MATERIEL ROULANT DES CHEMINS DE FER

On distingue les locomotives en machines à Yoyageurs pouvant marcher à la vitesse de 80 à 1 00 kilomètres, en machines à marchandises marchant 20 ou 30 kilomètres à l'heure, en machines mixtes pour le service des convois de voyageurs et marchandises marchant à la vitesse de 35 à 40 kilomètres, et en machines-tender portant leur eau et leur coke.

Le diamètre des roues des locomotives à grande vitesse varie de l" 68 à 2° 35 et au delà pour les Crampton; ce diamètre se réduit à 1"20 ou 1"50 pour le transport des marchandises, et à 1° 50 ou l^eo pour les machines mixtes. *

Au début, le poids total des locomotives ne dépassait pas. 8800 kilogr. ; il s'est augmenté graduellement, et on en établit du poids de 36000 kilog. Les locomotives sont à 6 roues accouplées. Sur le chemin de fer du Nord, le poids des wagons à 4 roues varie de 5240 kilog. à 5000, et à 4760 pour les 1", 2» et 3« classes. Le chargement d'un wagon à 4 roues était limité à 6 tonnes; on le porte maintenant à 10 tonnes, soit 5 tonnes par chaque essieu, non compris 3 ou 4 tonnes de poids mort; les fusées ont 0° 075 à O^OS de diamètre et 0'°17 à 0'"20 de longueur.

Le diamètre des roues de wagons est en général de 1 mètre sur 0"J2 à 0°i3 de largeur de jante; la conicité de la jante varie de 1/12, à 1/13, à 1/25 pour des courbes de 1000, 1200 mètres de rayon et au delà.

Le diamètre des fusées extérieures des essieux d'avant est, dans les machines à grande vitesse de Crampton, de O^ISO, et la longueur = 0"'300; les fusées de Pessieu du milieu qui sont extérieures ont 0'°130 de diamètre et 0'°252 de longueur; les fusées intérieures des essieux moteurs ont O^ISO de diamètre sur 0°'260 de longueur. D'après M. Wood le frottement de la fusée dans une boîte à graissage continu n'est que le 1/60 de la charge. On admet en pratique 1/20.

On a rendu uniforme l'épaisseur 0" 055 du bandage pour les roues de wagons et locomotives ; on a donné à la largeur totale du bandage 0'"130 pour les wagons et 0"'i40 pour les locomotives. L'inclinaison de la surface est de 1/20, sauf depuis environ l'aplomb de la face extérieure du rail, où, sur une longueur de 0°O35, elle est portée aux 3/20.

DE l'ingénieur-constructeur. 423

On estime alors au parcours suivant le service des bandages avant leur mise au rebut :

Bandages dé voitures et wagons 50000 kilomèlrcs.

Jd. de roues de scipport 50000 —

Id. de roues motrices 45000 —

Id. de roues de tender 35000 —

terèoors ft nivèao. — La résistance totale à la traction sur un chemin horizontal et en ligne droite se compose : V De la résistance due au frottement des essieux et exprimée par

P^ -; 2« de la résistance due au frottement qui s'exerce au pourtour des roues et exprimée par P' f ; et 3* de la résistance que Fair oppose au mouvement des wagons exprimée i^nr f" f" A\^ ; ainsi

cette résistance totale R = P/' =. + P'T + /"" f" A V^ ; P pression

des fusées sur les boîtes ; f coefficient du frottement des essieux sur les boîtes = 0,05; d diamètre des fusées, D diamètre des roues; P' poids total du wagon y compris les roues ; f coefficient du frottement de roulement des roues sur les rails = 0,001 ; f" coefficient constant = 0,0625 ; A base du prisme en mètres carrés ; V vitesse du prisme en mètres par rapport à l'air ; /'" coefficient qui varie de 1,10 à l,17,à 1,43, selon que la longueur du prisme égale 3 fois le côté de la base ou lui est égale, ou est bien plus petite que le côté de la base. Parcoars en rampe. — Sur un chemin en pente et en lïrne droite, en appelant a l'angle que fait le plan incliné avec l'horizc -*, la formule de résistance totale devient :

R = P COS. «/•--+ COS. a P' / ' + f"f"' A V« ± P' sin. a.

