CHAPITRE II
LES LOCOMOTIVES A GRANDE VITESSE DES SIX GRANDES COMPAGNIES FRANÇAISES.
Machine à grande vitesse de la Compagnie d'Orléans. — La machine à grande vitesse adoptée par la compagnie d'Orléans a été étudiée par M. Forquenot, ingénieur en chef du chemin de fer d'Orléans.
Cette machine, que nous représentons dans la figure 218, comporte quatre essieux, dont deux essieux moteurs accouplés, et deux porteurs, l'un en avant, l'autre en arrière. Ce dernier est placé sous le foyer, à l'arrière de celui-ci. Il a pour but de diminuer un peu la charge de l'essieu à grandes roues d'arrière, et d'augmenter la stabilité de la machine, pendant les très grandes vitesses, par la suppression du porte-à-faux du foyer et l'augmentation de la base de la machine. Le châssis de la machine étant intérieur, les boîtes à graisse de l'essieu do support d'arrière sont portées par deux petits longerons constituant des portions de châssis extérieurs.
La chaudière est en tôle de fer, le foyer est du système Tenbrinck, comme dans presque toutes les machines de la Compagnie d'Orléans, avec bouilleurs en cuivre, trémie de chargement et grille en éventail, à gi'adins latéraux. Les tubes sont en
laiton; la cheminée est en forme de tronc de cône ; le régulateur, à tiroir incliné, avec tringle extérieure, est installé dans un dôme de vapeur placé au milieu de la chaudière et muni de deux soupapes de sûreté ordinaires et d'une soupape à ressort à charge directe.
La charge est à peu près également répartie entre les deux essieux accouplés : elle est de près de treize tonnes, pour l'essieu le plus chargé.
Les cylindres sont extérieurs, horizontaux, et placés en avant de l'essieu porteur d'avant. Les tiroirs sont au-dessus, avec double inclinaison d'avant en arrière et de dedans en dehors. Ces derniers sont actionnés par des coulisses ren\^ersées, et la manœuvre du levier de changement de marche est à vis et à manette.
L'arbre de relevage général de la coulisse est en dessous, commandé par un mouvement de sonnette, supporté à la partie supérieure du longeron. Cette disposition est nécessitée par la présence de la partie inférieure du corps des cylindres à vapeur, qui descend très bas entre les roues.
L'alimentation de la chaudière se fait au moyen d'un injecteur Bouvret, et d'une pompe à deux pistons.
L'arrière de la machine porte un abri complet, reposant sur les colonnettes de rampe, avec évidements latéraux et renversées.
Le tender est à quatre roues, et d'une contenance d'environ dix mètres cubes d'eau.
Cette machine réalise une vitesse effective de 63 kilomètres à l'heure, avec les trains rapides de Paris à Bordeaux, et elle peut circuler à grande vitesse sur des lignes présentant des inclinaisons de 10 à 16 millièmes, avec courbes de 300 à 500 mètres de rayon.
Voici les principales dimensions de cette locomotive :
SUPPLÉMENT A LA LOCOMOTIVE
Longueur de la machine à
l'extérieurdes tampons. 9™, 344
Nombre des tubes. ..... 177
Diamètre moyen du corps
cylindrique I™,2o0
Timbre de la chaudière. . 9^'
Surface de chauffe totale
des tubes 128>°,760
Hau teur de l'axe delà chaudière au-dessus du rail. l™,9o7
Diamètre des cylindres.. 0™,44
Course des pistons 0",6o
Diamètre des roues accouplées 2'°,00
Diamètre des roues de
support 1",26
Poids de la machine en
service 41.800''
Effort de traction 3.680"
Machine à grande vitesse de la Compagnie Paris - Lyon - Méditerranée. — La machine employée par la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, pour remorquer ses trains rapides (fig. 219), ofl're une grande ressemblance avec celle que nous venons de décrire. Comme cette dernière, elle présente quatre essieux, dont deux moteurs accouplés et deux porteurs, en avant et en arrière. Les plus notables différences consistent dans la chaudière, dont le foyer a des dimensions beaucoup plus grandes. La grille, du type ordinaire, est très inclinée, avec une petite grille mobile à l'avant. Le régulateur est placé dans un dôme posé sur le milieu du corps cylindrique, et portant deux soupapes de sûreté ordinaires.
Le châssis est intérieur, et l'essieu d'arrière est également porté par deux longeronnets extérieurs. Les deux roues motrices, accouplées, ont un diamètre un peu plus grand que celles des machines d'Orléans.
Les deux essieux d'avant et d'arrière ont un jeu latéral, réglé par des plans inclinés, pour faciliter
l'entrée dans les courbes. Les cylindres sont extérieurs, horizontaux, et en avant de l'essieu porteur d'avant.
