IV

aav

Il ,94

6S6L Quantilés d'eau, de vapeur et de coke consommées dans une locomotive (658, 663). D*après M. de Pambour, s' étant le poids de Teau évaporée, y compriscreau entnaînée par la vapeur, et <» étant le poids delà vapeur, non compnû^ les pertes par les «oupi4>ea, on a ^ ^ 0,7,^'.

Bas observations et des expériences récentes font une plus large pairtàTeau entraînée.. Ainsi, dans les locomotives, la consommation d'e»u étant de 9 h 10 kilogranunespar l^ilQgmmoie de coke consommé, comme dans le& machines fixes, où Teau entr^née est négligeable», i kik)gramme de coke de très-boane qnalité ne produit que.6S5 de va«* piCtti; (3175) ; il en résulte que pour les locomotives la quantité d'eau entraînée ou condensée dans les cylindres est environ de 30 à 40 p. iOO. L'expérience directe fournit encore une proportion plus considérable; ainsi des expériences faites sur le chemin d'Orléans par M. Bertera ont donnée pour les machines à voyageurs et par kilomètre parcouru, 5^,02 de coke brûlé, et 46%10 d'eau dépensée, dont 42 p. 100 ont été eotrainés ou condensés; pour les machines à marchandises, ces nombres ont été respectivement 6^,96 pour le coke brûlé, 71',17 pour l'eau dépensée et o^p. dOû pour Teau entraînée ou condensée.

Le coke employé au chaufi^age des locomotives, pour être de bonae ^alité,.ne doit pas laisser plus de 6 p. iûO de résidu (tendre etschiate); il est de médiocre qualité s'il en* laisse 8, et de mauvaise s'il en.UiAfle 10. (r 35J5),

Comparaison /entre la comcanmation, de bûuiile dans les Jocwnoiwes à (friUss à ^pradins du système Chobrzynsky, et celle de coke dans les locomotives à grilles ^ordinaires sur le chemin de fer du Nord. Les grifles inclinées pennettent l'emploi dé besiUei «tèft-maigr*» «t tàobes, ^e Ton rejette «n f énéral ttoir PuMige dm

7 machines Gramplon, à ^iU^s nouTelles, ont j^aceouru 33 193 kil#io^ pour une consommation de 851 900 kilog. de houille, cogitant 37 &. l8iKHnie,*ren4tie h la frontière, soit par kUoni. . ^

V'JS

14 autres machines Grampton, k grilles anciennes, ont parcouru 57 616 kilom. pour une consommation de 493 750 kilog. de coke, coûtant

33 fr. la tonne, rendue à la frontière, soit par kilom 8'',6

1 petite machine à voyageurs a brûlé en houille 7 ,6

9 machines semblables ont consommé en coke , * * * ^ >^

4 machines à marchandises h petit foyer ont brûlé en houille et briquettes. , 8 ,8

6 autres machines semblables, en coke 10 ,1

45 grosses machines h marchandises, en houille et briquettes. ... 13 ,6

32 de ces mêmes machines consommaient en coke 15 ,9

Sur le chemin d^ Orléans,

1 machine trains express, en houille 5^,25

Les autres machines semblables, en coke 6 ,1

3 machines k marchandises du dépôt d'Ivry, en houille 10 ,6

Les autres machines du même système, en coke 11 ,6

4 machines èi marchandises du dépôt de Bordeaux, en houille de choix. 9 ,5 Les autres machines du même dépôt, en coke de mauvaise qualité. 11 ,5

9 machines du dépôt d'Orléans, houilles diverses 11 )3

Les autres machines du même dépôt, en coke 11 ,7

4 machines du dépôt de Tours, en houilles diverses 10 ^6

Les auttes machines du même dépôts en coke 10 ,1

687. Stabilité des machines locomotives. Si une machine locomotive n'était soumise qu*au mouvement régulier de translation parallèlement à Taxe de la voie, en même temps que les pièces mobiles du mécanisme restent périodiquement dans la môme position relative, on dirait que la machine est stable. Dans la pratique, cette stabilité ne se réalise pas; ainsi Ton remarque que la machine oscille autour d'un axe vertical, et que sous Tinflence de ce mouvement, appelé mouvement de lacet, et celui de progression, elle avance en serpentant; ellej^scille également autour d*un axe horizontal transversal k la voie, et prend ce qu'on appelle un mouvement de galop; elle exécute encore un mouve- Tuent de roulis, c'est-à-dire d'oscillation autour d'un axe parallèle à la voie; enfin, elle exécute en outre, par rapport au mouvement de progression le long des rails, un mouvement relatif alternatif d'avance et de recul, que l'on a appelé improprement mouvement de tangage ou mouvement de recul.

