CHAPITRE IV

ADAPTATION DES MOTEURS ÉLECTRIQUES A LA TRACTION SUR LES VOIES FERRÉES'

Position, puissance et nombre des motenrs sur une automobile. — Dans les premiers essais de traction électrique, où Ton utilisait le matériel existant, il était assez difficile de trouver un emplacement convenable pour le moteur, et le plus simple, dans bien des cas, était de le mettre à Tintérieur de la voiture, en transmettant le mouvement aux essieux par des courroies ou des chaînes. Le poids et Tencombrement de ces appareils ont fait aujourd'hui adopter universellement la solution beaucoup plus rationnelle qui consiste à munir la voiture d*un truck spécial portant les moteurs ; ceux-ci restent ainsi indépendants de la caisse, mais on est forcé d*en limiter d'une manière stricte les dimensions.

Le nombre et la puissance des moteurs à adapter à une automobile sont très variables suivant les circonstances. S'il s'agissait seulement de remplacer dans une voiture existante Teffort des chevaux par celui d'un moteur, une puissance de 5 à 6 chev. pourrait suffire dans bien des cas'; mais les exigences croissent avec l'adoption de la traction électrique et, pour que celle-ci réalise tous ses avantages, elle doit permettre de franchir des rampes plus fortes à une allure plus rapide et de regagner plus vile Tallure normale après les arrêts. Cette dernière condition est celle qui rend

* Dans tout ce chapitre, nous ne considérons que le cas des Toitiires automobiles pour tramways et pour chemins de fer, et nous laissons de côte le cas spécial des locomotives, qui fait plus loin l'objet d'un chapitre séparé (chap. vu).

* Stevenson a trouvé qu'un fort cheval peut développer momentanément un travail de près de 6 chev. sur un dynamomètre et que probablement les chevaux de tramways développent au maximum 4 chev. D'après Morin, un travail de 5 chev., s'il est prolongé, surmène un cheval.

particulièrement désirable Tadoption de moteurs très puissants ^

La puissance nécessaire dépend du type de voiture à mouvoir, de rinclinaison des rampes de la ligne, de la vitesse de démarrage qu'on désire et enfin de l'organisation pratique du service. Si toutes les voitures sont automobiles, leur équipement en moteurs se réduit au minimum ; si au contraire un certain nombre d'automobiles sont appelées à remorquer d'autres voitures, elles doivent posséder une puissance surabondante, proportionnée à l'efTort maximum qu'elles auront ainsi à développer.

Pour chaque ligne, on doit calculer spécialement la puissance motrice nécessaire en chaque point du parcours, à la vitesse prévue, d'après les indications détaillées données plus loin; on sera ainsi fixé exactement sur les types de moteurs à choisir.

En pratique, l'équipement d'une voiture de tramway à quatre roues comporte au minimum un moteur de 15 chev. et au maximum deux moteurs de 25 chev., c'est-à-dire 50 chev. *. Ce dernier chifTre n'est dépassé et on n'atteint 60 chev. ou davantage que sur les lignes suburbaines qui tiennent plus du chemin de fer d'intérêt local que du tramway. Sur les chemins de fer proprement dits, les moteurs généralement employés sont de 50, 100 ou 200 chev. nominaux.

En ce qui concerne les voitures de tramways, et dans les limites de 10 à 30 chev., on doit se demander s'il vaut mieux, à égale puissance totale, employer un ou deux moteurs*

Tant que les rampes ne dépassent pas 0,03, un seul essieu moteur assure une adhérence et une puissance suffisantes.

On a fait valoir, il est vrai, en faveur de l'emploi de deux moteurs l'avantage qu'il a de fournir une ressource en cas d'accident à l'un d'eux ; en mettant hors circuit le moteur avarié, l'autre

* Les démarrages demandent un travail momentané trois ou quatre fois supérieur au travail normal. Si Ton tient compte en outre de ce que le rendement des moteurs ordinaires ne dépasse pas 40 à 50 p. 100, on conçoit qu'on arrive à des chiffres de puissance très élevés.

