc-ur. — Cct Ic désignation de régulateur pour raj>pureil dont il s'agit est assez mauvaise : car cet apj)areil ne ressemble point à celui qui existe sur les machines fixes, pour régler automatiquement Tinlroduclion de la vapeur dans le cylindre.

Dans les machines locomotives, le régulateur est un appareil qui sert uniquement à la sortie de la vapeur de la chaudière.

Dans les macliines à dôme, il se compose d'un tiroir plein, glissant sur une table dans laquelle sont percées des lumières qui forment l'orifice du tuyau de prise de vapeur, ou bien encore de disques à ailettes recouvrant par un mouvement circulaire un nombre égal d'ouvertures triangulaires. Ces disques sont désignés sous le nom de disques à paijillon.

Dans les machines Cramplon, on a uneboîto en fonlc placée à la partie supérieure du corps cylindrique de la chaudière et à l'exlrémité située près de la ctieminée. Elle est fermée h sa parlie supérieure par un disque plat présentant à sa partie inférieure nne tubulure communiquant, soit avec le tuyau de prise de vapeur, s'il en existe, soilavec la chaudière elle-même. Sur les faces latérales de la boile, se Iruuvenl deux orifices sur lesquels s'adaptent les tuyaux qui conduisent la vapeur aux cylindres.

TMrs et amirNoM. — Bien que le tiroir des machines locomotives diffère peu de celui que nous avons déj& décrit

pour les inachinos fixes, nous reprendrons d'une manière un peu détaillée la desci iption de cette pièce si importante dans la dislribulion de la vapeur.

Le tiroir est une caisse renversée, en brome, ayant un mouvement de va-et-vient sur une table faisant corps avec le cylindre, et donl les rebords viennent alternativement découvrir ou fermer les orifices d'introduction ou d'échappement de la vapeur.

Le tiroir se meut dans une boite en communication directe avec la chaudière.

Sous le tiroir, et entre les deux lumières d'introduction et d*échappement, se trouve un autre orifice de même longueur, mais plus large que les autres, communiquant avec le tuyau d'èciiappemiMil de la vapeur dans la cheminée.

Le mouvement combiné du tiroir avec lu tige du piston est réali.sé, dans toutes les machines à vapeur, par un excentrique calé sur Tessieu moleur, et enveloppé d*un collier qui commande le levier de distribution ou barre d'excentrique.

L'excentrique se compose d'une partie fixée sur l essieu moteur qu'on appelle j'oitlie (f excentrique et d'une pai tie mobile qui constitue le collier d excentrique anipiel s'attache la barre d'excentrique. La poulie d'excentrique est formée de deux pièces de fonte embrassant Tessieu et reliées au moyen de clavettes

S7S DBS MACHINES A TAPEOB.

ou de goujons. Elle est calée sur l'essieu au moyen de defs en acier ou de vis de pression.

Le diamètre des poulies d'excentrique dépend du diamètre de l'essieu et de la course du tiroir.

Les colliers sont composés de deux pièces qui se raccordent par contact suivant un plan diamétral, au moyen d'oreilles et • de boulons de serrage.

Pour réunir la barre au collier d'excentrique, on termine ces deux pièces par de larges embases assemblées par contact au moyen de deux boulons fortement serrés ; on peut ainsi interposer entre les deux embases des épaisseurs de cuivre ou de fer, destinées à réparer des imperfections provenant de Tusure ou de la fabrication.

Les colliers d'cxcenlrique sont habituellenjent en bronze : leur largeur esl égale à celle dei> poulies. Leur épaisseur varie deO",04àO-,07.

Avame * riaiiapf * TatainiM. — Théoriquement,

lorsque le tiroir est au milieu de la course et le piston à Textrèmité de la sienne, les deux lumières doivent être fermées et recouvertes exactement par les deux épaisseurs des l)ords du tiroir; en fait, il n'en est pas ainsi. Les pièces qui meuvent le tiroir sont soumises à des efforts considérables : tirées et poussées alternativement, elles prennent du jeu dans leurs articulations, et en supposant l'axe do l'excentrique considéré comme une manivelle calée à 90* sur la manivelle du piston, au bout de très-peu de temps le tiroir sera en retard. Il en résulte un double inconvénient : d'une part le piston, entraîné par le mouvement général de la macliine fonctionnant comme volant, marche en faisant le vide derrière lui; d'autre part, l'orifice d'échappement n'étant pas dégagé, la vapeur continuera à affluer contre le piston, et on aura un travail résistant au lieu d'avoir un travail moteur.

Avance anfrulaire ei avance Unéalre dn tiroir. — On rcmédic

à cet inconvénient en donnant de ravance au tiroir : pour cela.

imiNCIPALlX ORGANES DES MACHINES A VAPELR. 573

il sufiUde décaler l'excentrique d'un certain nombre de degrés, et on peut établir quelle doit ôtre l'avance angulaire de l'excentrique, pour obtenir une avance linéaire du tiroir déterminée.

L'avance du tiroir, prévue d'iihonl pour remédier à un dérangement des pièces de la machine, a permis de réaliser une amélioration bien plus considérable : quand le piston est arrivé ft l'extrémité de sa course, la vapeur qui vient de le pousser ne peut s'anéantir et disparaître instantanément, la lumière d'échappement ne se découvre que graduellement, et quand le piston reprend son mouvement inverse, il peut rencontrer derrière lui une contre-pression très- appréciable ; il est donc d'un grand intérêt de démasquer l'orifice d'échappement avant la tin de la course du piston, de façon que la plus grande partie de la cylindrée se soit échappée au moment où commence le mouvement rétrograde. On obtient ce résultat en décalant l'excentrique et en l'avançant de plusieurs degrés, de manière à obtenir une avance linéaire à l'échappement, avance qui peut atteindre, ainsi que nous le verrons plus loin, 2 et 5 centimètres.

modifiant pas le tiroir, on aurait en même temps une avance h l'admission trop considérable, et s'il est bon d'en conserver une pour que la pression delà vapeur soit au maximum lorsqu'elle commence à affluer sur le piston, on ne saurait la faire égale à l'avance à l'échappement. Pour obvier à cette difficulté, on décale l'excentrique de manière à lui donner l'avance angulaire qui répond à l'avance à l'échappement désiré, et on élargit extérieurement les hords du tiroir par une pièce rapportée ou venue de fonte, et portant le nom de recouvrement extérieur.

L'avance à l'admission est toujours très-faible par rapport à l'avance à l'échappement.

