RENDEMENT EN

de la via

filets en prise

tours par minole

L'influence de la vitesse est représentée par la courbe de la figure 7 expériences plus récentes * du professeur A. Stodola, de Zurich, bien qu'i moins favorables, conduisent néanmoins à des conclusions analogues mesures ont été effectuées à l'aide d'un moteur électrique de 20 chev. société d'Oerlikon, muni de vis sans fin à double pas; la vis, de 80 mm. d mètre et de 83,776 mm. de pas, attaquait une roue dentée en bronze de 2T< de diamètre, enfermée avec elle dans une boite à huile; le travail était n au frein de Prony. Les chiffres obtenus dans diverses conditions de press de vitesse sont résumés par les courbes de la figure 77, et l'on voit qu'à la y

* Inst. of Electrical EngineerSy 20 septembre 1887. —Electric Traction. L 1892, p. 139, etc.

* On trouve en effet par différenciation

qui se réduit sensiblement à — parce que o peut être rendu très petit.

ï Engineeinng, 1886, t. XUI, p. 285, 363 et 581.

* Scfiweizeriscfie Bauzeitung^ 28 juillet 1895. — Voir aussi Kolbcn, E. 15 août 1895, p. 516.

ADAPTATION DES HOTELItS 111

JelSOOO tonn, avec 763 kg. de pression sur les ilent!>, le reoilement a alleint ST p. 100. Il est lïcheux que les formes des trois courbes présentent des allures Inp différentes pour qu'on puisse en déduire facilement la loi de Tarlalioa pnénJe.

11 bat en définitive admettre aujourd'hui qu'on peut réaliser, arec des vin stosfio bien faites, des rendements de 83 à 90 p. 100 à pleine charge.

•4- "S. — Rendement d'une tî» sa idiférenin Tilesseï, d'iiprts les ritnco df Sellers.

fln.

Vïfs. 'il. — Kendement à'a\ fin, il ditr^ircnten Titesse A. Stodulï.

1:^ conditions à remplir dans ce but sont les suivantes : l'Vi>ur( périphériquft élfi-é^s : 6 & 12 m. par seconde au lieu des 0,5 & 2 m. >iof\è$ jusqu'ici ; ces vitesses impliquent l'emploi de vis de gros diamètre,

fi(t. ;g ei

'l coupe do la transmission par vis de lU-ckeni irfaces de contact qui

"M d(5 dents robustes prcsenlant de larges *Dt à uoe faible valeur la pression par cm'.

'-Aoii dei métaux donnant le moindrf coefficiful df frollenienl : vis en acier P"!' et roue en bronze poli, d'une exécution irûs soignée, avec dents laillée?i J™' "De fraise spéciale ; lubrification parfaite des surfaces. Le coeflicienl de "lUemem peut être alors 0,01 à 0,05 et l'usure devient à peu près nc|^ligeallc.

ItS

Les figures IBel "79 représentent une transmission pnr vis conslruite d'aj ces principes par Reckenzaun. La vis en acier à triple filet a ISi mm diamètre ; le pas est aussi de 152 mm. et par suite l'angle de 45°. La roue < ièe, ea bronze phosphoreux, munie de 24 dents, a pour diamètre 38A mm. réduction est de -^ . Toutôs les surfaces sont soigneusement taillées et pol Avec cet appareil bien lubrifié, Reckenzaun a obtenu des rendements ai gnant 85 à 95 p. 100, sous des cliarges de 1 à 2 chev.

Les vis sans lin permettent d'attaquer, soit un seul essieu, soit deux essi< par un seul moteur. Dans le premier cas, la disposition employée est analogi celte des figures 80 et 81 relativesà un moteur à vis sans Un d'Oerlikon coost pour le tramwayélectriquedeHarseille'. On peut atteler un decesensembi chacun des deux essieux d'une voiture. Un véhicule d'essai ainsi équipé (fig. a été construit sur les plans de Reckeu/.aun par MM. Grecnwood et Batley

Fig. 80 et SI. — Tmnsmissi

(In des ateliers d'Oerlikon.

Leeds ; deux moteurs de 10 chev. chacun, tournant à 800 tours, et leurs cn^ nages sont assemblés d'une manière rigide avec le truck, qui est suspendu les essieux; les vis et les roues dentées sont soigneusement enTerraées dans enveloppes en fon te étanchcs, où elles barbotent dans l'huile. Le poids desd> moteurs, avec les transmissions et les pièces d'assemblage, est de ISOO kg. et ron. Le rendement constaté aux càsais cfi'cctuées par H. Dawson a été de ' "3 p. 100 pour l'ensemble du moteur et de la transmission, ce qui con^sponi .'i 84 ou M p. 101) puiir la transmission ; il eût été encore plus élevé si les n'eussent été assez imparfaitement taillées et l'on pourrait admettre 90 p. comme cliilTre réalisable en pratique.