Les causes de ces mouvements nuisibles au degré de stabilité d'une locomotive sont dus au mode de construction et d'entretien de la voie, ainsi qu'à celui de la locomotive, à l'inertie des pièces mobiles de la machine, et aux réactions intérieures produites par la vapeur.

Par l'augmentation de poids des rails et la forme bombée sur un rayon de 0",20 à 0",45 donnée au champignon (608), on a «atténué ces mouvements parasites; on les a diminués aussi par la perfection apportée dans la construction des machines, et depuis un -certain temps l'usage des contre-poids appliqués sur les roues motrices, à l'opposé de la manivelle, a produit de bons effets relativement à l'influence de l'inertie des pièces mobiles de la machine.

Aujourd'hui les contre-poids sont réglés d'après une règle donnée par M. Le Chatelier en 4849. Depuis cette époque, les effets des contre-poids

1UCHINE8 LOCOMOTIVES. i227

ont été soumis à Tanalyse successivement par MM. Yvon-Villarceau, Couche et Résal.

6S8. Dvnensiofu des parties principales des machines locomotives.

Boite à feu. Elle a la forme d*un parallélipîpède rectangle. La première enveloppe est en cuivre rouge de première qualité et de 0*,OiO k <r,0i2 d'épaisseur, dont une seule feuille forme le ciel et les faces latérales. L'épaisseur de la plaque tubulàire, à Fendroit où elle reçoit les tubes, atteint 0",023 k 0",025. L'enveloppe extérieure est en tôle de fer; elle est réunie à Tenveloppe intérieure par des enlretoises de 0*,02 de diamètre, k vis sur toute leur longueur, à tète rabattue des deux côtés, et espacées de 0*,10 à 0*,li les unes des autres d'axe en axe. Quelquefois on rive les entretoises à l'extérieur et l'on place des écrous à rintérieur. Des constructeurs font les entretoises en cuivre, et d'autres les font en fer. Les auteurs du Guide du mécanicien donnent la préférence à celles en cuivre. Gomme il arrive souvent que des entretoises se cassent, dans les machines récemment construites, on ne les a espacées que de 0",09, et Ton a porté leur diamètre à 0",Q21 et même 0",023.

Boiu:hoii fusible. On dispose au centre du ciel du foyer un bouchon percé suivant son axe d'un trou conique qu'on remplit de plomb. Si, par suite (le la négligence du mécanicien ou d'une avarie des pompes, le niveau de l'eau dans la chaudière descend de manière à laisser à découvert le ciel du foyer, le bouchon entre en fusion et la vapeur se précipite dans le foyer et éteint le feu. Il faut changer le bouchon fusible de temps en temps; car en vieillissant il peut cesser d'adhérer à son siège et sauter mal à propos, ou encore se couvrir d'oxyde qui retarde son point de fusion.

Grille. La grille occupe toute la base de la boîte à feu. La hauteur de la face supérieure de la grille au-dessus de l'arête inférieure de* la boîte à feu est de 0*,12 environ. Pour que l'air entre facilement dans le foyer, la boîte & feu doit se trouver à 0*,35 au moins au-dessus du sol. Le dessus de la boîte à feu est à CjSS ou 0*,45 au-dessous de l'arête supérieure du corps cylindrique de la chaudière, et il doit être couvert de 0*,iO d'eau. La porte du foyer est placée à 0",90 ou 0*,95 au-dessus de la grille, et à 0",10 environ au-dessus de la plate-forme; son ouverture, qui est ovale ou rectangulaire avec angles arrondis, a ordinairement 0*,35 sur 0",27.

