CHAPITRE I

Aperçu général sur les divers systèmes de machines

locomotives.

r Nous avons, a la fin du livre précédent, indiqué les principes sur lesquels repose la construction de la machine locomotive; avant d'arriver à la description et à l'examen pratique de chacune des pièces, il nous reste à Taire faire un pas de plus à ceux de nos lecteurs qui ne sont pas déjà familiers avec le sujet que nous traitons. Nous avons à faire connaître plus en détail la disposition et la fonction des organes essentiels de la machine, à définir les éléments qui la composent , à tracer en quelque sorte un programme dans lequel viendront s'encadrer tous les faits dont la description forme l'objet du présent livre ; nous avons en outre a jeter un coup d'oeil sur les différents systèmes de machines en usage, sur les dispositions qui les caractérisent, sur l'usage auquel on les applique.

En procédant ainsi nous nous exposons à des redites inévitables , mais nous avons pensé que le meilleur moyen de faciliter l'étude d'une question de cette nature consistait à ne présenter que successivement les difficultés, plutôt que de les aborder immédiatement et dans leur ensemble.

| i" .— fceacrlatton nommalre de la machine locomotive.

Une machine locomotive se compose de trois parties bien distinctes, l'appareil de vaporisation ou la chaudière, Vajypareil moteur ou le mécanisme, le véhicule ou le châssis et les supports.

i° Appareil de vaporisation. — La chaudière se compose essentiellement d'un foyer intérieur, de tubes à air chaud, d'une enveloppe extérieure ou chaudière proprement dite , d'une botte à fumée et de la cheminée ; elle comprend en outre des pièces accessoires qui en font partie intégrante.

Le foyer (fig. 1 , 2 3, pl. 5, 6, 7 et 8) se compose d'une caisse renversée, de forme parallélipipédique, formée par l'assemblage de feuilles de cuivre; à la partie inférieure, il reçoit la grille qui supporte le combustible; Tune des parois, celle qui se trouve placée vers l'arrière de la machine, est percée d'une ouverture, fermée par une porte, qui sert à l'introduction du combustible ; la paroi opposée, qui reçoit le nom de plaque tubulaire, est percée de trous dans lesquels s'engagent les tubes à air chaud, qu'on y fixe au moyen de bagues ou de viroles. Le ciel ou le plafond du foyer est soutenu par des armatures en fer qui l'empêchent de céder sous l'effet de l'énorme pression qu'il supporte. Les parois latérales sont reliées par une série d1 'entretoises avec l'enveloppe extérieure, et, par suite, mises en état de résister à la pression de la vapeur. - Le foyer intérieur reçoit encore le nom de botte à feu.

L'enveloppe extérieure, ou la chaudière proprement dite, comprend la botte à feu extérieure ou l'enveloppe extérieure du foyer; le corps cylindrique, ou l'enveloppe extérieure des tubes ; et le dôme de prise de vapeur (pl. 5, 6, 7 et 8).

L'enveloppe extérieure du foyer épouse les formes de celui-ci dans sa partie moyenne*et inférieure, et les parois correspondantes de l'une et de l'autre sont reliées par des entretoises ; la partie supérieure se termine par une portion de cylindre qui se raccorde tangentiellement avec les deux parois latérales ; souvent ce cylindre vient rencontrer, à angle droit, la face postérieure de l'enveloppe qui forme sa base géométrique, et se raccorde du côté opposé avec le corps cylindrique au moyen d'une pièce intermédiaire ; souvent aussi les quatre parois latérales s'élèvent à une certaine hauteur au-dessus du plafond de la boite à feu, et se raccordent deux à deux avec des cyliudres qui se pénètrent, suivant la forme géométrique dite en arc de cloître ; dans ce dernier cas, le corps cyUndri-

que pénètre la face antérieure de l'enveloppe extérieure, au-dessous du dôme à quatre pans formé par cette construction, et qui sert alors de récipient et de prise pour la vapeur ou de dôme de prise de vapeur (fig. 1, pl. 5).