Les premiers moteurs Sprague de Richmond étaient de 7, 5 chevaux seulement; mais rexpérience montra immédiatement la nécessité de porter cette puissance à 15 chevaux.

' Nous parlons ici de la puissance effective, car les puissances nominales indiquées par les constructeurs se rapportent souvent à des vitesses trop élevées. En particulier, les moteurs américains dits de 25 chevaux n'en développent le plus souvent que 15 à 20 sur nos lignes européennes, et ceux de 30 que 20 à 25.

doit tliéoriquement permettre de regagner la station , en reconduisant son camarade à Tbôpital, comme disent pittoresquement les Américains. Msds, pratiquement, cela a peu d'importance : car, en cas d'avarie, le mécanicien peut toujours attendre la voiture suivante pour se faire pousser par elle.

Le système des deux moteurs présente seulement deux avantages sérieux. Il permet de loger dans le truck une puissance en général plus grande qu'avec un seul moteur ; c'est pourquoi il est le seul possible au delà de 30 chev. En second lieu, il donne sur les rampes l'adhérence maxima, puisque les deux essieux sont moteurs, et assure la vitesse de démarrage maxima.

Mais il a bien aussi ses inconvénients : à puissance égale, deux petits moteurs sont plus lourds et plus chers qu'un seul gros ; les frais d'entretien aussi sont presque doublés, les connexions sont plus compliquées. D'autre part, comme on le verra plus loin, TelTort de traction total exercé par deux essieux moteurs indépendants est inférieur à la somme des efforts moteurs que chacun peut produire, par suite des glissements partiels de l'une ou l'autre des paires de roues; cet effet est particulièrement important au démarrage. On verra aussi que, lorsque la charge est inégalement répartie, comme cela est toujours à craindre dans les voitures à faible empattement et à plates-formes en porte à faux très accusé, le courant se répartit entre les deux moteurs d'une manière fort inégale et l'un d'eux peut se trouver surchargé bien avant qu'on réalise l'effort de traction total sur lequel on pourrait théoriquement compter.

Pour tous ces motifs, l'équipement à un seul moteur a conservé des partisans ; ceux-ci ont perfectionné leur système en rendant les deux essieux solidaires et Us ont pu dès lors invoquer un nouvel avantage en leur faveur, celui de procurer, à dépense égale d'énergie, un effort de traction supérieur à celui de deux moteurs séparés. La seule difficulté, c'est de réaliser d'une manière pratique cet accouplement de deux essieux avec un moteur commun ; les dispositions mécaniques à employer sont assez délicates. On a eu recours successivement, soit à des accouplements par bielles (système Eickemeyer), soit à des chaînes * (système Siemens et Halske),

* L'accouplement des essieux dans le cas de deux moteurs est, en général, plus

soit enfin à des engrenages coniques (systèmes Rae, Sperry, etc.). Ce dernier procédé, qui a joui d'une certaine faveur en Amérique, réaliserait, d'après ses promoteurs, un bénéfice de 11 p. 100 sur TeCTort de traction par rapport au système à deux moteurs indépendants.

Tout compte fait, un équipement simple coûtera moins cher et devra être préféré toutes les fois qu'il permettra de réaliser une puissance suffisante pour les conditions prévues, ce qui est le cas dans bien des villes secondaires européennes. La maison Siemens et Halske, de Berlin, par exemple, construit depuis longtemps des tramways électriques avec deux essieux attaqués par un moteur unique et l'expérience de Budapest a montré que ce système satisfait pleinement aux conditions d'un service non intensif; aussi a-t-on continué à l'appliquer dans beaucoup d'installations allemandes plus récentes, à Bâle, à Mulhouse, etc. Dans les villes de cette importance, présentant de faibles déclivités, 10 à 20 chev. concentrés en un seul moteur par voiture suffisent très bien. Au point de vue de la transmission du mouvement, l'emploi d'un seul essieu moteur nous paraît d'ailleurs préférable.

Lorsque, par suite des déclivités, la puissance nécessaire dépasse 30 chevaux ou qu'on veut des démarrages très rapides, on adopte deux moteurs de 15 à 25 chevaux.