On peut aussi disposer un seul moteur au centre du truck, de manière à faire attaquer par deux vis sans fin égales tes deux e^^sieux, comme le mor la figure B3.

Dans tous les cas, les transmissions par vis doivent être établies avec des| cautions spéciales qu'il est bon d'indiquer.

1" i;ilcs doivent présenter un pas assez allongé pour pouvoir être menées la roue dentée, de façon i|ue la suppression du courant aux descentes ou

ailoplés

LA TRACTION ELECTIUQUE semblable vis peut servir aux descentes à ciercer, ;

Die

afi'eiiiage aussi énergique que les engrenages (en rermanl le moleurcca i^ourt circuit) ; une voilure chargée descendant sur une pente de -7-^ à la vitesse; lie 35 km. à l'heure a pu être arrêtée ai tisiconoplélemenl sur un parcours de 30 m

2° La grande obliquité des filets entraîne comme conséquence un effort lou i;itudinal qui exige la présence d'un palier de butée sufilsamment résistant. Comme un palier ordinaire dépenserait une grande quantité d'énergie pa.r frottements, il est bon de disposer de préférence sur le bout de l'arbre un plateau circulaire s'appuyant contre des galets bien polis. Si la voiture est appelée ù marcher dans les deux sens, il faut une butée semblable de chaque cAté.

Au lieu de ce dispositif, on pourrait songera annuler la réaction longitudinale !i l'aide d'équilibreurs magnétiques disposes comme l'indique le croquis ;iig. S't). Hais la crainte d'un collage brusque de l'équilibreur ne permettrait pas de les employer sans conserver en mûme temps des paliers de butée. Il

parait doue préférable de s'en tenir au plateau à galets, qui ne présente pas de difIJcullés sérieuses d'exécution.

Dans tous les cas, pour permettre une suspcDsioa élastique, l'arbre du moteur doit être creux et terminé par deux plateaux d'embrayage. Une autre solution, proposée par M, J. Pendieton', consisterait à placerle moteur obliquement, de fai'un que l'une des vis attaque la roue correspondante par-dessous; dass ce ras, les deux réactions longitudinales se feraient équilibre sur l'arbre du moteur.

(IrA.ce h la grande réduction qu'elle permet, la vis sans lin se présente comme une solution rationnelle, et, si les résultats mentionnés plus haut avaient été ubtcnus au début de la traction électrique, nul doute qu'on ne l'eût adoptée d« préférence aux engrenages plans ; mais, aujourd'hui, ceux-ci ont clé amenés à lui degré de perfection supérieur, qui délie la concurrence. Aussi les maisons r|ui, comme les atelicis d'Oerlikon, avaient fait quelques applications de la vis aux tramways électriques l'unl-elles abandonnée '.

Les seules voitures aujourd'hui niunios de vis sans lin sont celles cons-

■l \V.:ilUr. Tht EUctiic Mofoi; p. «7.

ire que les vis à deux ûlvu d'Or'i'Ilkoii, n ■ R"ck.-nj!auii, lu- ptiuï;.i.Tii ii..iiii.-i- ks m .'nclnii.'nt de tlU à Nj )>- "X^: il '^>il leurs

a bien cludices k cctie époqu''

iroitEs «dernier lieu par M. Hoiroyd Smith pour la ligne de Blackpool, el celles ileliBuiMnSiemeasellIatïke en service sur les tramways de Gènes.

à voir inter^-enir les

EngnugH eoniqoM. — On

sngreiijges coni- •]tits dans tes tiwki de Toi luf« élwiriqoes ; ce oiiHJe de irans- Bàam a été cepcoduit employé ^ plnsitors repri- ^ ta Amérique, sois »t« double réJudion dans les Tsiimes Beatleylùiglii et Rae, 1«ioDi été appli- 1W5 i de nomlireuses Toilures « (88(i-S8, soit plus récemment *Kt simple réduclion daQs le sys- 'ime Sperry. qui

*<tc l'objet d'un certain nombre d'applications de la part de compagnies de

"Mi«4ji. Ce ilcmier système seul vaut la peine d'être cité aujourd'hui.