Les barreaux de la grille sont en fer forgé ou laminé; ils ont habituellement 0'',iO de hauteur au milieu, 0*,0i5 à 0",020 de largeur en haut et deO'*,OiO à0",0i2 en dessous. Pour des cokes de pureté moyenne, leur écartement est de 0*,01S à0*,025; pour des cokes impurs produisant une grande quantité de mâchefer, il doit être plus grand; pour le bois, dans les machines américaines, il est de 0*,025.

Les barreaux portant la. grille sont en fer carré de 0",04 de côté.

Quand la longueur de la grille dépasse i",20, on la compose ordinairement de deux rangées de barreaux supportés par une traverse placée au milieu du foyer. Il est alors prudent de rendre mobile la moitié postérieure de la grille.

Iv'apatBseuf du combustible sun la gpille Vame de.Ofj^O à:0f,70i Un kilogramme de coke consomme de 15 à 18 mètres cubes.d'w Croid (357), et produit, qiiand.il eat bon», 6 et le plus^ souvent 6i,5vkilagpam»feeA de yjUjeur (376». 6Ô6),

Lorsqu'on' fait usa^e de. houille,, on remplaeela grille horizontale. à ooJfce par ceUerde-PolonoôaUt.qui n'estauUre oho»e qp?une grille inctoée de4a portevem^le £onid oiteâUe se i termine. piaur une p^iie.horizontala die peude largeur^.ou^par. la grille à.^pradinfi<deMMi. Gh-obrz^naki eideMarsill;, ompar quelquies autres encore.

Jkibesi, Lbb tubes étaient eui cuivre rouge; mais aujpurd'hui<on l«s jBBÛt.en laiton (68 de cuivre pour 32 de zinc), qui est moins prompteniont usé par le froltament des particules de coke entrainée&.par la fuuiée. Laut épaisseur; varie de 0!",p03Là û"',0025, et leur diamètre intérieur, de 0!!^,043 kiO^O&a. L'épaisseur d'eaaquilesaépare varie de 0^013 à.0%020, etcilconvieat), pour que les dépôts y adhèrent moins et que la vapeur se dégage £acilemenib> de se rapprocher de Técartement supérieur.,, (gii al&iibMt encore moins les plaques quand on change les tubes. Les mitours du Guide du mécanicien considèrent 0'",017 comme la moyjenne d'écartement la plus convenable.

Les vinales ontO'^yPOS d'épaisseur;, elles soutien acier,, et quelquefois euîen pour le cô^té de la boîte à. fumée; souvent même onjles supprijne (ta ce c6té,,en se contentant de mandrdner fortement et de river l-extrÀmité des tubes.

Cheminée,. Eiii France,. la hauteur totale de la locomotive ne pour vaut dépasser i",^^ au-dessus du rail, la. hauteur des ouvra<ges d'art étant de 4*^,30, il en résulte que la hauteur de la cheminée pmpreoient dite n'est que de l.'^jâO à 2 mètres, &ek)a la hauteur de la chaudière (^88); son diamètre intérieur v^e de (r,33 à Or,45» La cheminée est formée d'une seule feuille de tôle de O'^yOOi à 0",Û05. d'épaisseur,, et elle^eat gf$ur>nie à,la.partie supériaune d'un capuchon que l'onfenne pendant les temps d'arrêt.

Qn< donne' habituellement au registre unique que porte cha({uo.iiiar chine une ouverture de O'^j^.sur Of ,âQ.

Bûue&. Une rouie se compose du mo^eu^ des rcU^ d'un bandagstM ^nolq|ue£ois d'un./at^ cercls. Le moy.eu est en fonte ou en fer forgé. Il y a quelques années, les rais étaient en fer laminé ; ai:ypuFd.'httL on pgpéfore.lës.mis en. fer forgé.. La. jante est formée dJautant diéléments qu'il y. ar.de rais; ces élémenés sontkmdés entre eux et foraient la^j^nte, sur la^u€lla. le. bandage s!ap.plique k chaud, et s'y fix/epar des.mvetfiou dasibioulons (6^7)«

ii4Aui*^^b^*9 le.moyau, ina hras.etlaviaatersontlefplus.saaventd'^ute seule pièce en fer;;^'efit œ qn'on doit .pi>é^érer -pour les, machines. ^ grandfitvitesse^ mal^ daDslapilupart.des'cas^ coiame,ponr les. machines «u|ietite vitesse^ destinées>auttcaaa^art.dfi8 marchandises, oo/peuiomph^er les^<o<ae& à moifeuib en.lont€^ dans lesqfiela les. bras. en. fer foi^é sont céunis à.larCoulse^. on i^etitdu.reste.diminner le poids, des.mqy/eux» et ajouter à leur solidité, à l'aide de frottes en fer iplacées à cbauiU,

