CHAPITRE V

45. Phases de la distribation. — Dans le cylindre d'une machine à double effet, chacun des deux compartiments, que sépare le piston, est en communication tantôt avec une source de vapeur à la pression supérieure, tantôt avec une enceinte où règne une pression moindre; à d'autres instants, ce compartiment est complètement isolé : alors la vapeur qu'il renferme se détend ou est comprimée, selon le sens du mouvement du piston.

La distribution comprend ainsi, pour chacun des deux compartiments, qu'il convient de considérer isolément, quatre phases, Vadmission, la détente, V échappement, la compression.

En tenant compte des changements dans le sens du mouvement du piston, on subdivise ces quatre phases en six :

i^ l'admission;

Pendant l'aller du piston l 2? la détente ;

3® l'échappement anticipé :

4<^ réchappement ;

Pendant le retour du piston ] 5<^ la compression ;

6<^ l'admission anticipée.

Le piston n'effectue qu'un faible parcours pendant la sixième phase, qui même n'existe pas dans beaucoup de machines. Souvent aussi les périodes d'échappement anticipé et de compression (S** et 5<^J ne correspondent qu'à de petits déplacements du piston.

La figure 41 représente les diagrammes d'indicateur rele* vés dans les deux compartiments du cylindre» ou, comme

on dit, sur les deux, 'aces du piston; les commencements des sis périodes de la distribution sont numérotés. On voit, sur ces diagrammes, les laminages de la vapeur qui dépendent de la grandeur des orilîces de passage et de la vitesse

PJg 4) — DiaRrammesde la prr '^[ n-.urh-.il iix faces du piston

1. i> prcuioD BUT la (ace jtaudie du piâLon pendant 1 admission; — !, 3, pendant

lad^pnlQ; — a, *, peihlanL réchappempnt aïkltcipt^; —4,5, pendant J'éciiappament ;

" 5. G. pendant la compreasion ; — û, 1, jiendaDl l'admission anUeip^; — i', ï", 3",

du piston. La figure 42 montre, en traits ponctués, le diagramme que donnerait la machine marchant avec une assez grande lenteur pour qu'il n'y ait aucune chute de pression au passage des orifices du cylindre ; le diagramme avec laminage de la vapeur est tracé en traits pleins.

En étudiant la distribution dans un cylindre, on détermine, pour ses deux faces, les positions du piston lors de l'ouverture et de la fermeture des orifices d'admission et d'échappement, positions correspondant aux numéros 2 — 3 — 5 — 6 et 2' — 3' — 5' — 6' des figures ; si oh connaît, en outre, à chaque instant, la dimension de l'ouverture pen-

dant les périodes d'admission et d'échappement, 6 à 2 et 3 à 5, 6' à 2' et 3' à 5', ainsi que la vitesse du piston, on peut apprécier les chutes de pression dues au laminage.

ye

lT — t

Fig. 42. — Phases de la distribution sans laminages (trait ponctué)

et avec laminages (trait plein).

46. Tiroir unique et excentrique. — Pour ouvrir et fermer un orifice, le système le plus simple consiste en une

plaque qui peut glisser sur une table plane percée d'une ouverture, que la plaque découvre et recouvre ; la vapeur, qu'il s'agit de laisser passer et d'arrêter, accède librement au-dessus de la plaque et la maintient constamment appli quée sur la table. Mais une telle plaque ne remplit qu'une fonction unique, et le sens du mouvement de la vapeur ne peut être renversé, comme il le faudrait pour Téchappement,

Fig. 43. — Tiroir ordinaire ; vue en dessous; coupe du tiroir et des lumières.

DISTRIBUTION DE LA rAPEUB 97

parce que la pression soulèverait la plaque. En creusant la Tace de la plaque qui glisse sur ta table, on établit la communication de l'oriUce avec une seconde ouverture de la tiible, qui sert pour l'échappement: tel est le tiroir ordinaire (fig. 43).