Le but essentiel de Sperry, comme de Rae, eu cnipluvanl ce procédé, a été

d'actionuer les deux essieux d'une

turc à l'aide d'un seul moteur;

Fig. 14. — Transmission Sfierrj par engrensges conique

! le I

la liijure Nj, eu |ila(;anl l'axe de ct:hii-ci parallèle meut à la voie el en lui faisant atia<iuer par des pignons couiijues deu.'c roues d'augic calées sur les essieux. Les cufîrcnages dlg. 85) sont préservés par une boite en l'onle contenant de l'ijuitc, qui les entretient en parlait état do lubrilicaliou; lescoustriicteurs prétendent que le rendement de ces cnj.'reuagus n'est inférieur que de ''"5 p- luo il celui d'engrenages cylindriques équivalents' et font valoir en fiïeurrje igur système tous les avantages qu'on i-ccounaitra plus loin à l'emploi d'un seul moteur.

Fii. 8i. -

sur de c

npler 2 i 3 p. 100.

Par contre, on peut faire à ce mode de transmission diverses objections pratiques : d'abord les dents sont peu solides; ensuite, en raison de leur forme, elles ne peuvent être que moulées et non taillées à la fraise, ce qui ne permet pas de leur donner une exécution aussi parfaite qu'aux engrenages cylindriques; enfin le jeu des coussinets peut nuire au bon fonctionnement des engrenages. Une expérience plus grande pourra seule faire connaître définitivement la valeur de cette disposition.

Engrenages cylindriques. — La solution qui a été la plus universellement employée est celle des engrenages cylindriques. La première application semble en avoir été faite sur le tramway de Francfort-Orfenbach et sur le petit chemin de fer de Modling, qui ont été construits à peu près avec le même matériel.

Dans ces premières applications, on employait une double réduction, ou double harnais, formée par deux trains d'engrenages avec arbre intermédiaire. Lorsque la traction électrique prit pied en Amérique, cette solution fut adoptée à peu près sans changement. Sprague essaya bien, en 1887, de supprimer Tun des deux trains» d'engrenages; mais on ne savait pas à cette époque construire de^ moteurs à vitesse suffisamment réduite pour que cela fut possible, en sorte que la double réduction fut appliquée sur toutes les lignes américaines construites par Sprague, Bentley etKnight, van Depoele, etc., jus({u'en 1891. C'est à cette époque seulement que furent créés les nouveaux types de moteurs qui permirent l'emploi d'un seul train d'engrenages , dispositif qui a aujourd'hui prévalu sur tous les autres. Examinons ces deux systèmes avec quelque détail.

1" Engrenagei à double réduction. — Deux dispositions étalent employées concurremment, suivant que les deux paires d*engrenages se trouvaient réunies d'un même coté ou réparties sur les deux faces du moteur.

La figure 86 représente par exemple le mode de commande d*un des motenr» d'un truck Sprague équipé avec deux moteurs F. 30 (le second n'est pas représenté), réduction 1/9,4, et la ligure 87, la disposition de la transmission d'un moteur Westiughouse de 1890. Tous les paliers des divers arbres et de l'essieu sont venus de fonte avec le bâti ou fixés solidement à celui-ci.

Les conditions à réaliser par les engrenages, dans un service de ce genre, sont la solidité et la marche silencieuse. Or les vitesses des moteurs dans ces système>

étant de 1500 à 900 tours et le coefficient de réduction ordinairement voisin de —

(dans certains cas on est allé jusqu'à —^ ) , la grande vitesse du premier pignoim

qui en était la conséquence rendait t^ê^ diflicile Tobtentioa d'appareils satisfai-

ADAPTATION DES UOTEUnS HT

stnli, surtout dans les premiers temps où od les laissait exposés à la poossière eU l'humidité ; ils s'usaient alors rapidement et doDQoieal lieu à no ferraillemeiit iosapportable. Il Tallait les remplacer très fréquemment. Un pignon ne danit guère que 4 mois, ce qui correspondait à eariron 4000 km. de parcours, el une roue dentée, 6 à 10 mois (45 000 km.). Le prix d'entretien de ces engre- Difti n'était pas moindre que 0,05 Tr. k 0,041 fr. par voiture-kilomètre. On 1 cherché d'abord à réduire cette usure, ou tout au moins le bruit, par

- Double rcduclion de ^i>

remploi de matériaux spéciaux pour les pignons. C'est ainsi que l'on a essayé Wreates espèces de bronze iJ'alumJDium, leboisel mèmcle cuir durci (tig. 86), ine^adques maisons, par exemple en France la maison Pial, qui vend des P'poQs en cuir vert comprimé, continuent à construire et à préconiser dans

«bul.