Dans les grandes villes à circulation très active, telles que Paris, Lyon, Le Havre, etc. , cet équipement peut même devenir insuffisant, si l'on admet le remorquage de plusieurs voitures ; c'est en vue de ces services par trains de 2 ou 3 voitures au moins, dont une seule motrice, que les Américains ont adopté les équipements à deux unités de 25 ou de 30 chev. Lorsqu'il est autorisé administrativement, ce système présente de sérieux avantages pour la société exploitante, en ce qu'il permet à celle-ci de réduire au minimum le nombre de ses voitures automobiles et d'utiliser comme voitures remorquées son ancien matériel ou des voitures neuves peu coûteuses. En outre, si, les dimanches et jours de fête, la circulation dépasse de beaucoup la capacité des voitures en marche pendant la semaine, le système des voitures d'attelage est

difficile à cause de leur plus grand écartement ; il a cependant clé essayé avec des chaînes sur une ligne aiPtiéricaine, mais cet exemple n'a pas été suItI.

le seul qui permette de satisfaire économiquement aux exigences de ce service exceptionnel.

Il en est de même pour les tramways de banlieue à circulation active , sur lesquelles il y a tout intérêt à réaliser de véritables trains , où les voitures automobiles jouent le rôle de locomotives et doivent avoir par conséquent une puissance très supérieure à ce qu'elles exigeraient en marche isolée.

Sur certaines lignes importanles, on a été conduit à donner aux voitures une très grande longueur et à les placer sur deux trucks pivotants ou bogies ; c'est le cas de nombreux tramways et de tous les chemins de fer électriques américains ; c*est aussi, en Europe, celui des lignes de Bessbrook-Newry, Douglas- Laxey, Pierrefîlte, etc., qui sont de véritables chemins de fer. Dans ces conditions, il va sans dire que l'équipement à un seul moteur devient insuffisant et impossible. On a alors le choix entre deux solutions, suivant qu'on admet deux ou quatre moteurs, c'esl-à-dire un ou deux par bogie. C'est la première qui est ordinairement adoptée sur les tramways proprement dits ; on s'efforce alors de reporter la plus grande partie du poids adhérent sur l'un des deux essieux de chaque bogie ou on accouple les deux essieux par bielles, ce qui est assez facile vu leur faible écarlement.

Sur les chemins de fer, on peut accepter Temploi de quatre moteurs, mais il n'y a plus alors de règle générale à formuler pour le choix de la puissance des automobiles, qui devient une question d'espèce. La tendance générale des constructeurs est, du reste, de réduire le nombre de leurs types de moteurs, et de prendre 2 ou 4, voire même 8, unités semblables, suivant les dimensions des voitures et les rampes à franchir.

Ce procédé est très commode en ce qu'il simplifie la construction, permet de rendre tous les essieux moteurs et de loger facilement de grandes puissances ; mais il présente, par contre et à un plus haut degré, Tinconvénient déjà signalé plus haut pour deux moteurs, de compliquer Tentrelien et de le rendre dispendieux.

Lorsque la puissance d'une voiture dépasse 200 chevaux, on peut la considérer comme une véritable locomotive, ainsi qu'on le verra plus loin.

Nécessité d'une transmission de mouvement entre le moteur et l'essieu d'une automobile. — Dans les locomotives mécaniques à vapeur ou à air comprimé, Teffort moteur du piston est transmis à Tessieu par l'intermédiaire d'une bielle qui transforme le mouvement rectiligne en mouvement circulaire.

Avec les moteurs électriques, dont l'arbre est animé d'un mouvement de rotation uniforme, rien n'exige plus une semblable transformation et la solution la plus simple est de donner pour arbre au moteur l'essieu même qu'il doit commander, en calant l'induit sur cet essieu. C'est ce qu'on a pu réaliser sur les locomotives ou les voitures automotrices de certains chemins de fer électriques urbains, tels que le < City and South London Railway », le < Liverpool Overhead Railway », et sur plusieurs des locomotives électriques essayées sur les grandes lignes en Europe et en Amérique. On Ta tenté également pour les voitures de tramways sur plusieurs réseaux américains, et les moteurs à action directe (c gearless motors ») des types Westinghouse et Short, sur lesquels nous donnons plus loin quelques détails, ont eu un court moment de vogue. Mais il a bien fallu reconnaître, après expérience, que cette solution ne convient pas à la traction des tramways ordinaires et que pour ceux-ci le mouvement doit être transmis à l'essieu par un organe intermédiaire, sous peine d'avoir des moteurs d'un poids exagéré (1200 à 1 500 kg. pour le moteur Short, au lieu de 800 kg. pour le moteur G. E. 800.)