Fig, i4. — Lumitres du cylindre et Uroir : coupe longitudinale ; vue en dessus des lumières, le tiroir enlevé; vue en dessus du

La fi^'urc 4i représente les deux lumières d'admission, uhoutisaant aux fonds du cylindre, et celle du milieu, qui sert pour l'échappement. Les ouvertures des lumières sur h table sont des rectangles de hauteur commune h et de bases a, Og, a', séparées par des barrettes de largeur b. La bngueur 6 + "« + *• est désignée par la lettre A. Le tiroir présente une face plane qui s'applique exactement et qui glisse sur la table ; cette face est un rectangle de hauteur

98 M15l'EL DB LA MACHINE A TAPBrR

h -\-teua peu plus grande que h. La face plane du tiroir pré-

fÏÏ^iZ^i

Fig. ts. — Cylindre et tiroir avec a^es parellëlcs, placés avec l'axe de l'arbre moleur dans un plan unique, pour une machine pilon : coupe verticale par le plan des axes. Dans la position figurée, l'admission a lieu au-dessusdu piston, et l'échappement en dessous.

sente en outre un évidement rectangulaire de hauteur k.

Dans les machines simples, le tiroir est conduit par une manivelle de rayon ?*, le plus souvent de l'espèce dite excentrique. Fréquemment, les axes du cylindre et de la tige du tiroir sont parallèles et un même plan contient ces deux axes et celui de l'arbre (fîg. 45).

Dans les tracés qui suivent, le mouvement du tiroir est représenté dans le plan de Texcentrique, perpendiculaire à l'arbre moteur ; sur la figure 46 notamment, la coupe du tiroir et des lumières est supposée rabattue dans ce plan.

Fig. 46. — Commande du tiroir par un excentrique; coupe par un plan perpendiculaire à l'arbre ; la coupe des lumières du cylindre et du tiroir est rabattue, par une rotation de 90», sur le plan de la figure.

Les dimensions, qui caractérisent une distribution par tiroir, sont celles des lumières, du tiroir, du mécanisme de commande, et enfin une cote qui précise la position du tiroir sur la table des lumières.

Pour les lumières, il faut avant tout fixer les distances des bords des deux lumières extrêmes, c'est-à-dire les trois longueurs El, II', l'E' (fig. 44), désignées par les lettres a, A et a' ; il est rare que les largeurs a et a' ne soient pas égales.

Les dimensions caractéristiques du tiroir sont de même les distances de leurs quatre bords, ei, W et i'e', désignées par /, L eil' : les longueurs l et l' sont fréquemment égales.

Le mécanisme de commande est défini par le rayan d'excentricité r et par Vangle que fait ce rayon avec la mani-

velle motrice, compté dans le sens du mouvement de rotation ; on appelle angle d'avance (o sur les figures) ou avance angulaire, l'excès de cet angle sur un angle droit. Il faut aussi connaître la longueur de la bielle ou barre d^excentrique, TA (fig. 46).

Enfin la position du tiroir sur la table des lumières est précisée quand on indique la distance du bord mobile e au bord fixe E, pour une position déterminée de la machine, par exemple lorsque la manivelle motrice est à son point mort OM4 ; à ce moment, le piston est à fond de course du côté de la lumière El. Cette distance Ee, pour cette position de la machine, s'appelle avance linéaire du tiroir; elle est souvent très petite et même nulle.

Qu'on suppose fixées toutes ces cotes caractéristiques ; en partant de la position initiale OT,, occupée par le rayon d'excentricité quand le piston est à fond de course, qu'on fasse faire un tour complet à l'arbre de la machine, et qu'on observe le déplacement du bord e du tiroir, par rapport au bord E de la lumière ; au début, la lumière s'ouvre, ou est déjà légèrement ouverte : le bord mobile e est en contact avec le bord fixe E ou bien l'a légèrement dépassé. vers la droite, sur la figure ; puis, tant que e continue son mouvement vers la droite, la lumière El s'ouvre de plus en plus ; l'ouverture se rétrécit quand e se déplace en sens contraire, pour être complètement close lorsque e se trouve au delà de E : en résumé, l'ouverture et la fermeture ont lieu quand le bord mobile du tiroir, e, passe sur le bord fixe de la lumière, E ; la lumière est ouverte ou fermée suivant que e se trouve plus ou moins éloigné que E du point 0, centre de l'arbre.

