I. — Voitures locomotrices

M. S. H. Short, ingénieur en chef de la Compagnie Walker^ a étudié tout un matériel qui peut servir de modèle pour les chemins de fer urbains aériens en général et dont nous disons du reste ailleurs quelques mots (t. II, p. 577).

La voiture automotrice est du type en usage sur tous les métropolitains américains (voir t. I, p. 372, 373 et 466) ; elle repose sur deux bogies de construction spéciale, dont les figures 1 et 2 donnent des spécimens de fabrication différente, et qui peuvent recevoir chacun deux moteurs appropriés ; en général, cependant, on ne rend qu'un seul des bogies moteur. Les roues ont habituellement 0,838 m. de diamètre et Tempattement ne dépasse pas 4,83 m. avec les plus gros moteurs. Le poids des deux trucks réunis est d'environ 10 t. ; celui de la caisse est égal ; avec deux moteurs de 200 chev. sur Tun des bogies et une charge de 75 voyageurs, on arrive à un poids total de 32 t. pour la voiture locomotrice, dont 19,5 t., soit 61 p. 100, sur les roues motrices. Cette voiture remorque i ou 2 voitures à bogies ordinaires.

La figure 16 (p. 678) représente le dessin d'encombrement d'un des moteurs (Walker n^ 25) spécialement étudiés en vue de ce service et que nous décrivons à l'annexe n° 2.

La General Electric Co. équipe le même type de voitures avec ses moteurs G. E. 2 000 ou d'autres analogues. La figure 3 donne le schéma des connexions d'une locomotrice à deux moteurs ainsi équipée.

La Compagnie française Thornson-Hottston a étudié pour les chemins de fer français de puissantes locomotrices du même genre, formant fourgon, dont la figure 4 donne un exemple typique.

Ce fourgon est formé d'une caisse de 11,40 X 2,60 m., divisée ea trois compartimenls, doot celui du milieu, de 7 m. de longueur, est destiné aux bagages et les deux extrêmes, de 2 m. de longueur et munis de châssis vitrés.

Kg. 1. — Tmck Me Quire, équipe avec 2 moleura de 60 chevaux.

servent de cabines pour le mécanicien ; ces cabines, munies de portes d'entrée sur te côté, communiquent avec le compartiment central par des portes roulantes. La charpente de la caisse est en bois de chêne, avec de fortes membrures en frêne, te plancher en sapin ou en peuplier. Elle repose par t'inter-

médiaire d'uo solide châssis en acier sur deux bogies écartés de 6,50 m. d'axe ea axe ; chaque bogie a 4 roues de 1,10 m. de diamètre, avec 2,S0 m. d'empatteniinl. Ces bogies sont du type ordinaire de la C" des Wagous-Uts

Pig. 2. — Truck Jackson and Sharp, équipé avec i moteurs de 125 cheTaux.

(fig. 5) avec longerons d'une seule pièce eu tôle d'acier emboutie de 10 mm, d'épaisseur, reliés par deux traverses de tète en tôle d'acier de 8 mm. et une traverse de pivot en bois de chêne armée de deux tôles de 10 mm. d'épaisseur. Lm moteurs sont suspendus par le nez (voir p. 127). Les essieux sont en acier

forgé ; leur diamètre est de 150 mm. au milieu du corps et de 1 13 mm. aux fusées. Les roues, à bandage d'acier de 55 mm. d'épaisseur, sonl munies chacune des deux sabots de freins agissant des deux câtcs à la fois.

Les moteurs sont du type G. E. 2 000 décrit plus haut (p. 20i). Ils onl un induit h tambour à 47 encoches coatenant chacune 3 bobiucs à un seul tour de spire, soit en tout 141 bobines el 141 touches au collecteur. Le grais-

Fijï. 5. — Truck du four- Ron locomolcuc do la Compagnie Trantaise Thomson -H auston .

Plu.

sage des paliers d'armalure se fait à l'huile ; le lubrifiant en excès est recueilli dans une cavité inférieure formant puits. Les coussinets d'essieu, graissés de même, ont une longueur de 505 mm. et une largeur de 123 mm. Les quatre bobines inductrices sonl enroulées en ruban plat isolé à l'amianle et au mica, comme l'enroulement induit.

L'équipement électrique comporte en outre 2 régulateurs de marche et leurs rhéostats, 2 interrupteurs principaux, 2 ampèremètres, S voltmètres, 1 disjoncteur automatique, 1 parafoudre, 2 prises de courant et tes câbles de connexion nécessaires.

Les régulateurs aonl du type série-parallèle pour 4 moleurs {voir t. II, p. 244) ; la mauœuvre s'en Tait à la main au moyen d'une manivelle commandant par engrenages 3 cylindres servant chacun au groupement de 2 moteurs ; les boites de résistance en tôles au nombre de 16, peuvent être logées sous le plancher du fourgon ou dans les cabines. Les prises de courant, Tormées

Coup« loagiladinalc.

Fig. 7. — Moteur gearluss des locoinotivos du Central Landon Railwaj.

de sabots en fonte reposant par leur poids sur les rails de contact, sont portées par des traverses isolantes en bois parariiné.