Il est facile de s'en rendre compte en examinant les conditions du problème. La puissance nécessaire aux moteurs est assez faible : 15 à 25 chev. sont, comme on Ta vu plus haut, les chiffres courants. Or il suffit d'ouvrir un catalogue de fabricant pour voir que les vitesses de rotation ordinaires correspondantes ne descendent guère au-dessous de 1 000 à 600 tours par minute; ces vitesses sont celles qui permettent de réaliser ces puissances avec le plus faible poids et le meilleur rendement.

D'autre part, le nombre de tours d'un essieu d'automobile est déterminé par des considérations pratiques qui l'enserrent dans des limites assez étroites : la vitesse des voitures et le diamètre des roues. C'est pour mettre en harmonie ces nombres de tours différents qu'il faut nécessairement une Irqnsmission.

ADAPTATION DES MOTEURS iOS

Vitesse des véhicules. — Elle était, avec la traction par chevaux, d'environ 8 à 9 km. à l'heure en moyenne dans l'intérieur des villes, et ne peut guère y dépasser 12 km. à l'heure sans danger pour les passants. C'est ce dernier chififre qui, bien que souvent dépassé en fait, est généralement fixé comme limite par les arrêtés municipaux; celui de 10 km., qui a été imposé autrefois, est aujourd'hui trop faible pour un service de traction mécanique, étant donné que Ton impose d'autre part de ralentir aux croisements des voies transversales quand ils sont réputés dangereux. Dans les

rues peu fréquentées et sur les boulevards extérieurs ou les routes de banlieue, on peut atteindre sans inconvénient 16 km., chiffre peu différent du maximum légal en France, qui est pour les tramways de 20 km. à l'heure ^ Les arrêtés récents admettent 16 km. dans les faubourgs et 20 km. hors des murs'.

Cette dernière vitesse est atteinte dans les rues mêmes de bien des villes en Amérique, et, sur les tramways suburbains, on y marche à 25 et 30 km : h., quelquefois même davantage.

Mais les accidents occasionnés, malgré l'emploi de freins puissants et d'appareils chasse-corps perfectionnés, par des voitures lancées à une vitesse aussi élevée sont trop nombreux et nuisent trop à la bonne réputation des tramways électriques pour qu'on admette volontiers en Europe des régimes semblables dans Tintérieur des villes.

Il y a cependant en Belgique et en Allemagne une tendance à accroître la vitesse des automobiles beaucoup plus qu'on ne l'a fait jusqu'ici en France. On admet à Bruxelles 15 km. en ville et 21 hors de la ville, 15 km. à Chemnitz, Halle, Essen, Budapest, 18 km. en certains points de cette dernière ville et 25 dans d'autres ; 18 km. à l'intérieur de Dresde et 30 hors de la ville. Ces vitesses ont deux avantages : économie sur le nombre des voitures

* Article âl du décret du 6 août 1881 sur l'établissement et Texploitation des voies ferrées sur le sol des yoles publiques.

' Arrêtés des 24 mai 1889 (Courbevoie à la Place de TEtoile), 20 septembre 1890 (Place de TËtoile à Saint-Germain), 4 septembre 1890 (Paris à Ville-Evrard et Nogent à Bry-sur-Marne), et tous ceux analogues qui les ont suivis*

Ces arrêtés font seulement la réserve nécessaire qu'aux croisements de voies réputés dangereux et au passage des barrières d'octrois, des ponts, etc., l'allure sera ralentie à la vitesse d'un homme au pas.