La communication avec le condenseur, pour le même côté du piston, commence et cesse quand le bord intérieur du tiroir, i, passe sur le bord 1 de la lumière ; cette communication est ouverte ou fermée suivant que le bord i est plus rapproché ou plus éloigné du centre que le bord I.

Connaissant ainsi les positions des bords du tiroir, e et i,

qui produisent l'ouverture et la fermeture de la lumière EJ, pour l'admission et pour l'échappement, sur le côté du piston desservi par cette lumière, on en déduit les positions correspondantes du rayon d'excentricité OT, qui conduit le tiroir.

Pour la seconde lumière, qui dessert l'autre face du piston, ce sont les déplacements du bord c' du tiroir, par rapport au bord fixe E', et du bordi' par rapport à I', qui règlent l'admission et l'échappement.

L'étude de ces mouvements serait peu commode, s'il fallait tracer, pour chaque position intéressante du tiroir, le mécanisme complet de commande, avec sa longue bielle : mais ce tracé peut être simplifié. Le mécanisme étant dans une position quelconque, OÏA (fig. 46), l'arc de cercle T^

Fig. 47. — Gabarit pour le tracé exact du déplacement du tiroir : le rayon du petit côté de l'équerre est égal à la longueur de la barre d'excentrique (à l'échelle du dessin).

dont A est le centre et AT le rayon, détermine une longueur A^ égale à celle de la barre d'excentrique AT, longueur At qui prolonge, vers l'arbre, la tige du tiroir. Si cette tige était effectivement prolongée de la sorte, et portait en t un modèle du tiroir, avec ses dimensions caractéristiques, /, L, /', ce modèle, lié par une tige rigide au véritable tiroir, en répéterait les mouvements pendant la marche de la machine ; le tiroir serait ainsi rapproché du cercle décHt par le rayon de l'excentrique, OT, ce qui faciliterait le tracé de l'épure. On obtient aisément le point t, correspondant à T, en traçant l'arc de cercle de rayon égal à la longueur de la bielle du tiroir, à l'aide d'un gabarit simple, construit en taillant le petit côté d'une équerre à dessin suivant le rayon voulu (fîg. 47).

Il faut transporter en même temps les points fixes de la table sur laquelle se meut le tiroir : en désignant par e l'avance linéaire, pour la position initiale 0T„ le point fc est à la distance £ du borde du tiroir, alors en t, (fig. 48). L'arbre tournant dans le sens de ta flèche, le point e s'éloigne de E, en ouvrant de plus en plus la lumière, jusqu'à ce qu'il arrive en T' ; alors il se rapproche de E, qu'il rencontre

lorsque le rayon d'excentricité passe en 0T|. La lumière reste alors fermée pour l'admission, jusqu'à ce que le rayon passe en OTj; à ce moment commence l'admission anticipée.

Pour l'échappement, on doit suivre le mouvement du bord t du tiroir, qui est à la distance l du bord e, par rapport au point fixe I, qui est séparé de E par la largeur a de la lumière. Qu'on transporte les points t et I d'une longueur ( vers e : le mouvement relatif ne changera pas, mais i se confondra avec le point l, qui précédemment flgurait le bord e ; après ce transport, I est en l,, ayant dépassé E d'une longueur ( — a, égale à l'excès de la largeur de la bande du tiroir sur celle de la lumière.

On voit alors que le point ( (c'est-à-dire le bord intérieur i du tiroir) passe sur 1, quand le rayon OT vient en OTj et en OTs; la position OT, marque le commencement de l'échappement anticipé, et 0T„ la fin de l'échappement : la séparation de ces deux périodes a lieu lorsque le piston est

à fond de course; à ce moment OT passe en OT'^, diamétralement opposé à OTj.

