OU P

ou : Si ron choisit

oh a

2ic

, L . u) (F, + Fi) poncelets

P = ~. 9,81 . 1 . w (Fj + Fj) watts.

1 000 . Sir

P = 1 000 . w (F| + Fg) poncelets ;

ojj, pour L = 0,972 m,

; P=o) .{F^+F,J watts.

; On réalisera une gradation mieux suivie de la charge et un état dféquilibre très sensible en produisant l'effort dans la direction de F^ ail moyen d'un ressort étalonné ou d'un peson. On peut employer à cet effet la disposition trës pratique de peson représentée par la figure 407 appliquée à l'Institut électrotechnique de Karlsrùhe. L'extrémité supérieure du ressort hélicoïdal F est reliée à une corde fixée à un tambour R qu'on peut faire tourner à l'aide d'une manivelle. L'écartement de deux index fixés aux extrémités du ressort se lit sur une échelle portée par le tube enveloppant ce ressort. A vide rindex inférieur se trouve en regard du zéro. Le peson étant, au contraire, chargé, on tend le ressort en enroulant la corde sur le tambour R jusqu'à ce que l'index inférieur revienne au zéro. L'écart résultant entre les deux index correspond alors à l'effort F, qu'on peut lire

directement en kg si l'échelle est étalonnée en ^^^' ^^^'

' , . ^ ^ , Peson pour gradation

kg. Dans tous les cas on peut aisément étalonner précise de la ctiarge

le- ressort en y suspendant des masses (poids), «^«^«^i^rde frein. La disposition d'ensemble d'un frein monté avec peson est donnée par la figure 408.

Du faux-rond à la poulie de frein, des différences dans l'état des surfaces frottantes, un refroidissement insuffisant et des variations de vitesse ne permettent pas de maintenir, une fois atteint, un état constant d'équilibre du frein. La pression doit être répartie

aussi uniformément que possible sur toute la périphérie de la

Fig. 408.

Dispositif de frein à friction avec peson.

poulie ; mais on ne peut réaliser cette condition pour une très basse température des surfaces de frottement que par un frein cir-

MESURE, AU FREIN, Dl) RENDEMENT ET DE LA PUISSANCE 549

culaire serré de fagon absolument uniforme. Ce refroidissement et le graissage sont assurés, comme on le voit sur la figure 406 par un écoulement d'eau en W.

La figure 410 montre une construction spéciale de poulie à refroidissement intérieur qui nécessite en outre une parfaite lubrification de la surface du frein, au moyen d'huile, de suif, de talc, etc.

En ce qui concerne les dimensions de la surface du frein, on peut prendre comme guide les données fournies à cet égard par Radinger et Brauer^, et d'aprës lesquelles on doit avoir

« . r > 54 X P (poncelels) pour refroidissement par l'air, et

s . r > 7,5 P (poncelets) pour refroidissement par circulation d'eau,

S représentant la surface du frein, en cm', r le rayon de la poulie de frein, en cm, et P la puissance, en poncelets, que doit absorber le frein.

b) Frein différentiel , à bande, de Carpentier dit cCAmsler. — Pour l'essai au frein de petits moteurs, on emploie souvent ce

Frein différentiel, à bande, d'Amsler.

frein qui donne d'une manière très simple un réglage automatique de l'effort de freinage. La bande de frein est constituée par une sangle en chanvre ou en coton appliquée sur la poulie.

* Voir Z. d. V, d. i., 1888, p. 56.

550 CHAPITRE VINGTQUATRIÈME

Du côté entraîné la surface interne de la bande porte des pièces de tôle de la forme indiquée par la figure 409 a, 6, c. Les parties qui dépassent la sangle sont fendues en trois, de manière à permettre de constituer des agrafes, les sections externes sont rabattues par-dessus la bande, et la section intermédiaire est repliée à angle droit vers la face interne de cette bande pour obvier au glissement latéral sur la poulie. La charge du frein se règle par la variation automatique de Tare d'enveloppement. S'il survient une augmentation de frottement, F, se trouve soulevé et le nombre des sections appliquées sur la poulie augmente, d'où diminution àe l'arc embrassé et du frottement jusqu'à ce que l'équilibre se rétablisse. La puissance absorbée est ici

^ = ^'^r • (^^ "" ^^ ^«"^ • ' ^" "loS" • (^* --^») poncelets.

c) Frein dynamométrique de Brauer. — Un dispositif fonctionnant bien et automatiquement est le frein dynamométrique de Brauer. La figure 410 en donne la disposition employée pour l'essai au frein de moteurs allant jusqu'à 15 poncelets et tournant à des vitesses angulaires de 1 200 à 1 500 tours par minute. (Voir aussi Brauer, Z. d. V. rf. /., 1888, p. 56.)