Au Havre, grâce à la largeur des avenues, on a pu admettre 20 km. : h.

et satisfaction des voyageurs. Mais elles ne sont possibles que dans des voies larges, droites, à faible circulation et surveillées par une police active qui fait trop souvent défaut chez nous. A Budapest, par exemple, des agents se trouvent partout sur les grandes voies chargés de régler le passage des voitures et de les faire ralentir aux croisements importants. Moyennant ces précautions, il est à espérer qu'on pourra atteindre en France des vitesses de 15, 20 et 25 km : h . dans les villes, les faubourgs et les parties extra muros, condition essentielle pour tirer le meilleur parti de la traction électrique.

Pour les lignes de chemins de fer, les vitesses sont égales ou supérieures à celles admises pour la traction à vapeur et limitées seulement par la puissance motrice nécessaire.

Diamètre des roues. — Ce diamètre constitue un facteur important pour fixer le nombre de tours de Tessieu. Pour augmenter ce nombre et le rapprocher de celui des moteurs, il y aurait tout avantage à prendre un diamètre aussi faible que possible ; mais l'espace disponible pour loger le moteur diminue d autant et devient bientôt insuffisant. Il n'est guère possible par le fait de descendre au-dessous de 0,65 m. et les automobiles employées aujourd'hui couramment pour la traction électrique ont en général des roues de 0,75 à 0,85 m.

Le diamètre à adopter dépend du reste de la nature du trafic. Pour les voitures de tramways destinées à circuler à Tintérieur des villes, il y a intérêt à ce que le plancher soit aussi près du sol que possible, afin de faciliter Feutrée et la sortie des voyageurs; le diamètre de 0,80 m. est, dans ce cas, une limite qu'il vaut mieux ne pas dépasser. Au contraire, pour les tramways suburbains à grande vitesse et à arrêts peu fréquents et pour les chemins de fer, qui nécessitent Temploi de moteurs plus gros et par suite plus difficiles à loger, on peut sans inconvénient porter le diamètre des roues à 0,90 m. ou 1 m., quitte à faciliter par une ou deux marches supplémentaires Taccès de la caisse ; sur les métropolitains, Temploi de quais à la hauteur de la plate-forme permet a fortiori d'accroître le diamètre des roues autant qu'on peut le faire sans compromettre la stabilité des véhicules.

Admettons le chifi're minimum de 0,75 m. correspondant à

2,357 m. de circonférence ; le nombre de tours de Tessieu par minute sera :

344 à la vitesse de 50 km.

et 64 — 9 —

Si Ton compare ces chiffres à ceux donnés plus haut, on voit qu'ils s'écartent beaucoup de ceux des moteurs et qu'on ne pourrait faire tourner ces derniers à une vitesse aussi faible qu'en leur donnant un poids exagéré. Nous déterminerons plus loin la vitesse inférieure qui assure une bonne utilisation du moteur (p. 138).

Réduction de vitesse. — Tous les progrès réalisés dans la construction des moteurs depuis dix ans ont eu pour but de diminuer l'écart entre les deux vitesses précédentes en abaissant celle du moteur au minimum ; ils ont été retardés par les difflcultés qu'on a rencontrées dans la construction des machines à marche lente.

Dans ce qui va suivre, nous appellerons coefficient de réduction de la transmission le rapport du nombre de tours de Tessieu à celui du moteur. Dans les tramways, ce rapport a varié de 1/20 à 1/4, suivant les systèmes ; dans les chemins de fer, il varie entre 1/4 et 1 suivant la vitesse normale adoptée pour l'exploitation. II est avantageux d'établir les moteurs de façon qu'ils puissent se prêter à des réductions différentes, qu'on choisira suivant les conditions particulières à chaque application (p. 139).

Divers systèmes de transmission avec réduction de vitesse. — Les qualités nécessaires à une bonne transmission sont la simplicité, la solidité, une grande résistance aux efforts brusques et à l'usure, un faible poids et un faible encombrement. Elle doit produire le moins de vibrations possible, avoir une marche silencieuse, être à l'épreuve de la poussière et de l'humidité, et réaliser un bon rendement, sans que l'achat et l'entretien en soient trop dispendieux. De nombreux essais ont été faits, un peu dans toutes les directions, avant d'arriver à la solution actuelle. Nous ne croyons pas inutile de les rappeler ici, ne fût-ce que pour éviter aux lecteurs de refaire des essais déjà exécutés par d'autres.

