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' maz ""^^
Le rapport de la vitesse maxima à la vitesse moyenne sera :
Vmai __ r.[S^ r.^ V^ ~~2N/~2' d'où :
On a ainsi le rapport existant entre la vitesse maxima et la vitesse moyenne du piston.
La faible vitesse du piston au moment de l'admission de la vapeur permet à celle-ci d'agir complètement sur lui. Une grande vitesse au départ pourrait amener une perte de pression, d'autant plus qu'à ce moment le distributeur serait peu ouvert, puisqu'il ne démasque que graduellement l'orifice d'admission. Gela arrive surtout pour les distributeurs à tiroir; les machines pourvues de ce genre de distributeur devront avoir, par suite, une vitesse moyenne de
2N/ piston réduite. Cela donnera d'avance pour -^ et, par suite,
pour / une certaine valeur qui permettra déjà de fixer à peu près le rapport a. de la course au diamètre.
Les machines à quatre distributeurs dans lesquelles l'ouverture se fait plus brusquement pourront, pour la raison inverse, avoir une vitesse moyenne plus considérable.
Si, dans les machines à condensation, le piston de la pompe à air est commandé par le prolongement du piston à vapeur, la vitesse de ce dernier est forcément limitée, car le
mouvement de Teau dans la pompe à air exige une vitesse faible.
Les chiffres qui suivent donnent les vitesses moyennes usuelles pour les différents cas qui se présentent industriellement :
Moteurs d'ateliers mécaniques 1",00 à i",25
Locomobiles 1",00 à 1"»,50
Machines à quatre distributeurs i*,60 à 2'",00
Commande de machines électriques 2*,80 à S'^OO
Machines de bateaux 2",80 à S-^OO
Locomotives S^^SO à S-^SO
Ces nombres peuvent d'ailleurs varier, pour la même machine, qui peut marcher à des allures très différentes.
CÏUPITRE IV
ORGANES DE LA MACHINE A VAPEUR A MOUVEMENT ALTERNATIF ET A CYLINDRE UNIQUE
§ 1. — Types des machines a cylindre unique
Les machines à mouvement alternatif peuvent se distinguer par la manière dont le piston est relié à Tarbre moteur.
C'est ainsi que l'on distingue les machines kbalancier, dans lesquelles le piston n'agit sur la bielle que par l'intermédiaire d'un organe appelé balancier et les machines à connexion directe, dans lesquelles la tige du piston est directement reliée à la manivelle de l'arbre par une bielle. On peut distinguer encore les machines à fourreau et quelques autres dispositions spéciales.
Machines à balancier. — Les premières machines à balancier datent de Newcommen et de Watt. Le mouvement du piston est transmis au balancier à l'aide d'un parallélogramme ; le balancier transmet le mouvement de rotation à l'arbre par l'intermédiaire d'une bielle et d'une manivelle.
Pour que le balancier prenne une inclinaison égale et minima de part et d'autre de XX' (fig. 39), il est nécessaire de mettre l'axe de la tige du piston suivant TT* passant par le milieu de GC.
Quand le piston agit de haut en bas, la résistance tend à tirer aussi le balancier de haut en bas, à l'extrémité opposée, et le massif d'appui du point A est appliqué sur sa base : si, au contraire, le piston moteur agit de bas en haut sur une extré-
ORGANES DE LA MACHINE A VAPEUR
mité du balancier avec une puissance P, la résistance placée à Tautre extrémité agit dans le même sens à Tautre extrémité ; il s>nsuit que le point  et, par suite, le massif auquel Tarticulatioii est fixée tendent à être soulevés par un effort 2P. Il faut donc ancrer ce massif ou lui donner un poids supérieur
Fio. 39.
à 2P ; on prend généralement 3P. De plus, les pierres qui le forment doivent être ancrées les unes dans les autres, de façon à ce qu'une partie du massif ne vienne pas à se détacher sous Tinfluence de la poussée verticale.
En général, le balancier est placé à la partie supérieure de la machine, emplacement qu'il peut occuper sans gêner les autres organes. C'est le cas de la machine à rotation de Watt, décrite plus haut. Mais il a parfois été déplacé, comme dans les cas suivants.
Machines marines à balanciers inférieurs doubles {fig, 40). — Les anciennes machines marines, étant construites à balancier, occupaient une hauteur très considérable dans la cale du bateau, ce qui avait le double inconvénient de relever le centre de gravité et de donner prise au vent. Aussi songea-t-on à dédoubler le balancier en deux flasques et à le mettre à la partie inférieure.
La tige du piston commande une traverse T agissant sur
deux bielles projetées l'une derrière l'autre en B el actionnant chacune une flasque F du balancier qui commande à son tour la bielle D et l'arbre 0.
Fi<i. iO. - MacbiDf i bnliDcier lofirieur.
La bielle Ddeïanlavmrquairefoislalongueur delà manivelle environ, pour donner un bon fonctionnement, la machine avait une hauteur encore trop considérable pour la navigation fluviale. Aussi (>mploya-t-on la disposition suivante.
Machine à batnneier d'équcrre. — Le balancier, mû de la même fai;on que précéilemmenl à l'une de sesextrémités, se retourne d'équerre de façon à actionner une bielle horîiontale, qui peut alors avoir toute la longueur nécessaire.
Ces dispositifs sont aujourd'hui à peu près abandonnés.
Les balanciers sont en effet difficiles à exécuter; ils sont lourds, coûteux et toujours sujets b. rupture, s'ils sont en fonte, par suite de l'inégalité Aea ililatalions et du changement d'état lie la fonte.
Le fer forgé, (jun l'on a essayé de substituer à la fonte, a dû être abandonné par suite de son prix.
Balancier américain (fig, 42). — Ce balancier est relié par une bielle au piston de la machine; il est composé de pièces tendues en fer et de pièces comprimées en fonte.
En général, le fonctionnement des machines à balancier est forcément très lent; on ne peut guère dépasser 25 à 30 tours par minute. Ces faibles vitesses impliquent nécessairement des cylindres à vapeur volumineux pour une puissance déterminée. A égalité de puissance, les machines à connexion directe sont préférables.
Machines à connexion directe {fig, 43). — En principe, la transmission d'une machine à connexion directe se compose
d'une bielle AM articulée, d'une part, à la tête de la tige du piston, en A, et, d'autre part, à une manivelle oM qui transforme en mouvement circulaire le mouvement de va-et-vient de la bielle. La longueur oM de la manivelle est évidemment égale à la demi-course.
La bielle a une longueur qui varie entre quatre et cinq fois celle de la manivelle. On verra plus loin le dispositif des articulations et le mode de transmission des efforts.
La disposition des machines à connexion directe est très variable. Le cylindre peut, en particulier, être vertical, incliné ou horizontal.
Si l'on prend pour base de la classification Tinclinaison, la position du cylindre, la disposition de la transmission entre la tige du piston et l'arbre moteur, on a le tableau suivant :
Bielle à action
Fio. 43.
Arbre moteur supérieur au cylindre.
Arbre moteur j inférieur au ] cylindre. (
IL — La tige du piston soht Machines-pilons. ,
LA TIOE