L'enveloppe extérieure des tubes est un cylindre généralement à base circulaire, quelquefois à base elliptique; elle est fermée, vers l'avant de la machine, par une seconde plaque tubulairc qui reçoit l'extrémité des tubes à air chaud opposée au foyer, et qui forme en même temps l'une des parois de la boite à fumée. La plaque tubulaire de la boite à fumée, et celle du foyer, sont reliées par les tubes qui forment entretoises ; à la partie supérieure, la plaque tubulaire de la boite à fumée est entretoisée, par des tirants en fer, avec la face postérieure de la boite à feu extérieure. Toutes les parties de la chaudière sont donc combinées pour résister à la pression de la vapeur , soit parce qu'elles ont des formes cylindriques à base circulaire, soit parce qu'elles sont soutenues par des armatures et par des entretoises ou tirants.

Le dôme de prise de vapeur, lorsqu'il n'a pas la forme que nous avons indiquée plus haut, se compose d'un tronc de cylindre surmonté d'une calotte sphérique ; il est placé sur le corps cylindrique ou sur la portion de cylindre qui recouvre le foyer (fig. 1, pl. 6, fig. 1, pl. 7, fig. 3 et 4, pl. 15, fig. 1 et 2, pl *i6). Quelques constructeurs placent à la fois deux dômes de prise de va-

L'enveloppe extérieure est elle-même entourée d'une enveloppe en bois , recouverte de tôle, destinée à la préserver du refroidissement.

La boite à fumée reçoit les gaz chauds produits par la combustion et sert de raccordement entre les tubes, qu'ils traversent, et la cheminée par laquelle ils s'échappent ; la boite à fumée sert en outre à loger diverses pièces dont nous parlerons plus tard. Elle est garnie d'une porte qui sert pour le nettoyage des tubes, pour la pose et la réparation des tubes et de diverses autres pièces. Les règlements de police prescrivent d'intercaler sur le parcours des gaz chauds un treillis métallique qui arrête les fragments de coke

incandescent, qui peuvent être entraînés à l'extérieur et occasionner des incendies, soit sur le convoi lui-même, soit sur les talus et aux abords du chemin de fer ; la disposition la moins nuisible au tirage consiste à placer dans la boite à fumée, immédiatement au-dessus des tubes, une grille qui arrête les escarbilles. On pratique généralement sur le côté de la boite à Aimée une ouverture fermée par un registre, que le mécanicien manœuvre pendant la marche pour régler le tirage. On pratique aussi , lorsque la disposition de la machine le permet, à la partie inférieure de la botte à fumée, une petite ouverture fermée par une porte, pour faire sortir les cendres et les escarbilles qui ne tardent pas à s'y accumuler après un certain temps de service.

La cheminée se compose d'un cylindre en tôle (flg. i, 2 et 3, pl. 9), qui surmonte la boite à fumée. On dispose généralement un clapet ou capuchon an moyen duquel on peut fermer la cheminée pour détruire le tirage pendant que la machine est en stationnement. Souvent on a placé, soit à la base, soit à la partie supérieure de la cheminée, le treillis métallique destiné à empêcher la projection des escarbilles.

Parmi les pièces accessoires qui dépendent de la chaudière, on doit distinguer le tuyau de prise de vapeur \ qui conduit la vapeur aux cylindres; le régulateur, qui est placé à l'origine du tuyau de prise de vapeur ou sur son parcours et qui sert à régler l'introduction de la vapeur dans les cylindres ; le cendrier, boite en tôle placée au-dessous du foyer pour retenir les escarbilles qui tombent à travers la grille, et souvent garnie sur le devant d'une porte à charnière ou d'un clapet , qui sert comme moyen supplémentaire pour régler le tirage ; les soupapes de sûreté, que l'on dispose au nombre de deux, pour donner issue à la vapeur lorsqu'elle est produite en quantité trop considérable, et qui sont chargées par l'intermédiaire d'un" levier, au moyen de ressorts ou balances dont la tension est réglée à volonté; le tube indicateur de niveau d'eau et les robinets d'épreuve qui servent à vérilier le niveau de l'eau dans la chaudière ; le manomètre, qui sert à mesurer la tension de la vapeur; le sifflet d alarme, dont

