Étude sur le système de distribution dit Système Walschaerts

Cette distribution a été brevetée en France sous le nom de M. Walschaerts, ingénieur des locomotives de la section du Midi des chemins de fer de l’État belge.

On la retrouve en Allemagne citée dans l’ouvrage et sous le nom de M. Heusinger von waldeck, et c’est sous ce nom qu’elle a été étudiée théoriquement par Zeuner dans son ouvrage sur la distribution des locomotives ^

En Belgique, elle existe sur les machines à roues indépendantes de la section du Midi de l’État belge (l’une d’elles était exposée par Saint-Leonard en 1855, à Paris); puis sur un grand nombre de machines des Compagnies belges, notamment sur le Centre belge et le Grand-Central belge.

En France, elle a été appliquée sur quelques machines Crampton de la Compagnie du Nord, comparativement à la distribution ordinaire. — Les dessins d’ensemble de l’application à six machines Crampton, construites par MM. Cail et C% en 1859, sont donnés, pl. 82, dans le supplément publié en 1865 au Guide du mécanicien (par Lechatelier, Flachat, Petiet et Polonceau). Enfin, M. Desmousseaux de Givré, inspecteur du matériel au chemin de fer du Nord, a présenté à la Société des ingénieurs civils une étude théorique de cette distribution [Mémoires de la Société des ingénieurs civils, 1861).

Le résumé de cette étude très-savante est que la distribution donnée par le système Walschaerts est la même que celle donnée par une coulisse renversée. — J’espère, du reste, mettre ce fait en évidence par les considérations géométriques suivantes qui expliqueront également le fonctionnement de l’appareil.

^ Dans cette distribution, il n’y a plus qu’un seul bouton d’excentrique J(fig. \, pl. III); il commande une coulisse dont le centre d’oscillation est ^sur une pièce fixée à la machine; le mouvement se transmet par une bielle ^ AD, et la coulisse est décrite avec un arc de cercle de longueur OD. — Cette tringle AD n’est pas attachée directement à la tige du tiroir, mais

1. Voir l’analyse de cet ouvrage par M. Rueff, Annales du Génie civil, mars et avril 1865.

ANNALliS DU GÉNIE CIVIL.

elle y est reliée par l’intermédiaire d’un balancier EDC, dont l’extrémité C est attachée à la tige du tiroir, et dont l’extrémité inférieure E est reliée à la tête de piston par la bielle EK.

Le bouton d’excentrique unique est exactement calé à 90® avec la manivelle. — Il communique au point D le mouvement d’un tiroir normal sans avance.

Lorsque le piston est à l’extrémité de sa course (fig. 1), la coulisse est exactement au milieu de la sienne (sauf l’obliquité de la bielle B), et le tiroir serait aussi au milieu de sa course, si l’on n’avait pas interposé le levier C, D, E; mais comme celui-ci est relié au piston par la bielle EK, et comme le piston est à l’extrémité de sa [course, le levier se trouve incliné, et le point C est en avance sur D de la quantité G C qui détermine l’avance à l’échappement. On voit de suite comment celle-ci se calcule au moyen de deux triangles DE H, GCD, dans lesquels la seule longueur donnée est EH = { course du piston.

Dans la position, indiquée parla fig. i, on peut changer la position de la bielle AD sans changer la position du tiroir, ce qui a également lieu avec la coulisse renversée.

Pour la position inverse du piston, la fig. 2 montre que la position du tiroir est l’inverse de la précédente, c’est-à-dire que l’avance à l’échappement et à l’introduction se trouve convenablement disposée.

On voit de suite que cette avance est constante, quelle que soit la position du coulisseau, puisqu’elle ne dépend pas de l’excentrique.

Afin de montrer plus complètement l’analogie avec la coulisse renversée, il nous suffira d’établir que le mouvement du tiroir est le même pour deux positions du coulisseau dans la coulisse.

i® Coulisseau au point mort (milieu de la coulisse), ligne AD, fig. 2 : — dans cette position, ni l’excentrique ni la coulisse n’influent sur le mouvement du point D; ce dernier reste sensiblement fixe et sert de point d’appui au levier CDE qui, sous l’influence du piston, oscille de C DE à G' DE' ; la course du tiroir est donc CC', c’est-à-dire le double de l’avance à l’échappement. — C’est ce qui a lieu également, comme on le sait, dans la coulisse renversée, comme le rappellent les figures 3 et 4, ou la course du tiroir au point mort est le double de l’avance totale OM, sauf la légère différence due à la plus grande obliquité des bielles dans la position de la fig. 4.

2° Coulisseau dans sa position de plus grande course. — Nous allons avoir recours au tracé de divers points de la course, fig. 5 et 6; et pour simplifier, nous ferons abstraction de l’influence légère des obliquités des bielles de commande.

Dans la fig. 6, AB est l’axe du tiroir : ligne droite suivant laquelle se meut toujours l’extrémité C du levier CDE; — nous traçons les deux positions A DM et C D E du levier lorque le piston est aux extrémités de sa course. Nous joignons EM et si nous décrivons du milieu H un quart de cercle de rayon EH, nous aurons le mouvement de la manivelle. Divisons-le en quatre angles égaux «, et projetons les positions successives 2, 3, 4 de la manivelle sur la ligne EH, nous avons ainsi les positions

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