Le dernier terme est positif ou négatif, suivant que le convoi

monte ou dépend. On peut, dans les cas ordinaires des chemins de

fer, faire cos. a = i , et la formule se simplifie ainsi :

d R = P/* - X PV + f" r" A V2 zt P' sin. a.

Parcoars en courbes. — Dans les courbes il faut, indépendamment des résistances précédentes, tenir compte de trois frottements de glissement : le premier, dû à la fixité des roues sur les essieux et à ce que l'une des roues glisse sur les rails sur une distance égale à la différence de longueur des deux courbes de la voie , a

pour résistance — -. — ; mais le premier frottement se combine avec

424 FORMULAmE

le deuxième frottement provenant de ce qae le parallélisme des essieux force le wagon à glisser sur les rails en tournant autour de son centré de gravité pour changer de direction, et donne lieu à la

résistance ?'c V^a^ + 6* X -. P' poids total du wagon; c coefficient

de frottement de la jante sur le rail = 0,19; a demi-largeur de la voie = 0,75; b demi-distance des essieux = 0,75; r rayon de l'ave suivi par le centre de gravité du wagon.

Le troisième frottement est dû à la force centrifuge qui fait frotter les rebords des roues contre les rails. Pour un wagon cette ré-

sistance est exprimée par — X =— ; V vit sse en mètres par

seconde du centre de gravite du wagon ; D diamètre de la roue à rinlérieur du rebord; e distance horizontale de la verticale passant par le centre de gravité de la roue au point où la partie frottante du rebord de la roue commence à toucher la face latérale du rail ; c' coefficient de frottement du rebord de la roue contre le rail.

En réunissant alors dans une même formule toutes les résistances qui s'opposent au mouvement d'un wagon sur une courbe en pente, on a :

R = P/"^ + F/' H- /" r'AW^+ V'c \/a^ + 6' X - D r

P' V2 2 e + - X — c' dt P' sin. a.

Le rapport - varie entie 7- et —, et se prend d'ordinaire = — ; D 12 20 14'

a = 6 = 0,75, et l^a* + 6« ou V/'o,75« + 0,75* = 1 environ.

M. Wood a trouvé par expérience que, pour une vitesse de 16 kilomètres à l'heure , la résistance totale d'un wagon^ est compris

11 rf 1

entre — et — du poids total P du wagon en prenant - = — 200 250 D 'J3

OU — .M. de Pambour, en déduisant la résistance de l'air, a trouvé

que la résistance totale d'un wagon était de 2'' 69 par 1000 kilog.

d pour un rapport - = 1,20.

D'après les auteurs du Guide du mécanicien, pour un convoi brut de 60 tonnes, dont le poids se décompose ainsi : 26 tonnes pour la locomotive et sou tcnder, et 34 tonnes pour les wagons, marchant

DE l'ingéniedr-constructeur.

à la vitesse de 45 kilomètres à l'heure, on peut diviser la résistance de la manière suivante :

io Késistance du convoi bnit : Pour le convoi.

Id. due an mouvement des véhicules 375k

Id. dne aux frottements du mécanisme sans

charge iSO

Id. due à raugmecitation des frottempnts du mécanisme produite par la i)ression

de la vapeur 105

Total 630k

îo Résistance de la machine avec son tender : Pour 26 tonnes.

Id. dne au mouvement des véhicules .... 162k 50 Id. dne aux frottements du mécanisme sans

charge 149,50

Id. due à la pression de la vapeur 104,00

Total 4i6k

Par tonne.

Par tODue.

Les mêmes auteurs donnent dans le tableau suivant le coefficient de résistance par tonne d'un train, en supposant %. 5 mètres carrés la surface de front d'un wagon :

co . .

Ex3 a Sf

Cd «^ -a