Les deux extrémités de la bande B, en fer forgé mince, du frein sont reliées, d'un côté, à une vis de pression M et, de Tautre, par l'anneau Q, au levier C. La bande de frein porte un cadre en fer plat. Les masses P servant à charger le frein sont suspendues à une sangle en cuir fixée en L. Grâce à cette disposition le bras de levier sur lequel agissent les masses reste constant. Un ressort F établit la liaison entre le cadre et le levier G, relié lui-même, au moyen d'une corde E, à un point fixe dans le sol. Le frein en question exige, pour les dimensions données, un refroidissement par circulation d'eau. On a recours, à cet effet, à une poulie de frein spéciale refroidie par l'intérieur et graissée en 0 à la surface de frottement. L'arrivée d'eau se fait en z et l'évacuation par a. La masse G sert à maintenir en équilibre le frein non chargé. La position du centre de gravité du frein peut être modifiée par le déplacement de cette masse G sur une tige filetée, ce qui permet de donner au frein plus ou moins de stabilité. Un étrier A, en fer.

rivé à la bande de frein s'oppose à tout glissement axial sur la poulie de frein.

La position d'équilibre une fois établie, si, pour une cause quelconque, le couple dû au frottement l'emporte brusquement, l'extrémité gauche du levier se trouve tirée par C, tandis que l'extrémité droite est retenue par la corde E. Il résulte ainsi du déplacement relatif du levier par rapport à la bande une diminution de tension. Le ressort F se trouve, de ce fait, un peu détendu et, dès que le couple de frottement reprend sa valeur primitive, ce ressort rétablit de nouveau l'équilibre qui avait été rompu. La vis M sert à régler une première fois la tension de la bande, au début de l'essai, tandis que les corrections, au cours de l'épreuve, se font à la main au moyen de la vis S qui règle le ressor^ de rappel. Les butées A^ et A3 s'opposent aux oscillations trop prononcées du frein qui pourraient se produire par suite d'une brusque décharge.

La Société Siemens et Halske a construit un appareil basé sur le principe appliqué au frein dynamométrique de Brauer. (Hubert, E. T. Z., 1901, p. 340.)

d) Freins à courants de Foucault. — Dans ce genre d'appareils la puissance transmise à l'arbre des machines n'est plus absorbée en frottements mécaniques, mais transformée en échauffement sous forme de courants de Foucault. Les différentes dispositions de Grau {E.T.Z., 1900, p. 365, et 1902, p. 467), de Feussner {E.T.Z., 1901, p. 608), de Siemens et Halske (Nouveautés S. et H., 1902, n"* 32) et de Pasqualini consistent, en principe, en un disque de cuivre tournant dans le champ d'un électro-aimant. On voit sur la figure 411 la disposition adoptée par Pasqualini. Un disque de cuivre massif K est fixé sur l'arbre du moteur à essayer au frein. Deux électro-aimants M^ et M, sont montés sur un cadre en fer R qui peut reposer sur le couteau C. Les deux bras de levier munis d'une graduation sont solidaires du cadre et reçoivent des poids mobiles F^ F, formant curseurs. L'horizontalité du levier est vérifiée au moyen du niveau d'eau L. Une masse G fixé au cadi*e mobile pouvant glisser verticalement permet de déplacer le centre de gravité du système oscillant et de faire varier la sensibilité de l'apparcit, pour le montage dans la position de

repos. Si alors on excite les deux électro-aimants par un courant continu réglable avec précision, la rotation du disque dans leur

Pig. 411.

Frein de Pasqualiai, à courants de Foucault.

champ magnétique engendre des courants de Foucault qui exercent, à leur tour, un couple sur le cadre.

En déplaçant le poids à curseur F^ sur le levier jusqu'à ce que le niveau d'eau L remplisse son office, on peut, comme pour un frein ordinaire, déterminer la puissance développée par le moteur

connaissant le bras de levier r, la charge F^ du frein et la vitesse angulaire du moteur.