Courroies ou cordes. — Nous ne citons guère que pour mémoire la transmis-

sion par courroies, car elle n'a été employée qu'au cours des tâtonnements du début, à répoque où, pour constituer une automobile, on plaçait un moteur quelconque sur une voiture quelconque. Pour relier Tarbre à l'essieu, qui s'en trouvait forcément très éloigné, il n'y avait guère d'autre moyen à employer. Raffard à Paris en 1881, Volk à Brighton en 1883, van Depoele ensuite en Amérique et, beaucoup plus récemment, M. Claret, aux premiers essais de Clermont-Ferrand, ont employé ce système. Mais il n'a plus évidemment aujourd'hui qu'un intérêt historique. Le principal inconvénient des courroies était le danger de rupture, qui a conduit à les remplacer par des chaînes.

Pendant plusieurs années, les voitures du tramway de Lichterfelde, construit par Siemens et Halske, ont été munies d'une curieuse transmission par cordes en acier, formées d'un fil d'acier de 4 mm. enroulé en spirale sur un mandrin -de 3 mm. de diamètre. Sur l'arbre du moteur placé au centre de la voiture' et sur les essieux étaient calésdes tambours munis de gorges en forme de Y, sur lesquelles étaient tendues ces cordes d'acier, au nombre de 13 ou 14 pour chaque essieu. Il n'y avait qu'une simple réduction, mais les deux essieux étaient moteurs. Ce système, comme le précédent, fonctionnait bien en palier *, avec un bon rendement et un silence parfait, mais les glissements le rendaient inapplicable dès que les rampes dépassaient 1 p. 100; c'est pourquoi la maison Siemens fut amenée à le remplacer bientôt par des chaînes.

On a proposé aussi sans succès des courroies métalliques, combinées avec des poulies à adhérence magnétique.

Chaînes. — Les chaînes ont eu un emploi plus durable et on les voit encore appliquées sur certaines lignes européennes. Comme les courroies, elles permettent de placer le moteur à volonté dans le truck ou hors du truck et à une distance quelconque des essieux sans liaison rigide avec ceux-ci ; elles constituent à ce titre la meilleure ressource pour ceux qui ont à improviser un locomoteur sans matériel spécial.

De nombreuses applications en ont été faites de divers côtés, en particulier par Hopkinson sur la ligne Bessbrook-Newry et par van Depoele à Saint-Catherines (Ontario). Enfin la maison Siemens et Halske, qui avait adopté ce système à une époque où les autres ne valaient rien, l'a conservé et l'applique encore avec succès sur plusieurs lignes (Budapest, Bàle, Mulhouse, etc.), en l'adaptant à un matériel spécialement étudié dont nous parlerons plus loin.

L'emploi des chaînes n'est pas aussi facile qu'on pourrait le croire, car elles sont soumise à un très rude service. Le type Galle ne peut être utilisé parce que la portée des barreaux plats est trop faible relativement aux elTorts à transmettre et qu'ils coupent rapidement les tiges. Les chaînes de bicyclette essayées à Bessbrook n'ont pas donné de bons résultats, parce que les tubes fous qui entourent les tubes principaux se brisent bientôt et que les autres s'usent alors rapidement; M. Hillairet, qui a employé plus récemment une transmission mixte par chaînes et engrenages pour le locomoteur de la Béraudière, a reconnu la nécessité de recourir aux chaînes à maillons pleins découpés de façon que le sens de la traction soit celui du laminage \ On ne doit pas oublier en efifet

' Voir la fig. 3, p. 5.

* Lii ligne de Lichterfelde est complètement en palier.