On ménage un petit recouvrement intérieur, destiné à parer aux vices de construction, qui laisseraient les deux orifices

S74 DkS MACHINES A VAPBOR.

d';i(lmission et d'érliappenienl coiinriuiii(|uer pendant un conrl instanl, au moment où le tiroir doit au contraire fermer hermétiquement ces deux ouvertures.

ihwpiri Amimééttmtm. — Nous avoQS déjà signalé les avantages de la détente pour les machines en général; mais ces avantages sont bien plus grands encore pour les machines locomotives, qui ont à vaincre des résistances si variables. La ditTérence des charges, suivant les nécessités du trafic, les variations dans le profil, les influences atmosphériques exigent pour hi traction une intensité variable presque à chaque instant.

méumîm flxe. — La délente a d'abord été réalisée dans les machines locomotives au moyen de modifications apportées à l'avance à réchappenicnt et à Tavance à Tadmission. De nombreux tâtonnements ont eu lieu dans l'essai de ces modifications. Nous citerons les dispositions adoptées dans les premières machines du Nord, pour obtenir une délente après une introduction à pleine pression pendant les quatre cinquièmes de la course du piston :

Course du piston 0 . ôi>0

Course du tiroir • 0.100

Êcartement des bords extérieurs des lumières d'admiasion . 0 . 196

— intérieurs 0.116

Avance niiKulairo ÔO*

Avance linéaire à radinbsioii 0.005

— à réchappemenl 0.028

Recouvrement extérieur (le chaque côlé. O.O'ii

Uecouvrenienl ultérieur 0.001

Ces chiffres donnent une idée des changements qu'il est possible de réaliser dans le mode de distribution de la vapeur tout •en conservant les dispositions simples du tiroir.

Avec les chiffres qui précèdent on obtenait les résultats ci-

Ujircb :

1** L'introduction de la vapeur commence un instunt avant que le piston soit arrivé à rextrémilé de sa course, avant le

ûiyitizea by ^OOglc

PROiCIPAin[ ORGANES DES MACrflifES A VAPEUR. ' S7>

inomeni, par conséquent, où il va commencer son mouvement rétrograde.

3* La vapeur est introduite à pleine pression pendant une partie de la course du piston égale à 0^,438.

3" La détente s'opère pendant le surplus de la course du piston, soit 0'",i22.

4" L'échappement do la vapeur commence lorsque le piston a encore à parcourir 0^,054. .

5* L'échappement est fermé et la vapeur se comprime derrière le piston sur une longueur de 0",043.

Dans la machine ainsi réglée, la dt' tente n'a lieu que pendant un cinquième de la course du piston |^^.

Bélento variable. laconvénlciits. Syatémea proposén. — AprèS

avoir réalisé dans les machines locomotives la détente fixe, on a naturellement cherché à obtenir la détente variable, c'est4dire le moyen de faire varier pendant la marche de la locomotive la portion de la course du piston pendant laquelle la vapeur est admise à pleine pression.

Les constructeurs ont tout d'abord pensé qu'il suffisait d'in-' troduire dans les locomotives les appareils de détente variable appliqués avec succès sur les machines fixes et notamment le double tiroir. Très-fréquemment répétés, ces essais n*ont pas été couroniK's de succès; on a reconnn que remploi du double tiroir donnait naissance à des résistances intéi ieurcs (\uï absorbaient une certaine partie du travail de la machine, et ou courait ainsi le risque de dépenser plus de force que Ton n'en économisait.

Tous les appareils à détente variable ont donc été successivement abandonnés à rexeeption de celui désigné sous le nom de coulisse de Slephenson^ niais dont on ne peut comprendre le jeu qu'après avoir étudié les procédés mis en usage pour obtenir le changement de sens dans la marche des machines locomotives.

WÉfilii «a pouvoir rhaiw to mm 4e la auvcte. — Dans

S7fi DES MACHINES A VAPEUR.

toutes les machines à vapeur, il est utilcde pouvoir faire marcher dans un sens ou dans Tautre. Mais dans les machines locomotives, cette condition est d'une indbpensable nécessité. Les manœuvres à exécuter dans les gares exigent à chaque instant une

marche en avant ou en arrière, et ce changement doit pouvoir s'exécuter pour ainsi dire instantanément.

â»Bif «ppareii» * fourche. — Le changement de marche des machines locomotives s^obtienten disposant sur l'essieu moteur un double jeu d'excentriques pour chaque cylindre, un pour la marche en avant, Tautre pour la marche en arriére. Le problème à résoudre consiste à mettre la tige du piston en prise avec Tun ou l'autre de ces excentriques.

Dans les anciennes machines, chaque barre d'excentrique était terminée par une fourche ou pied -de- biche, formant V, dont les branches ouvertes pouvaient à volonté prendre ou abandonner un bouton lié à la tige du tiroir. Chaque fourche se terminait au sommet du V par une cavité composée de deux parties, l'une, affectant la forme d'un demi -cylindre, ayant un diamètre exactement égal à celui du bouton qui s'y logeait, l'autre formée par les deux plans tangents à la surface de ce demi-cylindre, entre lesquels restait emprisonné le bouton. La fourche présentait une ouverture un peu plus girandequeTampHtude totale de la course du piston, afin (|ue, lorsque le mécanicien cliangeail la marclic, une des deux branches vînt toujours s'appliquer sur le bouton de la tige du tiroir ou du levier* qui le commandait, quelle que fût sa position.

CMÉiMe^MephcMM. — La solution imaginée par Stephenson consiste à réunir les branches des Y qui terminent les barres d^excenlriques, et à leur substituer une pièce composée de deux lames parallèles entre lesquelles glisse le bouton attaché à la tige du piston ; cette pièce a reçu le nom de coulisse.

Les barres d'excentriques sont alors droites, et leurs extrémités viennent s'adapter aux extrémités de la coulisse. Cette

PRWaPAllX ORGANES DES MACHINF.S K VAPEUR. 377

dernière pièce, relevée ou abaissée avec les barres d'excentriques, comme rétaient les barres à fourche, met la tige du tiroir alternativement en rapport direct avec Fexcentrique de la marche en avant et l'excentrique de la marche en arrière, sans

occasionner les chocs qui se produisaient dans Pancien système, lorsque les fourches venaient saisir 1 boulon d'embranchement.

Le bouton qui était attaché à la tige du piston, dans les anciennes machines, est remplacé par une pièce mobile articulée au piston, mais qui glisse entre les deux guides delà coulisse et

qui a reçu le nom de coulisseau.

Appareil de ehansement de marche. — Un SystèmC de pièceS,

constituant l'appareil de changement de marche, permet au mécanicien de mettre à volonté le tiroir en rapport avec Texceiitrique de la marche en avant ou Texcentrique de la marche en arrière.