le mécanicien se sert pour commander la manœuvre des freins ou donner des signaux ; le trou d'homme, ouverture garnie d'une plaque en fonte à fermeture autoclave , et servant à la visite du régulateur ou des parties intérieures de la chaudière; les robinets réchauffeurs, qui servent à renvoyer dans le tender l'excès de vapeur formé pendant le stationnement; les robinets de vidange, placés à la partie inférieure de la boite à feu extérieure pour vider la chaudière; les tampons de lavage, placés comme les robinets de vidange, mais sur les angles de la boîte à feu extérieure, quelquefois sous la partie antérieure du corps cylindrique , pour l'enlèvement des dépôts sédimentaires et des incrustations.

Entre la chaudière el le mécanisme, on doit classer l'appareil (f alimentation , qui se compose de deux pompes alimentaires correspondant chacune à l'un des deux cylindres. Les pompes alimentaires se composent essentiellement d'un corps de pompe en fonte ou en bronze, dans lequel se meut un plongeur cylindrique commandé par la tétc de la tige du piston (fin. 1, pl. 11, et fig. 1, 2, 3 et 4, pl. 12) ou par l'un des deux excentriques (fig. A et 5, pl. H, et fig. 5, pl. 12). Le plongeur passe à travers un presse* étoupe ou stuffing-box qui tenue hermétiquement toute issue à l'eau. Au corps de pompe est attaché une boite à clapets, qui comprend un clapet d'aspiration et un clapet de refoulement dans la chaudière; l'eau est amenée par un tuyau qui part du tender, elle passe par la soupape d'aspiration, en soulevant le clapet qui la ferme, elle remplit le corps de pompe à la suite du plongeur; elle est ensuite refoulée par celui-ci , passe à travers la soupape (Urefoulement, en soulevant son clapet, et est injectée dans la chaudière. Pour arrêter l'alimentation ou la régler à volonté, la pompe fonctionnant constamment tant que la machine est en mouvement, on place à l'origine du tuyau d'aspiration , dans le tender ou sur un point quelconque de son parcours , une soupape d'introduction ou un robinet que le mécanicien peut manœuvrer de sa place ; pour empêcher l'eau de la chaudière de s'échapper en cas de rupture de la pompe, on place sur le tuyau de refoulement, le plus près possible du point d'injeclion dans la chaudière, une soupape et un

clapet, ou un robinet de retenue. Sur la boite ù clapets , on dispose un petit robinet d'essai qui sert à vérifier si la pompe fonctionne utilement, ce que Ton reconnaît à l'émission saccadée d'un jet d'eau froide ou à la température du réservoir placé sur le tender : ce robinet sert encore à amorcer les pompes en donnant issue à l'air qui peut s'être accumulé dans les diverses parties de l'appareil. Les pompes alimentaires sont attachées invariablement au châssis qui supporte la chaudière et les pièces du mécanisme, ou à la chaudière elle-même.

2° Appareil moteur ou mécanisme. — Les cylindres sont en fonte, fermés à l'avant (i) par on couverte ou plateau mobile, assujetti au moyen de boulons pris dans la masse et d'écrous, fermés à l'arrière par un fond Hxe, et percé à son centre d'un trou qui livre passage à la tige du piston. Chaque cylindre est percé de deux lumières pour l'introduction et l'échappement alternatifs de la vapeur ; les orifices extérieurs de ces lumières viennent déboucher dans une capacité fermée qui est la botte du tiroir, leurs orifices intérieurs sont placés aux deux extrémités du cylindre. Entre les deux lumières d'admission est placée la lumière d'échappement, qui se trouve, comme nous l'avons déjà dit, constamment recouverte par le tiroir et qui communique avec le tuyau d'échappement. Le piston se compose essentiellement de deux plateaux enfilés sur l'extrémité de la tige et comprenant entre eux la garniture qui empêche la vapeur de passer dans le cylindre d'un côté à l'autre et qui assure par conséquent le jeu de la machine. Cette garniture se compose d'anneaux en fonte ou en bronze, entiers ou formés de plusieurs fragments, mais coupés au moins sur un point de leur circonférence ; ces pièces, auxquelles on donne le nom de segments, sont au nombre de deux au moins, dont les joints se recouvrent; leur élasticité propre ou l'action de ressorts intérieurs les maintient constamment appliqués contre les parois du cylindre,

(1) Les expressions avant , arrière , antérieur , postérieur , se rapportent toujours au sens habituel de la marche de la machine ; l'avant d'une pièce es la partie qui est du côté de l'avant de la machine.

lesquelles sont alésées avec le plus grand soin (fig. 3, 4, 5, 42, 20 ).