C = — g^ représente la constante relative au poids mobile, qui, pour une échelle déterminée de r, s'exprimera en watts ou en poncelets. Le poids Fs ne sert qu'à ramener, à la même échelle pour r, le centre de gravité des différents poids mobiles. 11 faut, par suite, à la position de zéro d'un poids déterminé F^ et sans excitation des électro-aimants, déplacer le poids F, jusqu'à ce que le niveau s'établisse.

Ce frein à courants de Foucault fonctionne très exactement et sans à-coups ; il est particulièrement indiqué pour l'essai au frein des petits moteurs (de 2 à 3 poncelets) et pour la détermination du rendement sous faibles charges.

Un dispositif de refroidissement est absolument indispensable dans l'application de ce frein à des charges plus élevées. Pasqua- Uni emploie à cet effet un ventilateur spécial. Le frein à courants de Foucault du Phys. Techn. Reichsanstalt* est muni d'un refroidisseur à eau. Le mobile en cuivre est ici formé de deux disques circulaires montés à une certaine distance l'un de l'autre sur un moyeu par lequel on peut injecter, dans l'intervalle qui les sépare, de l'eau rassemblée ensuite dans une gouttière collectrice entourant le bord externe et finalement évacuée.

Application de fessai au frein. — Le moteur à essayer, moteur en dérivation, par exemple, doit être relié à une ligne dont la tension soit maintenue constante et monté suivant le schéma de la figure 412.

La charge au frein variant par degrés et les valeurs correspondantes de la vitesse angulaire eu et du courant induit A, soit à excitation constante, soit à vitesse angulaire constante, étant observées, on pourra déterminer le rendement ti du moteur en fonction de la puissance disponible. Cette puissance du moteur devrait, d'après les instructions de la V. D. El., s'exprimer toujours en chevaux ; nous l'exprimerons en poncelets, conformément à notre principe de remplacer par celte dernière unité (métrique) celle (hybride) du cheval.

On a pour le rendement (Voir p. 546)

Puissance (en watts) développée au frein __ ' ' 60 ' • V < "T >; '^~ U.I " U.I

• Prof. Feussner, E.T.Z,, 1901, p. 609.

A la puissance développée, au frein, P = 9,81 . -^—^ . R. [F^+Ft) correspond un couple C proportionnel au rapport

Puissance développée, au frein Vitesse angulaire

Dans le cas considéré

C = il.(F, +FJmkg,

R étant exprimé en m, et F, et F, en kg.

—ANwmmmi

— VWWWW ' :^

Fig. 412.

Détermination de V effort de traction des moteurs. — On peut déterminer Tefifort de traction d'un moteur en serrant sur sa poulie les mâchoires d'un frein de manière à Tempêcher de tourner. On suspend des poids à Tune des extrémités du levier, comme pour l'essai au frein, tandis qu'on laisse agir sur l'autre extrémité un peson réglé de telle façon que le fléau du frein soit bien horizontal quand la machine est excitée et qu'un courant déterminé circule dans l'armature.

Le couple est alors

C=K(F, + F.)mkg

et l'effort disponible à la périphérie de la poulie^ pour un champ

inducteur et un courant déterminés, est

F= A. (F, + F,) kg,

r représentant, en mètres, le rayon de la poulie ou la moitié du diamètre du tambour du frein.

Pour évaluer Teffort F, réellement exercé par le champ résultant sur la circonférence de Tarmature parcourue par un certain courant, il faut éliminer le frottement dans les paliers. On y arrive aisément à Taide d'une balance ou d'un peson. Les à-coups des bras de levier du frein sont limités par deux boulons de butée. On suspend d'abord sur la droite un poids F^, en kg, suffisant pour que, même sous Tenvoi du courant, le bras de levier reste juste encore appuyé sur Tun des boulons de butée inférieurs. On tend alors le ressort du peson jusqu'à ce que le levier passe de la butée inférieure à la butée supérieure (Voir fig. 408). Ce déplacement correspond à f kg. On détend ensuite le ressort jusqu'à ce que, pour une tension déterminée f" kg, le frein avec l'armature se meuve de la position horizontale jusqu'à la butée inférieure. En donnant un écartement convenable aux deux boulons on peut arriver à faire très exactement cette mesure.

Le moment agissant à la périphérie de l'armature est alors

C,= H.^F, + .^^)mkg

et l'effort à la périphérie de l'armature

d étant, en mètres, le diamètre de l'armature.

En pratique cet essai présente peu d'intérêt. Il sufQt, pour les moteurs de levage et de tramways, de calculer l'effort de traction d'après le couple déterminé par l'essai au frein.