Ces pièces, dont nous empruntons la description au Guide dti mécanicien^ sont les suivantes :

a. — Le levier de changement de marche est placé à la portée du mécanicien et commande tout le système. Il est formé d'une barre mobile autour d'un axe de rotation fixé i la chaudière, ou mieux au châssis; à sa partie supérieure, il porte une manette qui en facilite le maniement. Le levier doit tHre assez long et le rapport des bras du levier assez grand pour qu'un homme pu'sse vaincre la résistance du tiroir, résistance provenant du frottement du tiroir sur la table. Pour mesurer le frottement du tiroir, on détermine la pression qu'il supporte à l'extérieur, sous Faction de la vapeur qui afflue dans la botte du tiroir, et on en relranchc lu pression exercée à Tinlérieur sur les parties qui sont en communication avec les lumières, par la vapeur qui s'introduit dans le cylindre et par celle qui s'en échappe.

b. — Le secteur est formé de deux barres de fer circulaires embrassant et guidant le levier, ou d'une seule barre conduisant encore le levier au moyen d'une douille ménagée dans cc-

m DES MACHINES A YAPEUR.

lui-ci. L'un <los deux arcs, ou Tare unique, porle des encoches ou crans, correspondanl aux points où le levier duit être arrêté. Le levier porle un verrou, pressé par un ressort et manœuvre par une tige, dont la poignée est juxtaposée à la manette du levier, et permet au mécanicien de manœuvrer le verrou en saisissant son levier.

c. — I/axe de. rotation doit être placé sur le châssis plutôt que sur la chaudière, à cause des vibrations auxquelles il est soumis et qui pourraient altérer les rivures. La dilatation notable de la chaudière, à laquelle la barre de relevage ne participe pas, pourrait aussi amener des tiraillements nuisibles. L'aie de rotation est formé par un ^ros boulon. H convient d*aciércr ol de tremper cet axe, la douille qui l'embrasse et celle qui reçoit le boulon d'attache de la barre de relevage, ainsi que tous les boulons eux-mêmes, aiin d'éviter aussi longtemps que possible toute espèce de jeu dans ces organes qui sont soumis à des vibrations incessamment répétées.

d. — La barre de relevage de la coulisse est une pièce plate en fer. Klle a de *2 à 4 mètres de lonfîueur. Elle atïccte d'assez loin la forme d'un solide <ré<:ale résistance; celle forme est exigée par la grande longueur de la pièce.

e. — L*arbre de relevage est une pièce très-importante. Il a de dTfih à 0",08 de diamètre. H est attaché fortement au châssis. Il porte quatre ou cinq leviers ; ces leviers sont ceux qui reçoivent l'action de la bai re de relevage, ceux qui commandent les bielles de siispiTision des coulisses, et enfin ceux qui portent les contre poids qui rendent stable la position donnée à la coulisse. L'arbre de relevage est solidement encastré à ses extrémités dans de larges paliers fixés aux longerons intérieura des châssis et garnis de coussinets en fonte ou en bronze. On est arrivé par l'emploi du marteau-pilon à forger d'une seule pièce l'arbre de relevage et les tiges des leviers des conlre-poids, évitant ainsi toute difliculté d'assemblage.

PRINCIPAUX OUGANES DES MACHINES A YAPELIL 579

coulisse double se compose de deux flascpies qui embrassent le coulisseau ; ce mode de constraction permet de faire correspondre exactement, soit pour la marche en avant, soit pour la marche en arrière, le coutisseau avec l'extrémité de la barre

d'excentrique; il permet aussi de suspendre la coulisse, soit au milieu de sa longueur, soit à Tune de ses extréiuités.

La coulisse simple se compose d'une seule pièce al tachée aux barres d'excentriiiues par des points situés au delà de l'espace parcouru par le coulisseau, et qui reste suspendue par Tuile deseseitrémilés.

Enfin, on emploie liieii souvent une disposition désignée sous le nom de coulUse renverst'c ; « lie tourne sa convexité vers Tcssieu moteur et sa concavité vers le tiroir. Elle est suspendue d*une manière fixe au bâti ou à la chaudière, et c'est le coulisseau, attaché à la bielle de commande du tiroir, qui se déplace sous l'action de l'appareil de changement de marche.

La coulisse renversée se prétt» mieux que les autres dispositions à l'emploi de la détente variable.

Appllcallmi é» te covIImm * te «élcale vavMte. — Lorsquà

l'aide du levier de changement de marche, on relève soit la coulisse, soit le coulisseau, de manière que dans les deux

cas le coulisseau de la tige du tiroir soit au milieu de la coulisse, les deux exlréuiités dt; ces coulisses sont sollicitées par les barres d excentriques et oscillent autour du coulisseau qui demeure immobile. Alors le tiroir n'a plus aucun mouvement; il est au point mort.

Si au contraire le coulisseau est amené à une des extrémités de la coulisse, le tiroir a toute Tainplitude qui correspond à l'oscillaliou d'un des excentriques, et pendant toute la durée de la course du piston la vapeur aillue avec toute sa pression; il n*y a pas de délente.

Entre ces deux extrêmes , les positions intermédiaires du coulisseau déterminent des variations dans l'amplitude du mouvement de va-el-vient du tiroir, et, par suite, des variations dans

ûiyitizea by ^OOglc

5S0 DES MACHINES k TAPEUR.

la période d'admission de la vapeur, et, par suite encore, une détente variable, c'est-à-dire précisément une solution simple du problème primitiYement posé.

MmImi prAtHfM ém ImtimtmHmm Je la éétemtm v«urteMe. — On

a tenté de soumettre à l'analyse l'êliide dos fails compliqués que nous venons de mentionner et de déduire du calcul la meilleure forme à donner à la coulisse, ainsi que la division des crans du secteur. Les formules qui ont élé produites ne nous paraissent pas avoir une valeur pratique suffisante, et nous pensons qu*îl suffit, pour obtenir le meilleur règlement de la délonle à l'aide de l'appareil de changement de marche, de prendre les résultats de l'expérience et des tâtonnements nombreux essayés par les constructeurs. Le Guide du mécanicieu donne plusieurs exemples intéressants de ce mode pratique de règlement. Nous ne pouvons, comme nous l'avons fait plusieurs fois, que renvoyer à cet excellent ouvrage.

ChaiiffrmeBt de marche * — La manœuvre du Icvier de changemenl de marche exige, de la pari du mécanicien, un effort très-vigoureux et quelquefois môme au-dessus des forces de ce dernier. On a eu à déplorer de graves accidents survenus au moment où, en présence d'un danger imminent, un mécanicien cherche à renverser brusquement la distribution : le levier désenclenché des crans du secteur est entraîné par le mécanisme, se renverse et vient frapper violemment le mécanicien.