La tige du piston traverse le fond du cylindre et passe à travers un presse-étoupe ou stuffing-box qui ferme toute issue à la vapeur, sans faire sensiblement obstacle au mouvement alternatif de la tige du piston. La tête de la tige du piston, que Ton nomme aussi crosse ou coquille , se compose d'un bloc de métal armé de deux patins qui portent sur les glissières, pièces reliées fortement au châssis et qui serrent à guider la tige du piston ; elle reçoit la petite tête de la bielle motrice , pièce en fer forgé qui transmet le mouvement rectiligne alternatif du piston à la manivelle de Y essieu moteur ; dans les machines où les pompes alimentaires sont commandées directement par le piston , elle reçoit également l'extrémité du plongeur qu'elle entraîne avec elle.

La bielle motrice agit dans certaines machines sur une manivelle formée par un coude de l'essieu des roues motrices, dans d'autres machines sur un bouton de manivelle fixé sur un renflement du moyeu de chacune des roues motrices. Le premier cas a lieu pour les machines dont les cylindres sont compris à l'intérieur des roues, le second pour les machines dont les cylindres sont placés extérieurement. Le mouvement du piston, ainsi que nous l'avons déjà expliqué, imprime a l'essieu moteur un mouvement de rotation continu ; lorsque l'adhérence est suffisante, l'essieu étant emprisonné par ses extrémités dans des colliers attachés au châssis qui supporte toute la machine, les roues, en se développant sur le rail, déplacent leur essieu, et celui-ci entraine le châssis, la machine qu'il porte et le convoi accroché à la machine.

L'essieu moteur porte, pour chaque cylindre, deux excentriques, dont la fonction et la disposition a déjà été indiquée ; les colliers d'excentriques qui les enveloppent portent les barres d'excentriques qui transmettent le mouvement de l'essieu aux tiroirs, en le transformanten mouvement alternatif. Dans les anciennes machines, chaque barre d'excentrique recevait à son extrémité un V ou pied de biche, assez ouvert pour embrasser, dans toutes les positions possibles, le bouton placé à l'extrémité inférieure du levier de dis-

tribution ; les deux barres d'excentriques étaient liées entre elles par une entretoisc articulée, et pouvaient être abaissées ou relevées au moyen de l'apparat/ de changement de marche, de telle sorte que le mécanicien pouvait, à volonté et a coup sûr, embrayer pendant la marche le levier de distribution avec l'un ou l'autre des excentriques et faire marcher la machine en avant ou en arrière ; l'une des deux branches du pied de biche venait s'appuyer sur le bouton du levier de distribution et déplaçait le tiroir jusqu'à ce qu'il occupât la position correspondant à celle de l'excentrique embrayé ; le bouton était alors logé au fond du V qui entraînait les pièces de la distribution dans son mouvement alternatif. Dans la plupart des machines que l'on construit actuellement, on réunit les extrémités des deux barres d'excentriques par une coulisse disposée en arc de cercle, dans laquelle se trouve engagée à frottement doux la tête de la tige du tiroir ; cette coulisse, que le levier de changement de marche fait monter ou descendre, par rapport au bouton de la tige du tiroir, sert à changer la marche, et est en outre appliquée à produire la détente variable ; elle porte le nom du célèbre ingénieur Stephenson, qui le premier l'a introduite dans la construction des machines locomotives.