Le déplacement du même point t sur le diamètre TT' montre comment la distribution se fait sur l'autre face du piston, si on lui fait représenter successivement les bords e' et i' du tiroir : il faut pour cela supposer les points fixes E' et r déplacés vers E respectivement de la longueur du tiroir, / + L + ^' ^^ d© l9 longueur l + L-

Fig. 49. — Épure du déplacement du tiroir sur les lumières.

Sur la face du piston voisine de l'arbre : T| T^, parcours angulaire pendant l'admission; — T, Ts, détente; — T3 T',, échappement anticipé; — T\ T», échappement; — T5 Tfl, compression ; — ToTi, admission anticipée. Les lettres avec accents s'appliquent à l'autre face du piston.

En résumé, toute l'étude de la distribution revient à suivre sur le diamètre T'T" le mouvement du point ï, projection de T suivant un arc de cercle, dont le rayon est la longueur de la barre, et qui coupe normalement ce diamètre.

Sur ce diamètre T'T" sont marqués quatre points fixes EIET (fig. 49) : le passage du point mobile t sur ces repères indique le commencement et la fin des diverses phases de la distribution : et la distance de ^ à ces repères montre à chaque instant la largeur des ouvertures données par le tiroir.

i05r MANUEL DE LA MACHINE A VAPEUtt

La distance El de la figure 49 est égaie à / — a, excès de la largeur / de la bande du tiroir sur la largeur a de la lumière : lorsque cette bande recouvre la lumière, elle la dépasse de deux quantités dont la somme est constante et égale à cette différence / — a. En précisant une position spéciale du tiroir, on peut définir séparément chacune de ces quantités dont la somme égale l — a : c'est ce qu'on nomme le recouvrement extérieur et le recouvrement intérieur du tiroir : cette définition séparée n'est pas indispensable, car il suffit de considérer la somme de ces deux longueurs. De même ET est égal à la différence, /' — a', des largeurs de l'autre bande et de l'autre lumière, ou à la somme des recouvrements de cette seconde bande.

Sur le diamètre TT", 1 1', d'après la construction, est égal à la dffïérence de la distance A des bords intérieurs des lumières et de la distance L des bords intérieurs du tiroir : cette différence est la somme des recouvrements intérieurs du tiroir. L peut être plus grand que A, alors le tiroir ne peut recouvrir à la fois, vers l'intérieur, les deux lumières : on dit qu'il a des recouvrements intérieurs négatifs ou des découverts : sur le diamètre TT", le point I passe à droite du point r.

Enfin la distance du point E à la position initiale *^ du point t est V avance linéaire correspondante du tiroir, e. L'avance linéaire pour l'autre côté du piston, s', égale à E't\ (fig. 49) et se déduit des dimensions qui viennent d'être indiquées.

On voit que les éléments essentiels, qui précisent les phases d'une distribution, se réduisent aux suivants :

Le rayon d'excentricité, r;

L'angle d'avance, o ;

La longueur de la barre d'excentrique, qui fixe le rayon de l'arc projetant Tt ;

La somme des recouvrements sur chacune des bandes du tiroir ;

La somme des deux recouvrements intérieurs :

DISTUIBUTION DE LA VAPEUR iOo

L'avance linéaire du tiroir à l'un des fonds de course du piston, s ou e'.

Il est inutile de donner séparément les deux recouvrements extérieurs et les deux recouvrements intérieurs, ce qui exige qu'on suppose le tiroir placé dans une position spéciale, peu intéressante, d'ailleurs, à considérer, et qu'on ne définit très clairement que lorsque le tiroir est symétrique comme les lumières, cas d'ailleurs fréquent.

En ajoutant sur le tracé (fîg 49), à partir des quatre points fixes, les largeurs a et a' des lumières, on fait voir directement, dans chaque position du point mobile t, les dimensions des ouvertures.