On doit considérer comme un perfectionnement trcs-sérieux la substilution proposée par un ingénieur anglais, M. Kitson, d'un changement de marche à vis à l'ancien changemait à levier avec secteur & encoches. Avec la vis, l'action du levier est

continue et le mécanicien peut étudier la distribution de la vapeur pur variations pour ainsi dire infiniment petites, tandis qu'il ne pouvait qu'obéir aux crans de distribution. En cas de renversement de marehe, il n'y a aucun choc h redouter et, grâce à cet appareil, nous verrons, en parlant des freins à va-

PRiKClPAUX OKiïANËS DES MACUiKibS A VAPKUR. S8i

peur, le renversement de marche devenir une manœuvre ordinaire et presque de tous les instants sur certaines lignes à profil

accidenté.

^bappcoMat de la «peur dans la chcmlBée. — Ainsi quc

nous l'avons dit, le phénomène de Téchappement de la vapeur dans la cheminée est complexe : la vapeur agit comme un piston qui chasse Tair devant lui, ou elle détermine un entraînement latéral de l'air de la cheminée; dans tous les cas, il y a appel énergique de Pair à travers le foyer et augmentation de la combustion.

On a réalisé, une amélioration importante en rendant l'é- .chappement variable, ou plutôt en rendant variable la vitesse avec laqueUeb vapeur s'échappe dans la cheminée. L'extrémité du tuyau d'échappement se compose de deux valves mobiles

glissant entre deux surfaces planes : en rapprochant ces deux valves, Torifice se rétrécit et la vapeur, obligée de passer dans le même temps, est lancée avec une grande énergie dans la cheminée ; en écartant les valves, au contraire, Toritice s'éUigit et la vitesse du courant de vapeur diminue.

En réglant son échappement avec soin, le mécanicien active ou ralentit la production de la vapeur, selon les besoin du service, et, avec la détente variable, il arrive à ne dépenser que la quantité de vapeur strictement nécessaire. Chaque cylindre dans une machine locomotive a son tiiyau d'échappement. Tantôt ces deux tuyaux se réunbsent immédiatement en un seul tube vertical qui traverse la boite à fumée, tantôt ils sont attachés aux parois de la boite à fumée et ne se réunissent qu'à la base de la cheminée : cette seconde disposition est préférée à la première, parce qu'elle ne masque pas les tubes et ne fait point obstacle à leur nettoyage.

IMIllMttlMd» kl wpewg pw^ <Bli«pi—i«" * * — Le jet

continu dans l'atmosphère de masses énormes de vapeur à une haute température a été bien des fois signalé comme regrettable, cl l'on s'est demandé si, sans nuire au tirage de la che-

miaée on pourrait utiliser une partie de la chaleur emportée par celle vapeur. Des expériences nombreuses ont dès lors été fiiites, soit en vue de chaufferies voitures du lrain« soit en vue de chauffer Teau du tender. Les expériences pour chauffer

les voitures ne paraissent pas devoir réussir. Il paraît, en effet, difficile d assurer une coiniiiunicaliou étanclie entre les voitures d'un train dont lu composition varie fréquemment. Déplus, par suite de rinlermittence du travail à demander à la machine, le mécanicien peut, dans de trés-longues parties du parcours, se trouver dans Tobligation de disposer de toute la vapeur que peul produire son générateur, et, dans ce cas, de supprimer luule disposition pouvant porter obstacle au tirage du foyer.

Remploi de la vapeur perdue au chauffage de l'eau du tender a mieux réussi. Des expériences à ce sujet ont été entreprises sur les chemins de fer rhénans. Un tuyau met en communication l'extrémité du tube d*échappement avec le tender ;

un appareil à ailettes, niù par le mécanicien, tii\ise l'orifice du tuyau d échappement, de manière à laisser une partie de la vapeur se diriger dans la cheminée, mais en obligeant l'autre partie à se diriger vers le tender.

La communication entre la machine et le tender est établie au moyen d*un tuyau en caoutchouc garni de chanvre à Tintérieur et à l'extérieur.

Ou peut ainsi amen -r l'eau du tender à une température de 70 degrés environ, tout en conservant la vapeur nécessaire au tirage dans la cheminée.

Cet échauffement de Teau du tender n*est pas pratiqué en France, parce quel'eau chaude n*estpas aspirée par Tinjecteur Giffurd, et que l'emploi de cet appareil est considéré comme réali'^ant une amélioration bien supérieure à celle que peut donner remniagaâincmeut dans le tender d'une partie de la chaleur perdue.

Les pompes ordinaires se prêtent, du reste, asseï mal à

l'aspiration de l'eau cliaudc, et sur les machines dont nous venons de parler un a dû ajouter aux pompes un réservoir à air.

g 5. — Renfenement de la vapeur. — Appareils de II. Le Cbalelier. VrmmmtuÊtamaMam ém im MoaoïHlwc «■ auiehlne niératHcc ém

■aaaifijMi ém Ma. — Les appareils imaginés et conseillés par M. Le Chatelier, ingénieur en chef des mines, pour faire entrer dans la pratique régulière et normale des chemins de fer le

renversement de la vapeur, sont souvent désignés sous le nom de frein Le CtiâUlier.

Tout frein comporte Tidée d'un sabot, d'un levier, d*un mode quelconque d'enrayage des roues : rien de semblable n'existe dans les appareils de M. Le Chatelier. Un ou deux tubes, quelques robinets avec leurs tiges de manœuvre constituent unîqueiiienl a-s appareils, dont la dépense d'installation n'atteint pas 200 fr. par machine. Sous leur action cependant, la machine emploie toute sa puissance à retenir le train; à ce point de vue, elle devient elle-même et tout entière un frein.

Nous n'avons pas besoin de faire ressortir la grandeur du résultat obtenu. En supposant un frein méi anique assez puissant pour enrayer les roues de la machine et transformer le frottement de roulement en frottement de glissement, on obtiendrait le maximum d'effet utile au point de vue de la résistance à opposer au train, mais on payerait ce maximum par l'usure rapide des voies et la destruction des bandages. Rien de semblable n'est à redouter dans les ap|)areils que nous allons décrire; les roues continuent à tourner et la vitesse du train décroit comme si la machine trouvait devant elle un matelas d*air qui amortit graduellement la force vive du train.

■eawMwwMi tm «a^M». — Le renversement de la vapeur en marche est une opération connue depuis longtemps, prescrite dans tous les règlements des mécaniciens, mais que ceux-

S84 DES MACIllNKS A VAPEUR.

ci n'eflectuaient qu'avec hésitation et en quelque sorte à la dernière extrémité.

Examinons d*abord en quoi consiste cette opération :

Si une machine est au repos, on peut à volonté la faire marcher on avanlouen arrière; il suffit à l'aide du levier de changement de marche de changer le sens de la dislribulion de la vapeur, et la machine avance ou recule.

Si la machine, au contraire, est en pleine marche, en avant, pour préciser les faits, si à un moment déterminé on ferme le régulateur, on renverse à fond le levier de changement de marche, cl si on rouvre le régulateur, on aura bien changé le sens de la distribution de la vapeur, mais les roues continueront à tourner dans le sens dans lequel elles tournaient auparavant. Il se passera alors une succession de faits qu'il importe de préciser.