Dans les anciennes machines, le levier de distribution qui ramène le mouvement de l'excentrique à la hauteur du tiroir superposé au cylindre, commande une petite bielle, dont l'extrémité agit à son tour sur la tige du tiroir, celle-ci pénétrant, dans tous les cas possibles, dans la boite à tiroir au moyen d'un presse- étoupe ou stuffing box, qui intercepte le passage de la vapeur; la tige du tiroir se termine généralement par un cadre qui embrasse exactement le tiroir et lui communique le mouvement de va et vient du système.

L'appareil de changement de marche se compose essentiellement d'un levier placé à la main du mécanicien, d'une barre qui renvoie i'actiou des leviers vers la région du mécanisme, d'un arbre de changement de marche qui porte trois leviers, l'un attaché à l'extrémité de la barre du levier du mécanicien, les deux autres reliés chacun par une bielle articulée à ses deux extrémités, avec le système des deux pieds de biche de chaque tiroir, ou avec la coulisse qui le remplace.

Les différentes pièces du mécanisme sont pourvues de godets% de trous, de rainures, disposés pour faciliter le graissage ; ces dispositions sont combinées de telle sorte que l'huile n'arrive que successivement sur les parties en contact et soumises au frottement, de telle sorte qu'il ne soit nécessaire de renouveler l'huile ou de graisser qu'à des intervalles de temps assez éloignés, correspondant à des parcours de 30 à 50 kilomètres. On s'est servi de boites à Phuile pourvues d'un jeu de petits tuyaux et de robinets qui distribuaient l'huile goutte à goule sur chacune des pièces à lubréfier; cette disposition ne s'est pas généralisée, et on se sert le plus souvent de godets rapportés sur les pièces ou venus de mâsse, dans Paxe desquels un petit tube cylindrique, formant réservoir annulaire, reçoit une mèche de coton dont l'extrémité plonge dans l'huile et qui fait siphon. •

Nous avons eu l'occasion de parler du tuyau d'échappement sans nous y arrêter spécialement ; cet organe essentiel se rattache à la fois au mouvement et à la vaporisation, car il sert, d'une part, à évacuer la vapeur qui a fonctionné dans les cylindres; de l'autre, il est l'élément principal du tirage et de la production de vapeur. Le cy-? lindre porte une tubulure qui forme l'orifice extérieur de la lumière d'échappement; c'est sur cette tubulure que s'attache la base du tuyau d'échappement. Certains constructeurs réunissent, immédiatement après la sortie des cylindres, les deux tuyaux d'échappement en un seul tuyau qui monte au milieu de la boite à fumée, jusqu'à la base de la cheminée ; d'autres préfèrent laisser les deux échappements distincts jusque vers l'origine de la cheminée, où ils se réunissent pour n'avoir plus qu'un orifice commun. Maintenant on rend presque toujours l'échappement variable, en disposant l'orifice de manière à faire varier à volonté sa section ; la vitesse d'écoulement de la vapeur dans la cheminée étant d'autant moins considérable que l'orifice d'échappement est plus grand, le tirage peut varier à volonté dans certaines limites. C'est là un des éléments les plus importants de la conduite de la machine. En élargissant l'orifice du tuyau d'échappement, lorsque la vaporisation est suffisamment active, on diminue la résistance à l'écoulement de la vapeur, par suite on ré-

duit la contre-pression et on augmente l'effet utile do la vapeur, la puissance et la vitesse de la machine.

3° Châssis et supports. — Le châssis ou bâti de la machine est un cadre composé de deux brancards ou longerons et de deux traverses. Les longerons sont en fer plat posé de champ ou en bois armé de tôle ; la chaudière s'y trouve fixée, sa boite à feu extérieure par des boulons ou des rivets, son corps cylindrique par des supporte qui rachètent l'écartement existant entre ces deux parties, la boite à fumée et les cylindres par des boulons. La traverse d'avant et la traverse d'arrière sont en bois, elles relient les extrémités des longerons et complètent le cadre, en même temps qu'elles servent d'attache, l'une au crochet de traction placé à l'avant, l'autre à la barre d'attelage et aux chaînes de sûreté qui relient le tender à la machine. Le châssis porte une plate- forme qui règne tout autour de la machine, ou seulement à l'arrière, à l'endroit où se tient le mécanicien pour manœuvrer le régulateur, le levier de changement de marche, les robinets d'épreuve, etc. ; à l'arrière, la plate-forme est surmontée d'une rampe ou garde-corps pour la sûreté du mécanicien et du chauffeur, et des personnes (fui se placent accidentellement à leurs côtés.