MAG^I^r£S LOCOMOTIVES. 1239

Pour que le bandage s'applique parfaitement sur la jante, on tourne à Tavance les surfaces de contact, et l'on pose le bandage à cbaud avec un serrage de 0",002 à 0",003. Ce serrage doit du reste varier avec le diamètre de la roue, son mode de construction et la qualité du fer employé ; quand les rais sont en fer forgé ou en fer laminé, et que la jante est formée par un faux cercle qui a déjà été placé à chaud, il faut moins de serrage que pour un bandage qui repose directement sur des rais en fer laminé, qui, par leur forme, ont toujours une certaine élasticité. Dans ce dernier cas, le bandage n'ayant pas été préalablement alésé, on a donné jusqu'à 0*,O05 a O^jOOS de serrage, tandis que pour des roues de support de 1",00 de diamètre, on s'est contenté d'un serrage de d",001 sur des rais en fer forgé.

Le bandage a environ 0",14 de largeur totale, et une épaîsMUjr de 0*,û4à^",Q6 an milieii. Le boudin a nxuà sailUe de O^^OS à 0",#>4, et il est raccordé avec la surface de roulement par un congé qui corfespond à l'arrondissement de la face latérale du champignon du rail, ou qui est un peu plus ouvert pour éviter les frottements. La machine étant .placée au milieu de la voie, il y a un jeu de 0",01 k 0",02 entre chaque boudin et le rail, ce qui donne à la machine un jeu de 0",02 à0",04. Le pFofil du bandage présente, comme celui du rail (605), une inclinaison de 1/20, et comme on a remarqué que l'usure avait lieu principalement au milieu de la largeur, on lait un chanfrein à l'extérieur pour diminuer le travail et la perte de matière chaque fois que la roue est mise sur le tour. Les bandages, surtout ceux des roues motrices, doivent être en acier fondu ou puddlé, ou en fer dur et aciéreux, en fer au bois de première qualité, travaillé, soudé et étiré au marteau ; ils doivent recevoir entièrement, jou à très-peu près, leur forme définitive dans des étampes sous l'action du marteau; ils ne doivent, tout au plus, passer au laminoir que pour être parés et dressés. Tl convient de disposer les mises perpendiculairement à la surface de roulement. La fabrication des 'bandages en acier fondu, sans soudure, est courante aujourd'hui '627).

iSMMUx. Ils sonlen acier f<mdu doux ou en fer iwi de prenii^re qualité, parfaitement soudé et corroyé, exempt de pailles, criquea du autres déiàttta», annlont dans tes parties fk^ottantes. On doit leu^ dMaer à la forge, sous l'action du marteau, une forme qui seraftprocha aussi «luier Umemk que possible delà fbDme définitive, afin que l'éeorce, qui dosne les meilleures surfaces de frottement, ne soit pas enlevée par Je imt. €Wfi4 auKrsoins apportés .à la fabrication des essieux «t auK choix des Biatiènis premières, ^nai quîà raugnientalioB de leur diamèlre, qu'^t due surtout la sécurité de la circulation sur 'les chemins de fer. Il £ftut éviter avec soin les angles vifs ; toutes les parties de diamètres différents doivent se raccorder par des congés prononcés. C'est presque toujours aux angles vifs que commencent les ruptures. JEn ne comptant cam»e aontact que le tiers de la surface du coussinet» la charge des Musées varie de 18 à 15 kilogrammes ou de 15 à 18 kUegrammes par.ceD-

timètre carré de ce contact, selon que les machines sont à petite ou à grande vitesse (55, 623, 624, 641).

Distance des essieux extrêmes. Pour une vitesse maxima de 60 kilomètres à rheure, la limite raisonnable d'écartement des essieux paraît devoir être de 3",50 pour un rayon minimum de 600 mètres (601, 637), ce rayon minimum pouvant être de 300 mètres k une station où Ton arrête toujours, et de 200 mètres sur les voies de service et les croisements. Cette limite raisonnable d'écartement est de 4 mètres, quand les rayons précédents sont respectivement 1000 mètres, 500 mètres et

300 mètres.