Le tuyau d'échappement devient tuyau d'admission, les

orifices d'admission deviennent orifices d'échappement, les cylindres aspirent les gaz qui se trouvent dans la cheminée et les refoulent dans la chaudière.

Nous ne parlons pas des phénomènes secondaires qui corres pondent au détail de la distribution, avance à l'échappement, ou à l'admission; nous considérons uniquement le fait principal.

Il s'exerce alors sur ciiaque piston une pression en sens inverse de celle qui s'exerrail auj)uravanl, et la ti'^e du piston transmet au bouton de la bielle de la roue une action retardatrice analogue à celle que, sur une voiture marchant lentement sur une route, pourrait exercer un homme qui saisirait successivement les rais de cette roue pour les ramener en arriére, bien qu'ils continuassent à tourner en avant. Le cheval de limon qui, à la descente d'une roule, retient le véhicule qu'il traînait quelques instants auparavant, donne une idée bien exacte do la transformation que subit la puissance de la locomotive.

PRINCIPAUX ORGANES l»ES MACHINES A VAPEUR. 385

conçoit toute l'efllicacité de l'action retardatrice que nous Tenons de faire connaître et le désir que l'on a toujours eu d'en vulgariser remploi.

Malheureusement on s'est trouvé en présence de quatre causes de danger :

1x1 manœuvre du levier;

1" L'introduction de substances étrangères dans les cylindres et dans la chaudière;

3** L'élévation extrême de température dans les cylindres;

4° L'élévation de pression dans la chaudière.

La manœuvre du renversement de la vapeur est pénible et dangereuse. Nous avons expliqué comment le levier, en revenant brusquement d une extrémité à l'autre du secteur, peut blesser très-gravement le mécanicien.

En second'lieu, les cylindres aspirant par l'orifice d'échappement les gaz chauds qui existent dans la cheminée, ces gaz apportent avec eux des escarbilles, des cendres qui rayent les plateaux des tiroirs et en compromettent la conservation.

En troisième lieu, les cylindres, les tiroirs, les pistons, s'échauffent avec une extrême rapidité, par suite de la chaleur résultant de la compression de ces gaz, qui passent de la pression atmosphérique à une pression de plusieurs atmosphères. Au bout de quelques minutes, toutes les matières grasses sont détruites, les garnitures se brûlent; et à l'état de lubrifaction ou lubrification produit et entretenu par la vapeur, succède un grippement qui, s'il était prolongé, entraînerait la destruction rapide des pistons et peut-être des cylindres.

Knfm, erj (jualiièiue lieu, le refoulement incessant dans la chaudière des gaz aspirés de re.\térieur par les cylindres élève rapidement la pression dans la chaudière, et les mouvements brusques et rapides des aiguilles des manomètres signalent une augmentation de pression bien peu faite pour rassurer le mécanicien.

Tous ces obslacles ont complétemeul disparu. La subslilulion 1. S5

du changement à vis au levier avec secteur ^'enclenchement a définitivement écarté la première cause de danger. En remplaçant Tair chaud de la cheminée par de la vapeur d'eau ou de

IVau liquide prises toutes deux à la chaudière, M. Le Chatelier a iriiroduit dans les cylindres une sul)slanc<^ qui prévient tout échauncmenl el qui fait retour à la chaudière sans modifier ses conditions de pression.

Rien n'est plus simple, rien n'est plus facile à trouver, mais c'est là précisément le propre des grandes choses : c'est qu'elles sont simples, c'est qu'elles frappent l'esprit de tout le monde dès qu'on les a une première fois formulées. La gloire est d'être le premier, et elle ne manquera pas à M. Le Chalelicr.

Nous avons, dans le paragraphe précédent, parlé des avantages que le changement de marche à vis présentait sur l'ancien levier. Nous ne reviendrons pas sur cette disposition empruntée aui machines anglaises: nous rappellerons seulement qu'elle permet d'elTcctuer le changement de marche sans entraîner Tobligation de fermer d'abord le régulateur et de 1 ouvrir ensuite. En cas de danger imminent, les secondes ont leur importance, et il n'est pas indifférent de pouvoir supprimer deux manœuvres quelque courtes qu'elles puissent être.

Dans les changements à vis adoptés sur plusieurs chemins, huit tours suffisent pour passer du point extrême de la marche en avant au point extrême de la marche enarrière, et cette ma* nœuvre n'exige pas plus de trois à six secondes.

vmb * «ir «• ■. «e Bmsm. — Une première solution du problème du renversement de la vapeur a été proposée par M. de Bergue, et si elle n'a point répondu aux données complèles delà (juestion, elle a été le point de départ des recherches plus heureuses de M. Le Chatelier.

Frappe des inconvénients de toute nature qui résultaient de l'introduction dans les cylindres de l'air chaud pris dans la cheminée et chargé de substances pulvérulentes, M. de Bei^e a proposé, en premier lieu, de fermer l'orifice supérieur des

PRINQPÀUX ORGANES DES HAGEINES i YAPEOR. 387

tuyaux (l'échappement dans la cheminée et d'ouvrir en même temps et au-dessous de celte fermeture une communication avec Tair extérieur. Après le renversement de la vapeur, les pistons, au lieu d'aspirer des gaz chauds et cliargés d'impuretés, aspireraient ainsi de Tair frais et propre. Toute altération des surf aces par des corps étrangers était ainsi évitée.

En second lieu, au lieu de refouler dans la chaudière l'air aspiré par les pistons, M. de Herguc le refoule dans un réservoir en tôle placé sur le corps cylindrique. Des soupapes convenablement disposées sur ce réservoir permettent de régler • la pression et par conséquent la résistance que les pistons rencontrent dans les cylindres et transmettent au bouton des manivelles sur les roues moti ices.

A l'aide de celle seconde disposition, on maintient le régulateur fermé, la chaudière conserve sa pression initiale, et aucune chance d'explosion n'est à redouter.

Installés sur des machines qui descendent la rampe de Tancien chemin atmosphérique de Saint^Germain ou la rampe du chemin de Montmorency, les appareils de M. de Berguc ont donné de hons résultats, et le problème du renversement de la marche a paru un instant résolu. Malheureusement ces deux rampes sont extrêmement courtes : Tune a 3 kilomètres, l'autre 1,300 mètres seulement, et on ne pouvait constater sur d'aussi fiiibles longueurs réchauffement que produit dans les cylindres la compression des gai.