Le châssis et toute la machine à laquelle il sert de base, est porté par les roues dont le nombre varie, par paires de quatre à huit. Les roues sont montées deux à deux sur un essieu en fer forgé avec lequel elles sont solidaires; l'essieu porte extérieurement si le châssis est extérieur, intérieurement s'il est intérieur, des collets ou fusées parfaitement tournés et cintrés, sur lesquels reposent des coussinets en bronze ou autre alliage équivalent, enfermés euxmêmes dans une sorte de palier indépendant qui porte le nom de botte à graisse; pendant le mouvement, la fusée tourne sur le coussinet et est constamment lubréfiée par l'huile ou par la graisse approvisionnée dans une cavité disposée à cet effet à la partie supérieure de la boite à graisse. Celle-ci supporte le poids de la partie correspondante de la machine, par l'intermédiaire d'un ressort en acier attaché au longeron ; elle est du reste encastrée entre des plaques

de garde, appendices en tôle, fixées invariablement au longeron, qui la rendent solidaire avec l'ensemble de la machine, tout en permettant le mouvement vertical, correspondant au jeu des ressorts qui oscillent sous le poids de la machine et sous l'action des chocs résultant des inégalités de la voie. —Les fusées de l'essieu moteur réagissent, par l'intermédiaire des boîtes à graisses, sur les plaques de garde, pour entraîner la machine ; celles des autres roues sont au contraire entraînées par le châssis et roulent pour obéir au mouvement de translation de la machine qu'elles supportent.

Une roue se compose d'un moyeu en fonte, quelquefois en fer forgé, de rais en fer, d'une jante ou cercle intérieur, quelquefois rapporté, souvent formé par la réunion, par voie de soudure, des appendices fixés à l'extrémité des rais en forme de T, et enfin d'un bandage ou cercle en fer garni d'un mentonnet ou boudin dont la saillie a pour objet d'empêcher la machine de dévier de la direction de la voie pendant la marche.

Lorsque l'adhérence résultant du frottement dû au poids total des roues motrices et de la charge qu'elles supportent, n'est pas suffisante pour empêcher les roues de tourner sur place ou de patiner, on accouple, avec les roues motrices, les roues d'avant ou celles d'arrière, et souvent même les unes et les autres. Les rotins accouplées doivent avoir un diamètre exactement égal à celui des roues motrices ; elles portent au moyeu un renflement qui reçoit un bouton de manivelle, également distant du centre de l'essieu sur chaque roue ; les boutons de manivelle reçoivent chacun la tête d'uno barre ou bielle d'accouplement. Lorsque les machines sont à cylindres extérieurs, les bielles d'accouplement sont fixées sur les roues motrices au bouton qui reçoit déjà la bielle motrice, et qu'on allonge à cet effet.

La machine porte sur la traverse d'avant des tampons de choc, composés de matières élastiques, sur la traverse d'arrière des rompons en bois qui maintiennent Yécartement du tender.

Les détails contenus dans cette première section donnent le nom et la définition, et indiquent la fonction des différentes pièces qui entrent dans la construction d'une machine locomotive; ils forment

en quelque sorte le programme des chapitres suivants, dans lesquels nous indiquerons la forme, les dimensions, la nature, le mode de construction de chacune de ces pièces, en exposant, d'une manière plus complète, les services qu'elles rendent dans l'ensemble du mécanisme. Nous avons pris pour point de départ plusieurs types de machines différents ; lorsque les pièces présentent des différences notables de l'un à l'autre, nous en donnons la description et la figure pour chacun de ces types, en discutant les avantages et les inconvénients de chaque système ; nous aurons soin du reste de signaler toutes les dispositions qui, en dehors de ces types, méritent de fixer l'attention,