■ Locomotives

Nous citerons notamment comme types intéressants de locomotives pour métropolitains ceux qui ont été étudiés par la General Eleclric Co. pour le Central London Raiiway et par la .Sociélé Alsacienne de Conslruclions méc<iitiquet pour les lignes nouvelles de pénétration dans Paris.

La première de ces machines (fig. 6) est très ramassée eu égard à sa puissance.

Il était diriicile de loger dans l'étroit gabarit du tube donnant passage au chemin de Ter et qui mesure seulement 3,50 m. de diamètre un véhicule moteur assez puissant, tout en employant les moteurs gearless auxquels tiennent absolument les ingénieurs anglais, comme nous l'avons déjà signalé (t. II, p, 589). Le problème a été résolu par l'emploi de deux bogies n portant un châssis surbaissé muni au centre d'une cabine très basse poui

Coupa laDgiludiula.

PiM.

Fig. 8. — Montage des moleura des locomotÎTes du Central London Hy. sur un bogie.

mécanicien ; à l'avant et à l'arrière sont deux chambres contenant les boites de résistances en tôle, et le tout est recouvert d'une enveloppe en tôle. Les données de construction de celle machine sont les suivantes :

Nombre d'essieux, tous moteurs 4

Diamètre des roues 1,067 m.

Empattement des bogies 1,73 —

Dislance entre les pivots des bogies 4,27 —

Empattement total de la locomotive 6,33 —

Longueur totale 8,05 —

Hauteur extrême 2,865 —

Poids sur chaque essieu, environ 11,5 t.

Poids total de la locomotive, environ 46 —

Eiïort de traction maximum 6 3S0 kg.

klITort de traction DormalàlavitessedcSS km. :h. 3 630 —

LA. THACTION ELECTRIQUE

Les moteurs (flg. 7 et 6) sonl à arbre creux colilé directcmeot sur l'essieu, et occupent eotiëremenl l'espace libre entre les roues. Ils sonl à 4 pôles, i cuirasse Termée ; celle-ci peut s'ouvrir suivant une diagonale ; pour gagner de la place en hauteur, on a réduit les bobines des pôles intérieur et supérieur

Coups longlludiule.

Fig. 9. -

s du Centrât London Railway.

au profit de celles des pôles latéraux. L'armature a 0,b71 m. de diamètre et pèse 1 360 kg. ; d'autre part la carcasse et les inducteurs pèsent 3 840 kg., ce qui Tait en tout U 210 kg. pour chaque moteur.

Les moteurs sont groupés par paires en parallèle sur chaque bogie et on appHque aux deux groupes ainsi Tonnes la méthode se rie- parallèle. Le régu-

lateur (fig. 9), auquel on a donné de très grandes dimensions en vue des forts courants à commuter, rentre dans les types ordinaires de la General Electric Go. ; il comporte un grand cylindre commutateur et un petit cylindre inverseur; le nombre des touches est de 22.

La figure 10 donne les courbes de fonctionnement d'une des paires de moteurs montés sur un bogie à roues de 1,219 m. de diamètre ; comme nous Tavons dit plus haut, ces roues ont été réduites, en exécution, à 1,067 m.

Le rendement des moteurs en marche normale est de 0,92 à 0,93. Les locomotives équipées avec 4 moteurs doivent remorquer à la vitesse de 23, 3 km : h. des trains de 7 voitures de 15 t. offrant en tout 336 places.

Courant en ampères

Fig. 10. — Courbes caractéristiques d'une paire de moteurs du Central London

Railway couplés en parallèle.

Les locomotives de 600 chev. projetées parla Société Alsacienne sont de deux types différents.

Le premier (fig. 11), assez analogue au précédent, est & deux bogies à 2 essieux, attaqués chacun par un moteur E 30/35 à arbre creux ; les roues ont 1,240 m. de diamètre, les essieux de chaque bogie sont écartés de 2,10 m. et l'empattement total atteint 5,80 m.

Les moteurs, à 6 pôles, sont décrits plus loin (annexe n^2) ; ils développent chacun 150 chev. à la vitesse angulaire de 192 tours correspondant à 45 km : h.

Le régulateur permet de faire la mise en marche en avant et en arrière du locomoteur et de graduer la vitesse par la méthode série-psirallèle ; il présente à peu près les mêmes particularités de construction que celui de tramways de la même Société, décrit au chapitre X (t. II, p. 248).

Il se compose d'une boite en fonte contenant des interrupteurs de groupement et des commutateurs de changement de marche, ainsi que des plombs fusibles. Les commutateurs sont montés sur un même arbre, qui peut être manœuvré de chaque extrémité de la boite au moyen d'un levier. Les interrupteurs sont commandés par une série de cames également montées sur un même

arbre et dont la denture a été tracée de manière à obtenir les manœuvres des interrupteurs correspondant à chacun des groupements ; ils sont formés de leviers portant à leur extrémité des pièces en bronze isolées, munies de doigts métalliques qui viennent fermer le circuit en glissant entre deux pièces en bronze d'amenée de courant. Devant chaque interrupteur est placé un électro-

Demi-éléTation.

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E-lu-lle Plan.