Les pistons en fer évidés font corps avec les tiges; leur garniture est composée de cercles en fonte logés dans les gorges. L'ar- i bre de relevage est aussi à la partie inférieure, mais il est commandé directement par le tirant de changement de marche.
La particularité essentielle de cette machine réside dans les dimensions considérables données aux cylindres à vapeur, dont le diamètre atteint 0", 500 avec une course de 0", 6S0, et qui permettent de fonctionner par conséquent avec d'aussi faibles admissions de vapeur et d'aussi longues détentes que possible.
Mais c'est évidemment là le reproche que l'on peut faire à ces machines. L'augmentation de poids qui résulte de ces dimensions anormales n'est pas suffisamment compensée par l'économie de vapeur qu'on peut en attendre.
La chaudière est alimentée par un in jecteur vertical. Le tender est à 6 roues, d'une contenance moyenne de dix mètres cubes, que l'on peut au besoin porter à douze mètres. La machine est munie d'un simple écran-abri.
Cette locomotive est la plus pesante des machines express en service sur les différentes lignes de chemins de fer français. Elle traîne, à la vitesse de 50 kilomètres, des trains directs de 190 tonnes et à 70 kilomètres, et des trains rapides de 105 tonnes, sur des profils à rampes de 5 millièmes.
Voici ses dimensions principales:
Longueur de la machine à l'extérieur des tampons 9™, 560
Nombre des tubes 164
Diamètre moyen du corps cylindrique 1",238
Timbre de la cliaudière 9^'
Surface de chauffe totale des tubes. 125™, 84 Hauteur de l'axe de la chaudière
au-dessus du rail 1°',940
Diamètre des cylindres 0",50
Course des pistons 0™,6o
Diamètre des roues accouplées.. 2", 10
Diamètre des roues de support.. 1™,30
Poids de la machine en service.. 44.840''
Effort de traction 4.530''
Machine à grande vitesse de la Compagnie de l'Est. — La machine à grande vitesse, actuellement en service sur le réseau de l'Est (fig. 219), a remplacé la machine du type Crampton, qui était employée exclusivement auparavant pour les trains rapides, lorsque la charge de ces trains était relativement peu considérable. Elle rappelle la machine Crampton par la position de l'essieu moteur, qui est à l'arrière, et par la disposition caractéristique du châssis, composé de longerons intérieurs, pour les gTandes roues, et de longerons extérieurs, pour les petites roues. Ces deux longerons, fortement entretoLsés, comprennent entre eux les cylindres à vapeur, dont l'attache devient dès lors très facile. Mais la présence du second essieu à grandes roues, destiné justement à donner plus d'adhérence et de puissance à la machine, ne permet plus l'abaissement du corps de la chaudière ; ce qui donnait à la machine Crampton sa grande stabilité, et constituait son avantage essentiel. Néanmoins, la position du foyer, par rapport aux deux essieux accouplés, lui donne une assez grande stabilité, bien qu'elle ne présente qu'un troisième essieu porteur en avant.
Les roues motrices ont un diamètre considérable(2",30). C'est à peu près le seul reproche que l'on puisse adresser à cette machine, excellente à tous égards. Un diamètre de 2 mètres, ou 2", 10, n'aurait entraîné qu'une augmentation insignifiante dans le nombre des oscillations du piston, et aurait peut-être permis d'abaisser considérablement le centre de gravité de la machine.
Le foyer est carré; la grille, disposée de façon à pouvoir brûler des combustibles menus, est en trois parties : celle d'ai'rière,
rès courte, est une sorte le sole en fonte ; la seîonde est formée de bareaux en fer inclinés; a troisième est une peite grille mobile pour lettoyer le feu. Le corps ubulaire de la chaulière est relativement ;ourt, comparé à celui les machines de la Com- )agnie d'Orléans et de la W[éditerranée.
Le régulateur àvapeiir )st logé dans une boite ipéciale avec tringle exérieure. Il y a, de plus, m milieu du corps cyindrique, un dôme de 'apeur portant deux souîapes de sûreté. Une troisième soupape à res- 5ort, directe, se trouve m dessus du foyer.
L'essieu d'avant a un eu transversal réglé par des plans inclinés interposés entre les coussinets et leurs boîtes.
Grâce au système de suspension le poids adhérent total est réparti également entre les deux essieux moteurs à raison de 13 72 tonnes par essieu.
Les cylindres sont placés entre l'essieu d'avant et l'essieu moteur d'accouplement. Ils sont pris entre le longeron intérieur et le longeron extérieur. Les tiroirs sont au-dessus des cylindres, avec double inclinaison,
ta
eu
comme dans les machines que nous venons de décrire, et ils sont actionnés par des coulisses renversées.
tenance est de dix mètres cubes deau.