1° Classification basée sur la nature du service. — Les machines à voyageurs, sont celles que l'on affecte exclusivement au transport des voyageurs et de tous les accessoires du service de la grande vitesse; elles marchent à une vitesse d'au moins 40 kilomètres à l'heure, et sur certains chemins elles atteignent, dans les circonstances régulières du service, une vitesse de 80 à 100 kilomètres. Elles ont des roues motrices d'un diamètre d'autant plus grand que le service qu'elles doivent effectuer exige une plus .grande célérité ; la course du piston est restreinte relativement au diamètre des roues, de telle sorte que, pour un mouvement de translation très-rapide, les oscillations des pièces du mécanisme ne soient pas répétées un trop grand nombre de fois dans l'unité de temps, et n'aient pas lieu avec une vitesse troo considérable qui deviendrait nuisible à leur conservation. Dans ces machines les roues motrices sont indépendantes des autres roues, leur diamètre varie de im 68à2w 10, et va même quelquefois au delà. La charge doit varier avec la vitesse qui fait croître les résistances de toute nature suivant une progression très-rapide. Si l'on augmente le diamètre des roues suivant la vitesse de translation que Ton veut obtenir, de manière à n'augmenter ni la course du piston, ni la fréquence de ses oscillations, ni la surface de chauffe qui est en rapport intime avec ces derniers éléments, il est évident que, le travail moteur de la vapeur

sur les pistons restant constamment le môme, il faudra, pour rester dans les mêmes conditions de travail résistant, diminuer le poids total à remorquer proportionnellement à l'accroissement des coefficients de résistance. La charge ordinaire des machines à voyageurs actuelles, sur un chemin à rampes de 5 m/m par mètre, doit être limitée à 14 ou 15 voitures de voyageurs et wagons de service à quatre roues, de dimension ordinaire, lorsque la vitesse de marche varie entre 40 à 50 kilomètres à l'heure. Lorsqu'on atteint des vitesses de 80 à 100 kilomètres à l'heure, avec les machines spéciales que Ton construit à cet effet, le nombre des véhicules remorqués sur le même chemin doit être limité à 6 ou 7 si l'on veut obtenir une marche régulière.

Les machines à marchandises sont disposées pour remorquer de très-fortes charges à petite vitesse ; elles ont des roues d'un petit diamètre, variant de lm 20 à lm 50, des cylindres d'une longue course ; les roues motrices sont accouplées avec une ou deux autres paires de roues. — Ces machines, pour rester dans de bonnes conditions, doivent marcher à des vitesses comprises entre 20 et 30 kilomètres à l'heure ; elles ne doivent dépasser la limite supérieure qu'accidentellement et lorsque les roues ont le diamètre maximum de lm 50. Dans les conditions de tracé et de vitesse que nous venons d'indiquer, ces machines remorquent, suivant le poids total des véhicules, trente à quarante wagons de marchandises chargés.

Les machines mixtes sont devenues d'un usage assez fréquent dans ces derniers temps. Elles sont, comme dimension relative de leurs organes et comme condition de service, dans une situation intermédiaire entre les deux autres catégories. Elles ont une paire de roues accouplées avec les roues motrices, des courses de piston assez grandes, des roues motrices de lm 50 a lm 60 de diamètre ; elles travaillent à des vitesses de marche qui doivent rester comprises entre 35 et 45 kilomètres, avec écart accidentel jusqu'à 50 kilomètres à l'heure ; elles remorquent facilement sur un profil à rampes de 5 nfm des trains de 20 véhicules, wagons de marchandises et voitures de voyageurs. Ces machines doivent étro employées d'une manière à peu près exclusive, pour le service des

voyageurs, sur les chemins ou sur les sections de chemins de fer, dont le profll normal comporte des rampes d'une inclinaison supérieure à 5 mjm par mètre.