Kaia le bois manquait de solidité, le cuir s'u^ '-alail des feuilles de tôles, celles-ci coupaient nipidemeot comme une scie les dents de In roue conduite. Le brome phosphoreux a ilonDé de meilleurs résultats. Maïs en <lC-im\r taillé qui a le mieux réïitlu la

it trop *

e el, si l'on y inter-

loesiion,

Pour réduin compagnie Edis dini queiqui Clique roue o

s le jeu et le fcrraillemcnt. k n-Sprague a employé pcn-

emps des engrenages doubles,

u pignon étant Tormé de deux Miironues dentées semblables mais décalées lune par rapport à l'autre d'un demi-pas; •^s deux moitiés étaient solidement bou- , ,„„ „^

loooées ensemble de façon h ne constiluer

luuDe roue unique. Les avantages de ce système n'ont pas été suflisanls pour ^"compenser la complication.

L»1ues[ion s'est trouvée heureutienient très simplifiée le jour où l'on s'est *Md décidé à proléger les engrenages contre la poussière el les intempéries P^uoe boite é tanche contenant de l'builc du graissage semi-fluide, de manière 'fissurer en même temps une abondante lubrilication. Ce dispositif permit '« réduire a 10 ou 13 p. 100 les pertes par frottement. Comme c'est à peu P'fii la même époque que furent construits les premiers moteurs à vitesse ™'^, on passa en même temps h ta simple réduction. La double réduction ne

se rencontre plus que sur quelques lignes anciennes, surtout en Eur la société Thury Ta employée jusqu'à ces derniers temps sur plusieurs d lignes et on a pu en voir un exemple sur le tramway Clarel-Vuilleumi( TExposition de Lyon (1894).

2® Engrenages à simple réduction, — Les engrenages à sir réduction ont profité des écoles de la double réduction et ainsi arrivés presque immédiatement à la perfection. Toutes compagnies américaines ont produit à peu près à la même épc (commencement de 1891) des équipements de ce système, ne d rant que par quelques détails. Leur disposition générale, don croquis ci-joint (flg. 89) donne un exemple, est des plus simpi le pignon est calé sur Tarbre du moteur en dehors du palier le supporte et attaque une roue dentée calée directement

l'essieu. Celui-ci est embrasst des paliers fixés invariabler au bâti du moteur ou venu fonte avec lui.

L'ensemble des deux rouei enfermé dans une boite en f étanche qui n'est pas représe et où elles barbotent dans Thi celte boîte, qui n'avait pas prévue pour les premiers t] leur a été adaptée après couf qu'on a reconnu les avani de cette méthode; elle protège les engrenages, les lubrifi lorsqu'on a soin de la faire en métal peu sonore et de la fixer en place, étouffe le bruit désagréable du ferraillemeni bain d'huile, en réduisant le frottement, double à peu près la i des engrenages et permet la réalisation de rendements él On peut estimer que le rendement des engrenages à simple r lion bien taillés, avant leur usure, atteint ainsi assez facile 95 p. 100, au lieu de 0,90 à 0,89 obtenu anciennement.

Ces engrenages, dont la vitesse n'est plus exagérée, se aujourd'hui généralement en acier coulé (le pignon au me le bronze phosphoreux, malgré ses bonnes qualités, ne pré; pas des avantages suffisants pour en justifier Temploi, en

Rg. 89. — Transmission à simple réduction par engrenages ordinaires.

ADAPTATION DES MOTELMIS il«

KDce de son prix plus élevé; il en ilt; m^me du brome d'ahimiDium, qui a été employé quelque temps pour les pignons des moleurs du Iramway de Marseille. La fonte est encore employée pour la roue «lentée calée sur l'essieu, par simple raison d'économie; mais l'acier est préférable, du moins lorsque la roue ne doit jamais être menante. La figure 90 représente un train d'engreoage d'un type courant.

Od a été amené peu à peu par l'expérience à augmenter beaucoup les dimensions des arbres et des engrenages pour leur donner la solidité suffisante. Le <liami;trc do l'arbre doit assurer une résistance au moins 5 ou ti fois supérieure à celle qu'oa admettrait pour un molenr fixe; il est de 8 à 10 cm. pour un moteur de *5-2o chev. Les coussinets doivent être plus longs et plus larges que d'ordinaire ; de même les dents des engre- (i^es. Les petits pas admis autrefois comme favorables ont dû èlre abandonnés au (TCifit de pas voisins du quart

'liiJiaiiièlredu pignon, ce qui comluil pour les tramways à mettre 12 à 16 dents par pignon; pour la roue dentée, on en met CO à 80. Les coefficients de réduction de vitesse sont ainsi de 14 à I, .'» ''ans les types les plus répandus.