Voici les dimensions principales de cette locomotive :
Longueur de
la machine
à l'exté -
rieur des
tampons. . .
Nombre des
Diamètre
moyen du
corps cy -
lindrique. .
Timbre de la
chaudière .
Surface de
chaufTe to-
tale des tu-
bes
Hauteur de
l'axe de la
chaudière
au - dessus
du rail. . . .
Diamètre des
cylindres. .
Course des
pistons . . .
Diamètre des
roues ac-
couplées . .
Diamètre des
roues de
support. . .
Poids de la
machine en
service. . . .
EfTortdetrac-
La machine a un abri complet, évidé sur hs côtés.
Le tender est à quatres roues : sa con-
Machine à grande vitesse de la Compagnie du Midi. — Nous représentons dans la figure ci-contre la machine à grande vitesse employée par la Compagnie du chemin de fer du Midi. Elle offre une grande analogie, au point de vue de l'ensemble, avec celle du chemin de fer de l'Est. Elle en diffère, toutefois, par l'emploi exclusif du châssis intérieur. Le ciil du
SUPPLÉMENT A LA LOCOMOTIVE
foyer est cylindrique et de même diamètre que le corps des cylindres à vapeur avec lequel il se raccorde directement. Le foyer a des dimensions relativement restreintes pour une machine de grande puissance ; ce qui a permis de le descendre entre les essieux accouplés.
Le régulateur de vapeur à tiroir, avec tringle extérieure, est placé dans une boîte spéciale. Il est commandé au moyen d'un volant à manivelle et d'une tige filetée. Sur le milieu de la chaudière, un dôme de vapeur porte les deux soupapes de sûreté, du système ordinaire. L'alimentation d'eau dans la chaudière se fait au moyen de deux injecteurs du système Bouvret.
Le longeron est complètement intérieur, et la suspension, contrairement à ce qui existe avec les machines ci-dessus décrites, est faite au moyen de ressorts indépendants pour chaque essieu.
Cette dernière disposition, nécessitée par la grande profondeur du foyer, est défectueuse ; car elle rend difficile, sinon impossible, une répartition à peu près égale des charges sur les roues motrices. Il peut ainsi arriver que ce soit l'essieu d'arrière qui se trouve le moins chargé, alors, au contraire, que c'est ce dernier essieu qui devrait être le plus chargé. L'essieu d'avant a ses ressorts au-dessus, et ses boîtes à graisse sont de plans inclinés.
Les cylindres à vapeur sont extérieurs, horizontaux, fixés aux longerons entre l'essieu d'avant et actionnés par des coulisses renversées. La bielle qui les relie aux tiroirs étant longue, l'influence de l'obliquité est peu sensible.
La machine porte un abri, pour le mécanicien , ouvert sur les côtés et supporté par l'écran d'avant et par les colonnettes de rampe.
Cette machine remorque, en palier, des trains de 160 tonnes, avec une vitesse de 75 kilomètres à l'heure.
Voici ses dimensions principales:
Longueur de la machine à l'exté-
rieur des tamp(jns 8™,o70
Nombre des tubes 180
Diamètre moyen du corps cylindrique 1°',280
Timbre de la chaudière O''
Surface de chauffe totale des tubes. 1 00™, 16 Hauteur de l'axe de la chaudi-re
au-dessus du rail 2™, 00
Diamètre des cylindres 0",43
Course des pistons 0™,60
Diamètre des roues accouplées. . 2™, 09
Diamètre des roues de support.. 1"',40
Poids de la macliine en service. . 37.500''
Effort de traction S.lOo''
Locomoùve à grande vitesse de la Compagnie du Nord. — La locomotive à grande vitesse de la Compagnie du Nord, que nous représentons dans la figure 222, est caractérisée par l'emplacement des cylindres à vapeur, situés à l'intérieur des longerons, et surtout parla substitution à l'essieu porteur d'avant, d'un truck articulé, ou bogie, d'après le système employé à l'étranger et surtout en Autriche, dans le but de faciliter à cette machine l'accès des lignes à courbes de petit rayon.
La boîte à feu, du système Belpaire, est à enveloppe carrée. La grille est à barreaux inclinés, avec jet-C-feu en avant.
Le régulateur de vapeur à tiroir est logé dans une boîte séparée, à l'avant de la chaudière. Le dôme de vapeur porte une des soupapes de sûreté, l'autre est au-dessus du foyer.
Le châssis est formé de deux cours de longerons comprenant les grandes roues L'essieu moteur, placé à l'avant du foyer, est pourvu de quatre boîtes à graisse.
L'essieu accouplé placé près du foyer n'a que deux boîtes à graisse.