On construit encore, dans quelques cas spéciaux, des machines qui portent leur eau et leur coke, et qui par suite n'ont pas de tender ; on les applique à la composition et à la décomposition des trains dans les gares de marchandises ; on les appliquerait avec succès comme machines de renfort sur les plans inclinés à forte pente ; dans ces deux cas elles doivent avoir 6 roues accouplées, d'un petit diamètre, et une grande course de piston, pour démarrer et traîner des charges considérables ou gravir de fortes rampes ; on les applique avec succès, en conservant les roues motrices indépendantes, à des services de voyageurs à petit parcours, dans la banlieue des grandes villes, par exemple, toutes les fois que le trajet peut être effectué avec une faible provision d'eau et de coke ; il y a même lieu de croire que dans beaucoup de cas on pourra utilement en généraliser l'usage. On a construit en Angleterre, pour le service de quelques embranchements, des voitures à voyageurs qui portent leur machine et qui circulent isolément.

2° Classification basée sur la disposition des cylindres. — Les machines à cylindres intérieurs ont leurs cylindres compris entre les deux roues d'un même essieu, et par conséquent entre les rails de la voie ; l'essieu des roues motrices est deux fois coudé en forme de manivelle. Les machines de cette catégorie ont naturellement plus de stabilité, un mouvement plus régulier et plus tranquille que celles de la catégorie suivante.

Les machines à cylindres extérieurs ont leurs cylindres placés en dehors du bâti et en surplomb à l'extérieur de la voie. Elles sont avantageuses par la simplicité de leur construction et par la suppression de l'essieu coudé, mais elles sont assujetties a certaines conditions d'instabilité que nous examinerons plus loin. Si la stabilité ne pouvait pas être obtenue par l'application d'un correctif simple et efficace, elles auraient à ce point de vue une infériorité marquée à l'égard des machines à cylindres intérieurs. Dans

l'état actuel des choses, les avantages et les inconvénients de nature diverse se balancent sensiblement dans ces deux systèmes «le machines.

On a construit exceptionnellement des machines ayant plus de deux cylindres ; Stephcnson a imaginé et réalisé la construction d'une machine à trois cylindres dont un intérieur et deux extérieurs, ces deux derniers ayant leurs manivelles parallèles et tournées dans un même sens perpendiculaire à la manivelle du premier , celui-ci étant équivalent, pour le travail développé sur le piston, h la somme des deux autres.

M. Verpilleux,de Rivc-de-Cicr, a construit, pour le service spécial de la remonte des wagons a houille sur le chemin de fer de Saint- Etienne à Lyon, des machines à quatre cylindres, portant deux cylindres supplémentaires sur le tender, pour utiliser, au point de vue de l'adhérence, le poids de ce véhicule.

On peut encore distinguer les machines, en machines à cylindres horizontaux et a cylindres inclinés, suivant la position que les convenances de la construction conduisent à donner a ces organes.

3° Classification basée sur le nombre oes rôles. — Les premières machines n'avaient que quatre roues comprises entre la boite à feu et la boite à fumée. A la suite de plusieurs accidents et notamment de l'accident du 8 mai 1842 (rive gauche), on s'est effrayé des dangers que présentaient les machines à quatre roues, et l'usage des machines à six roues, que plusieurs constructeurs avaient déjà adoptées, dans le but de pouvoir proportionner les dimensions de l'appareil à la puissance de plus en plus grande qu'il fallait obtenir, est devenu général. Cette disposition a permis d'augmenter le poids des machines, sans augmenter la fatigue des rails. Maintenant que le poids des rails a été augmenté et que la fabrication des essieux a été perfectionnée, en même temps que l'expérience a conduit les constructeurs à leur donner des dimensions plus fortes, on reviendra peut-être dans quelques cas à l'usage des machines à quatre roues; sur plusieurs chemins, du reste, les machines n'ont une troisième paire de roues que pour la forme,

toute la charge étant exclusivement portée sur les roues motrices et sur les roues d'avant.

En Amérique, l'avant des machines est supporté par un train de quatre roues de petit diamètre, mobile autour d'une cheville ouvrière pour faciliter le passage dans les courbes de petit rayon ; lorsqu'elles sont destinées au transport des marchandises, on leur applique une seconde paire de roues motrices que l'on accouple avec celles qui reçoivent l'action du piston. Ces machines deviennent des machines à huit roues. Dans quelques circonstances exceptionnelles, on a ajouté une quatrième paire de roues aux machines ordinaires à six roues, en maintenant le parallélisme des essieux.