Les expériences faites avec l'appareil de M. de Bergue ont été répétées sur de longues rampes, mais sans succès : réchauffement a élé excessif dans les cylindres et on a dû renoncer à cet appareil.

tmÊÊmaMamm <— H. I« ChmtMer. — Au moment mémo

OÙ de divers côtés on cherchait à perfectionner remploi du frein

h air, M. Le Chatclier a exprimé la pensée qu'il était inutile de cinMcIior en dehors de la machine un fluide élastique pour remplir les cylindres après le renversement de la distribution.

Ce fluide était dans la machine : c'était la vapeur ellc-nièine qu'il était facile de prendre dans le corps cyliiKlri(jue el de renvoyer dans les cylindres, soit en la mélangeant avec de Tair, soit en l'employant seule, de façon qu'il y en eûl une quantité en excès. Si l'emploi de la vapeur n'était pas suffisant pour prévenir l'élévation de la température dans les cylindres, on arriverait à prévenir celte élévation en employant un jet d'eau froide (jui se pulvériserait à son arrivée dans les cylindres. En traçant ce programme, M. Le Chatelier ajoutait : « On ferait ainsi • une sorte de machine à vapeur inverse. »

BtaiiMrtta ta MéM ^u,Mm dwMier. — Nous n'entrcrons pas dans le détail des expériences faites soit en Espagne, soit en France, pour réaliser et faire passer dans le domaine de la pratique les idées que nous venons d'exprimer.

Les essais tentes en Espagne sur le chemin de fer du Nord n'ont point réussi, au moins pendant une période de plusieurs années, et ce n'est que depuis quelques mois qu'on arrive à des résultats asses satisfaisants.

En France, le succès a été en quelque sorte immédiat, et les ingénieurs des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée, d'Orléans et de l'Kst ont su de suite appliquer le programme de M. Le Chatelier.

AjiHaaiiiB uwr le uIhwIh vutoAi^M. ^ Le chemin

de fer de Paris à Lyon peut revendiquer l'honneur d'être arrivé le premier à une solution pratique. Dans un ordre de service très-clairement rédigé, M. Marié, ingénieur en chef du matériel et de la traction de ce grand réseau, a fait connaître aux mécaniciens le but des dispositions nouvelles réalisées sur les machines.

Deux tuyaux distincts prennent l'un de la vapeur, l'autre de l'eau k la chaudière; ils aboutissent à une boite en cuivre divisée en trois compartiments destinésè recevoir, le premier la

vapeur, le second l'eau, le troisième le mélange de ces deux Iluides. C'est ce mélange d'eau et de vapeur, dont les propor-

PRIRCIPAUX ORGANES DES lUCHINKS A TAPEl'R. 38»

tions peuvent varier à la volontc' du iiK'canicion, que l'on injecle dans les tuyaux d'éctiappemcnt et que les pistons aspirent après le renversement de la distribution. En ouvrant de nouveau le régulateur, ce mélange peut revenir à la chaudière, et en faisant varier la quantité d'eau injectée, on prévient tout édiauffement des cylindres ; enfin, si Ton fait varier la distribution, on rô^îe la pression dans les cylindres et par conséquent l'action retardatrice sur les boulons des manivelles.

Apptt—tiwi mm le cb«Mfai de iw MrMuM. — Dans les appareils du chemin de Lyon on peut mélanger à volonté la vapeur etTeau. Sur le ehemin'd'Orléans, on a fait de nombreux essais avec de l'eau seule : en pénétrant dans les cylindres qui constituent une masse métallique importante et à une température élevée, Teau liquide qui sort de la chaudière se transforme immédiatement en un brouillard aqueux qui remplit les cylindres en lubrifiant toutes les surfaces froltanles. D'après les rapports remis par les chefs mécaniciens à M. Tingénieur en chef Forquenot, l'emploi de l'eau seule donne des résultats plus suivis, plus réguliers que ceux obtenus avec un mélange d'eau et de vapeur.

iTifini «e rem «««le. — Dans la pensée de M. Le Ghatelier, l'emploi de l'eau seule répond, à toutes les conditions du problème, et il suffît établir wiê eommumeation entre la chaudière et

la base d'un tuyau li échappement au muxjen d un tuyau de petit diamètre muni d'un robinet à la main du mécanicien.

Le brouillard aqueux formé parle mélange de vapeur et d'eau arrive en contact avec le dessous des tiroirs, les lumières, les pistons et les cylindres, et se résout en totalité ou partielleiiient en vapeur qui remplit les cylindres.

L'eau ou la vapeur en excès sYrliappe par la cheminée sous foriiH' fie panache, i/ahondance de ce panache, la quantité plus ou moins grande d'eau qu'il fait tomber sous forme de pluie sur le mécanicien, renseignent ce dernier sur l'insuffisance ou IVxcès de l'eau qu'il envoie dans les cylindres, et il suffit de

ûiyitizea by ^OOglc

800 DES IIAGHINES A TAPBDR.

toucher au lobincl pour arriver promptemenl à l'élat normal.

M. Le Chfitelier ne condamne point remploi de la vapeur, mais il insiste sur les dangers qu'elle présente employée isolément : réchaufTement des cylindres, la destruction des joints ne lui paraissent pouvoir dire évités que par l'emploi de l'eau.

•ovM« ^nestloB an «ujct ér l'emploi des frelaii. — Î1 faut, aU

sujet de Teinploi des freins dans l'exploitation des ciiemins de fer« se poser une double question :

Doiyent'ils ètreemployés pour produire l'arrêt dans un temps très-court, ou bien le ralentissement dans la marche sur une pente de grande longueur?

Hs doivent évidemment pouvoir remplir les deux conditions; mais il tant reconnaître que pour le second cas, Pemploi des sabots ordinaires amène la destruction rapide des voies et des bandages.

L'emploi de la contre-vapeur, au contraire, se prête admirablement aux deux nécessités que nous venons de signaler, et Texpérience acquise sur tous les réseaux qui présentent des

sections à fortes rampes montre que les appareils Le Chatelier réalisent nierveilleusenienl Taction modératrice de la inacliinc.

QaeMtiM 4e teevet. — Les idé(;s connues par M. Le Chatelier ont été mises avec la plus grande libéralité à la disposition de tous les ingénieurs. Ni lui, ni la compagnie du nord de l'Espagne, qui a fait toutes les dépenses des premières expériences, n'ont songé h tirer profit de cette grande amélioration apportée au service de rt'xploilaliun des ctieinins de fer.