Le châssis du bogïe porte, au centre, une crapaudine, dans laquelle pénètre un pivot à génératrices curvilignes. Ce pivot ne sert que d'axe ; la charge est transmise par deux supports latéraux, à glissières,
SUPPLÉMENT A LA LOCOMOTIVE
disposés comme les pièces analogues des anciennes machines Engerth.
Le châssis, avec traverses en fer à l'avant et à l'arrière, présente une très grande solidité. Les cylindres à vapeur, horizontaux, avec les tiroirs placés verticalement entre eux, forment un seul bloc serré entre les longerons intérieui's.
L'essieu coudé, chargé en quatre points, a ses coudes frettés. L'accouplement est fait par des manivelles et bielles extérieures.
La machine n'a pour le mécanicien qu'un abri-écran de très petites dimensions.
Le tender, à quatre roues, contient huit mètres cubes d'eau.
La machine à grande vitesse de la Compagnie du Nord rentre, on le voit, dans la catégorie des machines lourdes. On peut discuter la valeur de l'emploi du bogie, qui n'est pas sans avoir contribué à l'exagération du poids, pour des lignes où, en définitive, les courbes ne descendent jamais à de bien faibles rayons. C'est à la pratique à démontrer s'il est réellement utile de donner à une locomotive une mobilité qui a ses avantages, mais qui a aussi l'inconvénient de lui ôter beaucoup de sa stabilité sur les rails.
Nous donnons ci-après les principales dimensions de cette machine :
Longueur Je la machine à l'extérieur des tampons O^.l^O
Nombre des tubes 201
Diamètre moyen du corps
cylindrique 1'",2j1
Timbre de la chaudière. 10''
Surface de chauffe totale
des tubes 95"-, 88
te
Hauteur de l'axe de la chaudière
au-dessus du rail 2", 10
Diamètre des cylindres 0",432
Course des pistons 0™,610
Diamètre des roues accouplées.. 2™, 100
Diamètre des roues de support.. l™,Oi
Poids de la machine en service. . 41.600''
Effort de traction 3.020"
Locomotive à grande vitesse de la Compagnie de l'Ouest. — La locomotive à grande vitesse de la Compag-nie de l'Ouest, que nous représentons dans la figure 223, est, comme la précédente, une machine à cylindres à vapeur intérieurs. Elle a trois essieux, dont deux accouplés. L'essieu moteur est celui du milieu, et l'essieu d'arrière est juste au-dessous du foyer; ce qui a empêché de donner à ce dernier une grande profondeur.
La grille, faiblement inclinée, est en deux parties, dont la plus courte est à l'arrière, contrairement à ce qui se pratique d'ordinaire. Le régulateur de vapeur, à tiroir, est logé dans une boite fixée, non sur le corps des cylindres, comme à l'ordinaire, mais sur la face antérieure du dôme de prise de vapeur. Le régulateur de vapeur est ainsi plus facile à visiter que s'il était sur le dôme, et d'autre part on n'a pas d'ouverture spéciale à percer dans le corps des cylindres à vapeur. Le dôme de vapeur porte une soupape de sûreté; une seconde est au-dessus du foyer.
Le châssis est composé de deux longerons extérieurs, et d'un longeron partiel intérieur, portant une boîte, pour charger le milieu de l'essieu moteur, au moyen d'un ressort placé en dessous. Les ressorts des boîtes extérieures sont tous indépendants, et placés au-dessous des longerons.
L'essieu moteur est à coude simple ; les manivelles et les bielles d'accouplement sont situés à l'extérieur des longerons.
Les cylindres à vapeur sont placés à l'intérieur, ainsi qu'il a été dit, avec les boîtes à tiroir et le mécanisme de distribution intérieur aux longerons.
La distribution de la vapeur dans les
cylindres se fait au moyen de coulisses droites, du système Allen. Le tender, à quatre roues, contient 6.300 litres d'eau.
Cette machine, qui est une des plus légères parmi les locomotives à grande vitesse, puisqu'elle ne pèse que 36 tonnes, et celle dont les roues motrices ont le plus petit diamètre, réunit les avantages des machines à cylindres à vapeur intérieurs, au point de vue de la stabilité, avec ceux des machines à cylindres extérieurs, sous le rapport de la facilité de surveillance et de nettoyage.
Voici ses dimensions principales :
Longueur de la machine à l'exté-
rieur des tampons 8™, 50
Nombre de tubes Iu6
Diamètre moyen du corps cylindrique I™,170
Timbre de la chaudière 9''
Surface de chauffe totale des
tubes 92"
Hauteur de l'axe de la chaudière
au-dessus du rail 2", 150
Diamètre des cylindres 0'",42
Course des pistons O^/jO
Diamètre des roues accouplées . . l",9:j
Diamètre des roues de support . . l™,2!t
Poids de la machine en service. . 36.000"
Effort de traction 3.210"