La distance des essieux extrêmes doit, du reste, être plus petite pour les machines k roues accouplées que pour celles a roues libres, qui se déplacent plus facilement sur les courbes; c'est ce qui explique pourquoi, dans les machines Grampton, on a pu porter cette distance à 4*,86 pour le chemin du Nord.

Coussinets. Ils sont en bronze, dont la composition oscille autour des proportions de 82 de cuivre et 18 d'étain, avec 1 à 3 p. 100 de zinc Ea France, on a renoncé généralement aux divers alliages essayés dans un fout d'économie (625).

Ressorts. Ils se font en acier fondu de première qualité. Toutes les feuilles ont une épaisseur uniforme qui varie de 0",010 k 0",012r rarement elle atteint 0'",015. Le nombre des feuilles varie ordinairement de 10 à 14. Sous charge, Tamplitude totale des oscillations ne dépasse pas habituellement 0",02 a 0*,03, et elle n'atteint pas la limite 0",05. Il y a quelques années, les ressorts se faisaient en acier ordinaire cémenté, et le nombre des feuilles variait de 17 à 22 (626).

Pistons. Les pistons k vapeur ont pour garniture deux cercles juxtaposés en fonte ou en bronze, rarement en acier ; chaque cercle a ordinairement 0'',03 de hauteur, de sorte que la. garniture a 0",06. Près de la fente, l'épaisseur des cercles varie de 0",015 à 0",02, et cette épaisseur va en augmentant jusqu'à l'extrémité opposée du diamètre ; leujr élasticité propre les applique contre le cylindre. Quelquefois les cercles sont composés de segments que des ressorts intérieurs appliquent contre le cylindre (487).

Les tiges de pistons sont cylindriques dans toute leur étendue ; leur diamètre varie de 0",06 à 0*,08.

Les robinets purgeurs sont en bronze, et d'une section intérieure variant de 0-,005 k 0-,012.

Tiroirs. Les tiroirs sont en bronze, et de préférence en fonte, qui a plus de durée sans réparation, donne de plus belles surfaces frottantes, mais nécessite plus de soins de graissage (462).

Tuyaux à vapeur. La section intérieure des tuyaux de prise de vapeur varie de 1/10 à 1/12 de qelle de chaque cylindre, et celle des tuyaux de bifurcation doit être égale k la moitié au moins de la précédente. La section du tuyau d'échappement est habituellement, pour chaque cylindre, égale à celle du tuyau de prise de vapeur, c'est-à-dire à environ

MACHINES LOCOMOTIVES. i231

le 1/10 de Faire du piston; si le tuyau est commun aux deux cylindres, cette section doit être doublée (470).

Pompes, Pour déterminer le volume des pompes alimentaires, on calcule le poids de vapeur correspondant à 4 cylindrées, on augmente ce poids calculé à l'aide de la table du n" 330 de 30 p. 100, afin de tenir compte de Teau entraînée, et le résultat trouvé est le volume en litres que doit fournir chaque pompe par coup de piston, car une seule pompe doit pouvoir faire le service de la machine. Gomme une pompe ne donne que 60 p. 100 d'effet utile, et qu'elle ne doit fonctionner que pendant le i/3 du temps d'activité de la machine, son volume doit donc être égal à celui de l'eau à fournir multiplié par 1,5 x 3 = 4,5. Le diamètre du piston est habituellement de O^îlO et la course de 0",10 k 0",14. La bielle qui commande le plongeur doit avoir au moins 0'',40 de longueur. Chaque pompe puise son eau dans le tender à l'aide d'un tuyau en cuivre rouge de 0'",04 à 0",05 de diamètre et de 0",003 d'épaisseur; ce tuyau est disposé de manière à permettre les mouvements relatifs de La machine par rapport au tender. Chaque pompe a également un tuyau de refoulement en cuivre rouge de même diamètre et de même épaisseur que le tuyau d'aspiration (523).

Les pompes sont garnies de trois soupapes à boulet, une d'aspiration et deux de refoulement.

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