KéMurné. — Nous uc pouvous d'ailleurs mieux résumer ce paragraphe qu*en citant Topinion de l'ingénieur habile qui dirige la traction des chemins de fer du sud de l'Autriche, M. Golischalk. Au moment où nous venions de parcourir ensemble les rampes du Brenner, il nous disait : « Sans l'emploi d'une machine en queue dans les montées pour prévenir les ruptures d'attelage, sans l'emploi des ajtpareUs Le Chulelier à la desœnU^ l'exploitation des rampes'du Brenner eût été impossible. »

PlimClPiUX ORGANËS D£S HACliliNES A YAl'ËLH. 591

Chargé de Texploitation d'un réseau comprend des sections avec des rampes de 25 millimétrés, nous n'hésitons pas à

formuler la môme conclusion et à ajouter que M. Le Chatelier a fait faire à la machine locomotive un de ces rares progrès qui déterminent une marche en avant dans rapplication d'une des plus belles inventions humaines.

go. — Plaques de fondation pour les machines fixes. — Châssis pour les machines

locomotives. — Uessorts. — Essieux.

piimM ét fMitetiMipmv iMnuMMM«xes. ^ Lcs premières machines à vapeur ajustées dans les ateliers de construction ont été montées sur des massifs de maçonnerie souvent isolés

les uns des autres. Nous avons, en parlant des machines fixes, indiqué les difficultés que présentait ce mode d'installation; le moindre tassement survenu dans un des massifs compromettait la marche des organes les plus essentiels. Quand on a pu diminuer les dimensions générales des machines, et, par l'emploi de pressions plus élevées, obtenir avec de moindres tolumes des puissances plus considérahles, l'idée de concentrer sur une seule plaque les organes principaux a été adoptée par tous les constructeurs.

Cette disposition présente les plus grands avantages. D'une part, les positions relatives des pièces de la machine demeurent invariables ; d'autre part, tout peut être ajusté par le constructeur, et le montage en place n'est plus qu'un simple assemblage de pièces repérées et numérotées. A TExposition universelle de 1867, des machines capables de donner une puissance de cent chevaux ont été montées dans un tri^s-petit nombre de jours.

L*emploi des plaques de fondation a ime extrême importance pour les machines que les ingénieurs des ponts et chaussées emploient dans leurs travaux. Le plus souvent, ces machines

m DES MAGIDDIES A YAPEDR.

doivent ôlre montt'cs loin des villes, quelquefois en pays de montagnes, loin de toute habitation ; la simplicilé de la mise en place sur une fondation qui n'a besoin que d*étre horiionlale ne saurait donc être trop appréciée.

Dans les machines de navigation, les plaques de fondation sont devenues d'un usage général ; elles rendent la machine indépendante des déformations de la coque et lui assurent une stabilité à peu près impossible à obtenir par d*autres procédés.

Les progrès réalisés par l'art du fondeur ont permis de faire d'un seul morceau des plaques de fondation destinées à de grandes machines. Quelquefois on est forcé de diviser ces plaques en châssis, et nous n'avons pas besoin d'insister sur les précautions à prendre alors pour la parfaite jonction des pièces destinées à former l'assiette de la machine.

Il importe également de ne point laisser se développer dans la machine des actions perturbatrices réagissant sur le châssis de fondation et pouvant en déterminer la rupture. C'est pour éviter un elfel de cette nature qu'il convient, dans les machines horizoïilules, de faire tourner le volant de manière qu'il rabatte^ selon l'expression usitée dans les ateliers, sur les cylindres.

Mamiu ée twmimÊt»m> — Pendant longtemps on n'a connu pour les massifs de fondation que la maçonnerie de moellons,

de briques ou de pierres de Itiille. Aujourd'hui on emploie beaucoup les massifs de béton maigre composé de sable et de chaux hydraulique ou de ciment de bonne qualité. Ce béton se prèle avec la plus grande facilité à toutes les formes que le constructeur désire. .4 l'aide de gaines en bois, on ménage l'emplacement des boulons qui doivent relier la plaque de fondation au mas'>if, puis, lu pose de la machine terminée, un ravalement en mortier complète le massif et permet une décoration sohre qui fait ressortir l'ensemble de la macliine. Les ciments de Porlland, de Boulogne, les bétons agglomérés sont chaque jour plus appréciés pour l'usage que nous venons d'indiquer.

PRCVCIPAUX ORGANES DBS MACHINES A VAPEUR. m

chimÊÊm fmmt tmm wehtoe» loeMMim. — Dans Ics leçons relatives aux machines locomotives, nous avons bien des fois insisté sur la notion de l'adhérence, et montré comment la machine arrivait à se déplacer et à prendi*e un mouvement de translation sur le sol.

Nous avons, dans les paragraphes pn'icédenls, montré comment la vapeur était produite, comment elle était employée et comment elle était perdue dans l'atmosphère. Le jeu alternatif des pistons est transmis par des bietles à l'un des essieux de la machine et le mouvement de rotation est produit. Que l'on suspende la machine à quelques cenliiiiètres audessus du sol, que sur l'essieu moteur on cale une poulie, que l'on fasse passer sur celle-ci une courroie de transmission, la machine que nous venons de décrire sera une machine fixe et une très-bonne madiine. Il reste ft examiner comment, au lieu d*élrc une machine fixe, l'appareil que nous avons décrit arrive à se mouvoir, et par (juels organes le mouvement de rotation devient un mouvement de translation. Ces organes comprennent :

Le châssis;

Les ressorts;

Les essieux et les roues.

DeMYiptIon Mommaire iln cliAwwU. — Le chAssis CSt la plaqUC

de fondation de la machine. Seulement, outre les cylindres et la transmission de mouvement comme dans les machines fixes, le châssb porte la chaudière et le foyer En second lieu, le châssis repose sur les essieux des roues par

rintermédiaire des ressorts, des boites à graisse et des plaques de garde.

£ntin, le châssis porte les appareils de traction et de choc, qui servent à atteler la machine au train à remori|uer, ou à la préserver des chocs que peut produire le contact fortuit d'autres véhicules.

Cette triple destination indique Timportance du châssis dans

504 DBS MAGimilB A YAPBim.

les machines locomotives, et les précaulions prises par tous les constructears pour lui donner une parfaite nudité.

Les pièces essentielles d*un châssis sont les longerons^ ou brancards en fer, reliés aux deui extrémités delà machine par

des traverses en fer ou en bois.

Un cadre ainsi construit serait déforniable sans les liaisons que les diverses pièces de la machine établissent entre les côtés parallèles, et surtout sans les entre-loises qui les relient.

Les châssis sont en tôle de 0*,03 d'épaisseur au moins; leur hauteur varie avec la dimension des machines auxquelles ib sont destinés. Les pla(|ues de garde étaient autrefois attachées aux longerons du chihsis par des rivures, aujourd'hui les longerons et les plaques de garde sont découpés dans une même feuille de tôle : il est vrai qu'on subit un déchet dans remploi de la tôle, mais on gagne à celte disposition une rigidité parfaite dans une des parties les plus importantes delà machine.

Les deux longerons sont découpés à la fois dans deux pièces de tôle superposées, et on oMient ainsi deux pièces identiques.

Les châssis peuvent présenter trois dispositions principales : les châssis intérieurs, les châssis extérieurs, les châssis mixtes ou doubles.