* Bulletin de la Société Internationale des Electnciensj 1895, p. 113.

que les efTorls auxquels ta chaîne est soumise an démarrage sont très supérieurs aux eiïorts normaux el qu'ils sont appliqués d'une manière brusque; il est bon par conséquent de réduire à une très faible valeur le cocfllcient de travail du métal, ~- k — . Même avec ces précautions, il est diHicile d'empêcher l'allongement pi-ogressif de la chsine et le ferraille ment qui en résulte. On doit prévoir cet allongement et ses conséquences, et se réserver la possibilité de resserrer la chaîne, soit au moyen d'un tendeur, soit en supprimant un maillon. Le meilleur type, et celui qui a été le mieux éprouvé, est en définitive la chaîne en acier de Reynolds, employée depuis longtemps sur les lignes de Bessbrook-Newry et de Budapest, et dont le mode de construction est indiqué par la figure 72. Les maillons extérieurs sont formés de barres méplates, dans lesquelles sont soigneusement rivées et clavetées deux tiges pleines, et les maillons intérieurs de harres méplates rivées et clavetées de même sur les deux tubes qui embrassent les tiges. L'acier employé a une résistance à la rupture de '78 kg. par mm'. Les constantes sont les suivantes :

Pas de la chaîne Si mm.

Poids par mètre 12,6 kg.

Résistance des tiges au cisaillement HOOO kg.

— des barres extérieures 10000 —

— — intérieures 13000 —

Une chaîne de ce genre expérimentée k Bessbrook transmettait S7 chev. à la vitesse langeutielle de 7,30 m. par seconde, la roue motrice n'ayant que 152 mm. de diamètre et tour- 1 nant à la vitesse de 100 tours par minute

A La Béraudiére, la chaîne pèse 17 kg par | mètre, et rompt sous un effort de 30 t

Les chaînes permettent des coefficients de reduc tion de 1/5 h. 1/6. Les noix ne doivent pas être trop it }?! petites; 150 h 160 mm, de diamètre sont un mtni mum pour le cercle primitif. D'autre part, il faut entre ces noix un certain espacement, qui ne doit pas descendre au-dessous de 1 m. à 1,50 m. dans une voiture de tramway.

Pour obtenir un bon rendement d'une transmission par chaînes et en réduire le bruit el l'usure, il ' est à, recommander de l'enfermer tout entière dans une boîte élauche, où la chaîne barbote dans t'huile. Le rendement peut être alors de 90 p. 100 au moins, si la chaîne est bien faite.

ABudapest, les chaînes ont été employées d'abord en double réduction, avec deux chaînes successives et un arbre intermédiaire; puis, plus récemment, en simple réduction. Bans ce dernier dispositif, seul recomraandablc aujourd'hui, et représenté par la figure 73, un moteur unique est placé au centre du Iruck, auquel il est relié rigidement, et son arbre est muni de deux pignons, qui commandent chacun, par une chaîne spéciale, l'un des essieux. Ces chaînes fonctionnent bien, ont un assez bon rendement et une marche silencieuse; elles sont

acceptables tant qu'il ne s'agit que de voitures à vitesse modérée et à faible capacité (30 à 35 places).

La maison Siemens et Hslsl^e a fait plus récemment, à B&le et b. Mulhouse, tme nouvelle application de ce mode de transmission. Les avantages qu'elle j trouve sont l'emploi d'un seul moteur par voiture et la solidacisalion facile des essieux. On peut d'ailleurs, avec des moteui-s à engrenages, ajouter des

Fig. 13. — Transmission par chainos du moteur de Budap

chaînes pour solidariser les deux essieux d'une même voiture ou ceux d'un truck pivotant, ou bogie, à un seul moteur ; ce dispositifa clé employé en particulier à Portland (Oregon).

Rouleaux de friction. — Ceux-ci out été expérimentés k diverses reprises.

F, tnnrte di

mais sans succès. Le croquis (Hg. 74) montre comment ce dispositif pourrait être applique aussi simplement que possible : on calerait sur l'essieu une poulie R de diamètre d, forcément plus petit que celui D des roues, et cette poulie serait attaquée par on manchon de friction P fixé à l'arbre moteur.