Fig. H. — Locomotive à bogies de la Société Alsacienne de Constructions mécaniques.

aimant disposé de manière à souffler les arcs de rupture. Les deux arbres sont encliquetés convenablement.

Les circuits ont été établis de manière qu'il ne passe jamais dans chaque interrupteur que le quart du courant total lorsque les moteurs sont en quantité, c'est à-dire lorsque Tinlensité est maxima. En outre, au moment de Tarrét, le courant est coupé en 8 points différents par 8 interrupteurs en série.

La manœuvre de la locomotive se fait d'une extrémité ou de l'autre de la cabine montée sur le châssis. Le mécanicien trouve devant lui un volant à manettes actionnant le régulateur, le robinet de manœuvre du frein Westinghouse, la manivelle du frein auxiliaire, et derrière lui, à portée de sa main, le levier de changement de marche.

Le volant de commande est réuni au régulateur par un arbre de transmission placé sous le plancher de la locomotive ; le mouvement est transmis par l'intermédiaire d*une chaSne de Galle et de roues dentées, de façon que le mécanicien fasse toujours la mise en marche en tournant la roue dans le même sens, quelle que soit sa position, à l'avant ou à Tarrière de la machine.

ÉléTatioD.

Y-Uu.

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Fig. 12. — Locomotive à trois essieax de la Société Alsacienne de Constructions

mécaniques.

La locomotive est en outre munie d'un interrupteur de sûreté destiné à couper le courant total dans le cas où il se produirait quelque accident empêchant d'arrêter les moteurs par les moyens ordinaires, de disjoncteura automatiques (1 par moteur) se déclenchant lorsque le courant du moteur atteint une intensité dangereuse, d'interrupteurs de shuntage commandés par un seul levier, qui permettent d'augmenter momentanément la vitesse des moteurs, el enfîn de résistances montées dans des cages en fer et placées à chacune des extrémités du véhicule ; ces dernières sont composées de bandes de maillechort maintenues écartées par des tendeurs isolés sur porcelaine. La

valeur de la résistance totale est de 2,2 ohms ; elle est divisée ca 4 parties égales qui servent soit à la mise en marche des moteurs, soit à leur shuntage.

L'appareillage électrique est complété par un parafoudre, 4 ampèremètres (1 par moteur) et 1 voltmètre apériodiques.

La figure indique la disposition générale de Tabri, la commande du coupleur, du frein, etc.

La machine doit peser, complète^ 39 t.

Le second type de locomotive de la Société Alsacienne (flg. 12] diffère du premier en ce qu'il n'a que 3 essieux, actionnés chacun par un moteur E 40/55 hexapolaire de 200 chev. ; la puissance totale est la même, ainsi que la construction et le montage des moteurs et le mode d'attaque des roues, qui ont ici 1,50 m. de diamètre ; l'empattement total de la machine est de 4m. Pour le reste, l'équipement est identique à celui que nous venons de décrire. Le poids de la locomotive en ordre de marche est de 36 t.

Remarqne snr les rôgulatears pour locomotriceB on locomotives de métropolitains.— Les régulateurs pour métropolitains sont d'une construction particulièrement difficile, à cause des gros courants qu'ils ont à commuter. L'expérience a montré jusqu'ici que le seul procédé efficace pour l'extinction des arcs de rupture dans ces grands appareils est le procédé du soufflage magnétique du Prof. E. Thomson. La bobine de Télcctro-aimant souffleur ne dépense qu'une énergie insignifiante, et, comme elle est en série avec le circuit des moteurs, l'intensité du champ magnétique croit d'elle-même avec celle du courant à commuter. Les régulateurs construits d'après ce système sont simples, robustes et efficaces, même pour les plus grosses locomotives, et, jusqu'à nouvel ordre, il faut rejeter tous les autres systèmes.

Il est particulièrement désirable pour cette application que les mises en marche, qui doivent être aussi rapides que possible, soit effectuées d'une façon bien continue et régulière. Le plus sûr moyen d'obtenir ce résultat sans compter sur l'habileté plus ou moins grande du mécanicien, c'est de recourir à des dispositifs automatiques.

M. F,'J. Sprague, dans son intéressant système de train d'automobiles (voir t. II, p. 263 et 584), emploie dans ce but un dispositif analogue à celui de ses ascenseurs : il suffit d'actionner un poussoir pour que le train parte avec toutes ses résistances et ses moteurs en série et qu'au fur et à mesure de l'accélération les combinaisons se fassent au moment voulu; de cette manière, le mécanicien ne joue aucun rôle et le démarrage est toujours très doux, sans secousses, malgré une accélération très rapide. M. Short arrive à un résultat équivalant d'une façon plus simple, en ajoutant au régulateur un enclenchement commandé par un électro aimant parcouru par le courant principal et qui ne permet au mécanicien de pousser la manette que cran par cran et lorsque le courant ne risque pas de dépasser pendant ce changement une valeur maxima fixée.

On remarquera qu'en général il n'est pas nécessaire que le régulateur permette de ralentir par retour progressif de la manette en arrière; il suffît qu'on puisse la ramener au zéro en approchant de la station d'arrêt.