Les châssis intérieurs prennent leur point d'appui sur les essieux du côté intérieur des roues ; les châssis extérieurs, au contraire, prennent leur point d*apjtui à l'extérieur des roues. L';uif,'nienlation des dimensions données aux machines, comme la nécessité de répartir les poids, a conduit aux châssis doubles dont les machines Crampton ont donné le premier exemple.

Les traverses d'avant ou d'arrière du châssis ont été faites en bois, en tôle, en bois doublé de tôle. Le bois a l'avantage d'amortir les chocs, et bien que ces pièces, à cause de leur fort équarissage (0'",50 à 0'%40 sur 0",15 à 0",25), deviennent chaque jour plus difficiles à trouver, nous pensons quUl convient de maintenir l'emploi du bois. Le développement incessant des voies de communication donnera d'ailleurs aux

PRINGCPAUX ORGANKS DES MACHINES A VAPEUR. 395

constructeurs des ressources nouvelles, et on pourra sans excédant de dépense appréciable employer pour ces pièces impof^ tantes des bois exotiques tels que l'acajou et ses congénères.

AMMhM êm la «ta««MM. — La chaudière repose sur le châssis au moyen d'attaches riyèes. A l'origine, on n'avait pas tenu compte de lu dihi talion ; niais on n'a pas tardé à reconnaître l'existence de déchirures du métal autour des points d'attaches, et aujourd'hui on ne fixe d'une manière invariable qu'une extrémité de la chaudière. Pour les rivures des autres attaches on se sert de trous ovalisés, ce qui donne un jeu suffisant.

Ae<wire> ém èMwte. — Âu chAssis 80 rattache une série d'accessoires dont il suffit d'indiquer les noms :

Les marchepieds ;

La plate-forme à Tarriére et sur k^s cAtés de la machine (il convient ici d'emplojer le fer strié de iaçon à empêcher les hommes de glisser lorsqu'ils ont à exécuter une manceuvre de force);

Les garde-corps en tôle pleine ;

Les chasse-pierres ou chasse-neige dont nous dirons quelques mois plus loin;

Les tampons destinés à amortir les chocs et dont l'axe correspond à celui des tampons des voitures.

■ ■H— * «ratee. — Les boites à graisse servent à transmettre aux essieux le poids de la machine. Ces pièces exigent une très-grande solidité et en même temps une ti'ès-grande douceur pour la surface de roulement.

Une boite à graisse comprend essentiellement :

Un réservoir contenant la graisse ;

Un dessous de botte ;

Un coussinet.

La graisse arrive sous le coussinet par un trou central qui aboutit à des ravures intérieures tracé<;s sur la surface du coussinet et désignées sous le nom de pattes d'urahjnée.

11 n'y a pas, dans l'entretien courant des machines, des voi-

506 m MACHINES A TAPEUR.

lures cl des wagons, do question (jui revienne plus souvent que celle des boites, des coussinets, de la ^^raisse et de l'huile. On conçoit tous les inconvénients, tous les dangers même que peut causer la rupture d'une boite, le grippement d*un coussinet, la mauvaise qualité de la graisse.

Pour les machines locomotives on est arrivé à faire des boites en fer forgé qui présentent une résistance bien supérieure à celle des boîles en fonte ; pour les coussinets on emploie exclusivement le bronze dans les boites de machine, le brome et les métaux blancs dans les bottes des voitures et des vnigons. Nous ferons connaître la composition de ces alliages dans le chapitre consacré à l'étude des métaux qui entrent dans la construction des machines.

iw»é«tan» <• lAgraiMe. — L'emploi de la graisse présente de grands inconvénients.

La fluidité varie avec la température, et tous les chemins de • fer ont dû employer la grmsse d^étéei la graitte d^hiver; malheureusement sur des parcours de 900 è 4000 kilom., la température peut singulièrement varier : ainsi un wagon parli de Paris par un temps de glace trouvera le soleil, la chaleur à Marseille, et la graisse composée pour fondre malgré la gelée, coulera si l'on arrive sur des points où l'on trouve la température de l'été. Inversement, de la graisse excellente à Marseille et à Nice deviendra dure et gèlera à Pans.

Boite * hmiie. — L'emploi de la graisse tend donc à disparaîlie : on lui substitue Tliuile; et pour les voitures et wagons, cette substance a présenté de grands avantages : économie dans remploi, sécurité dans le service* Le nombre des modèles de boites à huile est assez considérable, mais aucun r.c parait présenter une incontestable supériorité. L'huile descend è la partie inférieure delà fusée, et elle est présentée à la surface roulante par des mèches, des cordes, des j)eaux de mouton qui agissent comme un pinceau. Dans la boîte Dietz empbyée sur une grande échelle au chemin de r£st, la iusée

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plonge dans l'huile : une rondelle concave, fixée & l'essieu,

ramène constamnienl l'huile à la partie supérieure de la fusée.

La boîte Dietz peut contenir 400 grammes d'huile ; en service ordinaire, elle ne dépense pas plus de 7 grammes par 1,000 kilom.; elle pourrait par conséquent faire 00,000 kUom. sans être visitée. On ag^iraît avec grande imprudence en comptant

* sur (Je semblables parcours, et les boites doivent être constamment tenues pleines, pour les cas d'écjMtarffmenl en r(m^^ou

de fuites. /f ^/ V . ! * Les compagnies disposent sur tovneiJ ki^îi^i âésftStet de graisseurs à des intervalles de 50 lN|^l^lfmJ A^Vj04p4|^^^ graisseurs accompagnaient les trains, mkîfeo^iij^co^ui^ltn

tililé de cette mesure, et les graisseurs sédentaires suffisent à tous les besoins du service.

On a proposé à plusieurs reprises l'emploi de hoites à galets ou à sphères roulantes, aucun liquide n'étant interposé et les sphères roulant à sec. Ces essais n'ont pas réussi ; un wagon ft marchandises muni déboîtes

de ce genre a dû être démonté après trois voyages d'expérience entre Paris et Meaux (44 kilom).

RrfMorts. — Lc chAssis ne repose point directement sur les essieux, il est suspendu par des ressorts destinés» comme dans toutes les voitures, à amortir les chocs dus aux inégalités dans le roulement. Les ressorts de machines sont extrêmement résistants. Ils sont coniposés de lames d acier de 9 à 10 centimètres de largeur et de 1 centimètre d'épaisseur; le nombre de ces lames varie avec la charge que doit supporter le ressort, et la résistance doit être suffisante pour que la plus grande flèche d'oscillation ne dépasse pas S à 4 centimètres ; au delà on pourrait craindre des ruptures dans le mécanisme.

Le tableau ci-après donne les dimensions des ressorts le plus habituellement employés :

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HOMBBE