Pour que la voiture soit entraînée, il faut que le frottement des manchons P sur les poulies R crée une force tangentielle supérieure à l'eiïort de traction augmenté dans le rapport —r- . Soient^ la pression normale correspondante et i* la charge sur l'essieu. Ou doit avoir, en appelant 7 l'angle de frottement et/* le coeRicieut de traction.

P tg ? \ D

et a fortiori

Au démarrage, /"est voisin du coefficient de glissement d'acier sur acier, c'està-dire 0,10, tandis que tg (p ne peut guère dépasser 0,30 à 0,40. On devrait avoir

ainsi

Il faudrait donc augmenter à Texcès le poids des moteurs et la hauteur du truck. Ce dispositif soumettrait d'ailleurs la voie à des chocs trop violents.

Si on place Tarbre moteur dans le plan horizontal de Tessieu (fig. 75), on évite cet inconvénient, mais il devient alors difficile de réaliser la pression p suffisante. Dans les deux cas, on a à craindre des glissements et une usure rapide des surfaces frottantes.

Les essais très complets, exécutes sur la ligne de telphérage de Glynde par Fleeming Jenkins, ont montré qu'il n'y avait rien à espérer de bon dans cette voie. Néanmoins, plusieurs inventeurs américains ont cherché aussi sans succès à appliquer aux tramways ce mode de transmission ; la figure 75 représente par exemple un dispositif essayé par M. Mailloux : une boite excentrique commandée à Taide d'engrenages par un levier placé sur la plate-forme, permettait de soulever le moteur légèrement pour désembrayer les rouleaux de friction pendant les arrêts, tout en laissant tourner le moteur à vide.

Vis sans fin. — L'emploi d'une vis sans fin, placée sur l'arbre du moteur et attaquant une roue dentée appropriée calée sur l'essieu, constitue la solution la plus séduisante du problème de la simple réduction ; il donne en eifet le moyen

de réaliser d'un seul coup une réduction de — à -^ , qui permet l'application

de moteurs à grande vitesse et par suite très légers. La transmission est douce, régulière et absolument silencieuse; les démarrages se font sans à-coup.

Toutes ces qualités eussent assuré certainement à la vis sans fin une honorable carrière dans la traction électrique, au moins à l'origine de celle-ci, si Ton n'avait été arrêté par les idées classiques sur la faible efficacité de cet organe, auquel les auteurs les plus connus n'attribuent pas plus de 50 p. 100 de rendement ^ Il est donc nécessaire de montrer tout d'abord que c'était là un préjugé erroné.

La formule du rendement de la vis est, comme on le sait,

cos 6 27rr '

cos (0 - ç>) i , Z- /•

^ 27cr '

où 0 est l'angle du filet de la vis, <p l'angle d'appui des deux surfaces métal- * Rouleaux (3* édit. française, p. 564).

liques en contact, p le pas de vis, r son rayon primitif et f le coeflOcient de frottement.

Celui-ci n*est qu'un coefficient expérimental, assez mal déterminé. Ce sont les valeurs élevées, 0,10 à 0,20, qu'on lui attribuait autrefois qui conduisaient à un rendement si déplorable ; mais la même formule peut accuser d'excellents résultats, comme Ta signalé pour la première fois Reckenzaun ', si Ton tient compte des recherches de Thurston, Kimball et Beauchamp-Tower, qui ont complètement modifié nos connaissances sur le frottement des surfaces lubrifiées. Ces savants ont montré que le coefficient f varie avec la vitesse et qu'il peut descendre au-dessous de 0,003 dans des conditions favorables. Même avec des surfaces médiocrement lubrifiées, il est facile de le réduire à 0,01 et, avec ce chiffre, la formule ci-dessus peut donner n = 0,85 à 0,95. Elle indique en même temps que le rendement est maximum pour 0 = 45<» '. Ces conclusions sont vérifiées par des expériences de Sellers 3, dont quelques résultats sont consignés au tableau suivant ; celles-ci montrent en outre qu'il y a avantage à multiplier le nombre des filets en prise.

ANGLE DE l'hélice

NOUDRE

NOUBRE

avec Taxe do rotation