Li forme à peu près exclusivement adoptée aiijourtriiui pour 1m dents est la développante de cercle, qui leur donne une l)a.se '*rge assurant leur solidité; elle présente en outre l'avantage que '*jeu des coussinets ne gi>ne en rien le lion fonctionnement des engrenages. Ce genre de denture exige seulement que le pignon "'•un nombre de dents suffisant.

Ces dents peuvent Otre moulées, mais elles sont préférablement allées à la fraise , la petite angmenlation île dépense correspondante étant am[dement compensée par l'amélioration qui en ^^sulte pour le fonctionnement et le rendement de la transmission.

FiK. W.

ACTION KLECTRlUlE f'e fraisage se fail à l'aide de machines spéciales, (elles que celle d^ Itrown et Sharp (lig. 9t), qui taille en une heure et demie deu.~ [lignons à la fois suivant 1» prolil de la fraise.

Le pi'ix de revient des engrenages ainsi taillés esl, en AmériqiH d'environ 18 fr. pour un pignon en acier et 45 fr. pour une rot: dentée en fonte. La durée d'usage, sur une voiture fais&^a 130 km. par jour, est d'environ neuf mois pour un pignon d'aci^^ Une roue d'acier peut durer jusqu'à trois ans.

Pi«. yi.— Mwhinp

Le poids des organes néccssiU-s par la transmission est relaliv4| ment faillie; il ne di^passe pas IliO kg., dont 90 ù 100 pour la n>« de l'pssiuu et 45 à 50 pour l'enveloppe de foule servant de boIU huile.

L'emploi de la simple rûduclion, en im'^ine temps qu'il a pen de réduire beaucoup le bruit deA engrenages, a fait disparaîtra grincement désagréable que produisaient les balais sur le culJc; leur des moteurs à grande vitesse.

En Kurope, on a une tendance à remplacer les engrenages on naires par dcsfngrt'iiageiî liélicoïdaux ilouble^. qui réduiscnl U^^f

coap les frottements et donnent des surfaces d'appui plus grandes. Ces engrenages s'obtiennent en acier fondu par moulage et certaines usines, notamment celle de Uagen en Allemagne, la maison Plat à Paris, etc., en font une spécialité. Pour faciliter la constraction, on remplace généralement Tare d'hélice par une droite tangente i cet arc, ce qui donne les engrenages connus sous le nom ii' engrenages à chevrons. Ceux-ci peuvent être obtenus par moulage ; on peut aussi former chaque roue de deux moitiés symétriques qu'on taille séparément à la fraise. A dimensions égales, les pignons i chevrons présentent une plus grande solidité que les pignons simples.

Comparaison. — Les détails précédents nous donnent tous les éléments nécessaires à une comparaison précise entre les divers systèmes ; les données moyennes ' en sont résumées dans le tableau de la page suivante, qui facilitera celte comparaison en indiquant Tinfluence du mode de transmission sur le poids du moteur.

Les courroies, cordes et chaînes ne répondent plus aux besoins actuels; il en est de même des roues de friction.

Les engrenages coniques et les transmissions par chaînes conslituenl deux procédés d'inégale valeur pour permettre l'emploi d'un seul moteur tout en conservant deux essieux moteurs. Ils n'ont ^€ raison d'être que si l'on adopte celle méthode pour les motifs spéciaux indiqués plus haut.

Les engrenages cylindriques constituent la solution la plus ^^wiple et la plus sûre, toutes les fois que le moteur n'attaque qu'un ^^ul essieu ; on a vu la supériorité de la simple réduction sur la 'double au point de vue du rendement et les chiffres du tableau la '^client bien en évidence.

-iu point de vue du poids du moteur, la double réduction ou la

^'s sans fin, permettant l'emploi de dynamos à grande vitesse, parais-

^®^t plus avantageuses. Mais, dans le cas des engrenages cylin-

''^ques, la diminution de poids réalisée sur le moteur en doublant

^ vitesse de rotation de son induit est compensée et au delà par

. ^^our établir celles-ci, nous aYOïis dû réduire un peu cerlaincs estimations de lu *^*^ce données par les fabricants, parce qu'elles ne corresj>ond«'nt qu'à des réprimes ^^*Çntanés, tandis qu'il s'agit ici de régimes pouvant être j)rolongcs.

raugmentalion du poids total des engrenages et de leurs accesso (arbre, boîte, paliers, etc.); un train d'engrenages à double réduci ne pèse en effet pas moins de 500 kg., au lieu de ^50 à 180 p la simple réduction. Le rendement est, d'autre part, diminu( 4 à 5 p. 100, le bruit est doublé, et, ce qui est le plus grave, frais d'entretien, sans atteindre les chiffres anciens, sont a