RÉGULATEUR
conduit à calculer la perte de force vive qui se produit dans le choc, et le travail des frottements du marteau sur la came et des tourillons des deux systèmes tournants. L'étude de M. Ponceiet sur les marteaux est remarquable par le nombre de détails pratiques qui s'y mêlent à une rigoureuse théorie.
La question des régulateurs est Tune des plus intéressantes de la mécanique appliquée aux machines.
Un régulateur est un appareil destiné à prévenir les trop grandes variations de la vitesse d'une machine, lorsque les résistances viennent à changer notablement. Le plus ancien régulateur est le régulateur à boules, ou régulateur de Watt. Les boules s'écartent de l'axe vertical d'un angle qui varie avec la vitesse de rotation communiquée à l'appareil , vitesse proportionnelle à la vitesse générale de la machine. Si donc le mouvement s'accélère, les boules s'écarteront davantage. On utilise ce déplacement pour fermer partiellement le tuyau d'amenée de la vapeur, ou pour agir sur l'appareil de détente, ou pour abaisser la vanne qui donne l'eau au récepteur hydraulique : il en résulte une diminution du travail moteur, et par suite un ralentissement.
Des appareils de ce genre ont un premier défaut , celui de créer une résistance entièrement passive, pour tenir lieu des résistances, utiles en partie , que l'on a supprimées. Si par exemple la moitié des outils d'un atelier était désembrayée tout à coup , la diminution correspondante des résistances se traduirait par une augmentation de la vitesse de la machine, et cette augmentation serait nuisible au travail des outils dont le mouvement n'est pas suspendu. Le régulateur intervient alors pour remplacer ces résistances par une autre résistance équivalente, par exemple celle qu'éprouve la vapeur à traverser un orifice étranglé ; mais parmi les premières résistances il y en avait qui correspondaient à un travail utile, tandis que la résistance qui y est substituée représente seulement un travail passif. Il serait certainement préférable qu'on pût régler à chaque instant la dépense de travail moteur sur la quantité de
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travail utile à produire; quon pût, par exemple, dans la machine à vapeur, réduire le travail moteur en économisant le combustible. Mais un tel idéal est loin d'être réalisé , et ce premier défaut , commun à tous les régulateurs, est un de ceux auxquels l'industrie est forcée de se résigner en pratique.
Le régulateur de Watt a un autre défaut beaucoup plus grave , celui de ne pas satisfaire aux vraies conditions du problème qu'il a pour but de résoudre. L'écartement des boules y dépend, avonsnous dit, de la vitesse de rotation communiquée à l'appareil; les boules s'écartent quand cette vitesse augmente, elles se rapprochent quand elle diminue; ces oscillations entraînent des oscillations analogues dans l'obturateur qui règle l'admission plus ou moins libre du fluide moteur. Ainsi, une augmentation de vitesse communiquée à la machine produit d'abord un écartement des boules, d'où résulte une diminution du travail moteur, et par suite un ralentissement; mais ce ralentissement, rapprochant les boules, rend au travail moteur sa valeur primitive et provoque une nouvelle accélération. On obtient donc, au moyen du régulateur de Watt, non pas un équilibre stable, mais une série d'oscillations des boules et une série correspondante d'accélérations et de ralentissements dans la machine, qui ne peut retrouver l'uniformité de son mouvements
On a cherché à corriger le vice de l'appareil de Watt. Les premiers perfectionnements essayés ont consisté à modifier la transmission entre le régulateur et l'organe qui influe directement sur l'intensité de la puissance motrice. Il est possible en effet d'imaginer entre ces deux pièces une liaison telle, que les boules en s'écartant ferment la valve, mais qu'en rétrogradant à leur position normale elles n'en modifient pas l'ouverture. On obtient de cette manière un régulateur qui permet de maintenir la vitesse de
' On ne peot parier da r^folatenr de laquelle il a tenu compte des influences Watt sans signaler la belle étude qui en a qu*on n^Iige ordinairement : frottements , été faite par le général Poncelet, et dans masses des tiges et du manchon, etc.
()i RÉGULATEUn DE M. FARCOT.
la machine entre des limites déterminées, ce qui suffit dans la pratique.
On a maintenant des appareils beaucoup plus perfectionnés, qui ont la propriété de maintenir exactement la vitesse normale de la machine. Ce sont de vrais appareils à équilibre indifférent. Dans le régulateur de Watt, les boules, animées d'un mouvement de rotation autour de Taxe vertical , se tiennent en équilibre relatif dans la position où il y a équilibre entre leur poids, la force centrifuge et la réaction des tiges de suspension. Cette condition est remplie quand la tige de suspension fait avec Taxe un angle d'écart qui varie avec la vitesse. Si, au lieu de cela, on assujettit la boule à d^ crire, dans le plan vertical où elle se meut, une courbe dont les normales soient en chaque point les résultantes de la pesanteur et de la force centrifuge correspondante à une vitesse de rotation toujours la même, la boule sera en équilibre, à cette vitesse, en tous les points de sa trajectoire; par suite, un écartement des boules, dû à une accélération subite dans la machine , fermera de la quantité convenable la valve d admission de la vapeur; et, quand le travail moteur sera ainsi ramené à la valeur qu'il doit avoir pour entretenir la vitesse normale, les boules conserveront leur écartement, puisqu'elles se trouvent en équilibre relatif dans cette position comme dans toute autre. Elles ne modifieront donc plus l'ouverture de la valve, comme cela avait lieu dans le régulateur de Watt, par suite de leur tendance à revenir à leur position primitive.
La courbe que doit décrire le centre de la boule pour satisfaire à ces conditions est une parabole; c'est la méridienne de la surface de révolution formée par un liquide pesant en équilibre relatif, quand on lui imprime autour de la verticale une vitesse de rotation égale à la vitesse normale que doit posséder le régulateur. On a cherché à faire suivre cette parabole à la boule; mais des difficultés pratiques ont empêché l'adoption de la solution rigoureuse de ce problème. On ne pouvait en effet faire décrire à la boule la.