Figf. 50. — Mouvements corrélatifs du piston et du tiroir : la manivelle motrice OM suit la manivelle du tiroir, OT, à distance angulaire invariable, égale à 90» -f- o.

Les phases de la distribution sont ainsi rapportées aux positions de la manivelle du tiroir, ou du rayon d'excentricité; on en déduit les positions correspondantes du piston, qu'il faut connaître pour se rendre compte du travail exercé par la vapeur. Sur les coupes perpendiculaires à l'arbre de la machine, la manivelle motrice se projette suivant un rayon OM (fîg. 50), qui suit à distance angulaire constante, 90O + 0, le rayon OT de Texcentrique. Le rayon R de la manivelle motrice est presque toujours plus grand que le rayon d'excentricité, r : mais, pour simplifier les tracés, on peut supposer ces rayons égaux, ce qui revient à un simple changement d'échelle pour l'un d'eux.

Pour une position quelconque de OT, il faudrait donc tracer OM tel que l'angle MOT fût égal à 90<> + 8, puis la bielle motrice MA. Le mouvement de A est le même que celui du piston. On peut encore transporter ce point A dans l'intérieur du cercle OM, comme on Ta fait pour le tiroir, en

Fig. 51. — Tracé des positions correspondantes du tiroir et du piston au début des diverses phases de la distribution : le mouvement du tiroir se projette sur le diamètre horizontal, celui du piston sur le diamètre Tj T'^.

traçant l'arc de cercle MP de rayon AM, ou en projetant circulairement M sur T'T" à l'aide d'un rayon égal à la longueur de la bielle motrice : ce rayon subira la même transformation d'échelle que la manivelle OM.

Il est évident qu'on simplifiera les tracés, si, au lieu de mener tous ces rayons OM à la distance angulaire 90^ + S en

arrière de OT, on suppose qu'on fasse tourner de cet angle 90°+ 8 vers OT, une fois pour toutes, le système des rayons OM, ainsi que le diamètre T'T". OM se confond alors avec OT et doit se projeter sur le diamètre TjT^ (fig. 51) ; on n'aura plus qu'à mener l'arc de cercle projetant TP ; le mouvement de P sur le diamètre TjT^ sera précisément celui du piston entre ses fonds de course.

Fig. 52. — Distribution sans avances linéaires ni recouvrements intérieurs, avec parcours égaux du piston pendant les phases d'échappement anticipé et de compression (PjT^ss P', TJ.

Ces tracés permettent d'apprécier les diverses distributions que peut donner un tiroir conduit par un excentrique. Pour simplifier cette recherche, on supposera d'abord, comme cela existe parfois, que les avances linéaires, e et e', sont nulles, ainsi que la somme des recouvrements intérieurs (L = A). En choisissant l'angle 8 d'avance, on fixe le diamètre TJ!^. Puisque e et e' sont nuls, les points fixes E etE'

sur le diamètre Ï'T", doivent coïncider (fig. 52) avec les projections circulaires de ï^ et de T^. D'après la seconde hypothèse, les points I et I' se confondent : on pourra les placer de manière que les longueurs P3Ï4, et P'^T^ soient égales : alors les périodes d'échappement anticipé et de compression correspondent à des parcours égaux du piston, les points P3 et Pj', P3' et P5 se confondant.

Pendant les admissions sur les deux faces du piston, la manivelle parcourt deux angles égaux : mais Tégalité n'existe pas pour les parcours du piston : T^V^ est plus petit que T/P^', puisque la courbure des arcs projetants, T2P2, 'l^'Pg', réduit le parcours T^Pg, correspondant à la face du piston qui regarde l'arbre, et allonge le parcours, T/P,', pour l'autre face. Plus le rayon projetant est petit, ou plus le rapport des longueurs de la bielle et de la manivelle est faible, plus cette différence est marquée.

Par contre, l'ouverture de la lumière est un peu plus grande pour le côté qui a la plus courte admission, à cause de la courbure de l'arc projetant 1\E, Tj'E' : elle est ET' pour le côté qui regarde l'arbre, ET" pour l'autre. La courbure de cet arc est d'ailleurs habituellement bien moindre que celle de l'arc TP, la bielle du tiroir étant, par rapport à sa manivelle, plus longue que la bielle motrice. Dans les machines rapides, le laminage sera moindre du côté de la plus grande ouverture, qui correspond au plus faible parcours du piston, ce qui rapproche de l'égalité le travail moteur sur les deux faces du piston.

Plus l'angle d'avance 8 sera grand, plus les parcours du piston, pendant l'admission, TjPj et T^'Pj', diminueront; mais, par contre, les parcours Pgï^ et PgTi (ou P'sTJ, pendant l'échappement anticipé et la compression, augmenmenteront ; en outre, les ouvertures les plus grandes des lumières, ET' et E'T", se restreindront. On ne peut donc obtenir de courtes admissions qu'avec de longs échappements anticipés et de longues compressions, et de faibles ouvertures des lumières pour l'entrée de la vapeur.

L'examen des effets des avances linéaires et des recouvrements intérieurs complète ce premier aperçu.

Les avances linéaires (z et e') allongent les périodes d'admission, qui ne cessent plus quand le point t repasse en ^^ et en t\; elles augmentent d'autant la plus grande ouverture des lumières. Dans les machines rapides, elles assurent l'établissement de la pression de la chaudière dès le début de l'admission proprement dite. Inversement, elles peuvent remédier quelque peu à un excès de compression, en permettant à la vapeur trop comprimée de refluer dans la boîte à vapeur ; le terme admission anticipée, qui indique une circonstance géométrique de la distribution, n'est plus alors effectivement exact.

En donnant au tiroir, pour la lumière la plus voisine de l'arbre, une avance linéaire (e), plus grande que pour l'autre lumière (s'), on augmente le parcours T^Pg plus que T'jP',, et on rapproche de l'égalité les deux parcours du piston pendant l'admission sur les deux faces. En même temps, la différence entre les plus grandes ouvertures des deux lumières augmente.

Dans les petites machines, on se contente souvent du réglage à avances linéaires égales, facile à réaliser par tâtonnements : on modifie sur place la longueur de la tige du tiroir, jusqu'à ce qu'il donne effectivement, pour les deux côtés du cylindre,' des avances égales, qu'on observe en faisant tourner l'arbre après avoir démonté le plateau de la boîte à vapeur.

L'effet des recouvrements intérieurs est évident sur les figures. A mesure que les longueurs El et ET augmentent, les périodes d'échappement anticipé, PjT^ et P'gT'i (fig- ^0 se réduisent, mais celles de compression, PjPj et P'jP'^, deviennent plus longues. On peut, au contraire, diminuer les compressions, en rapprochant I de E et F de E', mais on augmente les parcours d'échappement anticipé.

Une étude approximative des positions du tiroir et du piston suffit souvent : on peut alors négliger la courbure

ilO

des arcs de cercle T^ et TP et les remplacer par des droites perpendiculaires à T'T" et à T^T^. L'erreur ainsi commise, parfois minime pour le tiroir, est presque toujours assez importante pour le piston. Cette simplification est commode dans les études générales et rapides, mais, pour une application pratique, on doit préférer les tracés précis, qui sont faciles. On voit sur les épures que la longueur l — a, ou la somme des recouvrements d'une bande, portée en El (fig. 51) a une influence capitale, mais que la largeur même de la lumière, a, n'a pas d'importance pour les tracés. Toutefois, l'épure montre que la plus grande ouverture possible est ET' (fig. 49), pour l'admission, IT'' pour l'échappement; IT"est habituelle-

Fig. 53. — Détermination de la largeur ao de la lumière centrale le tiroir, à fond de course vers la gauche, doit laisser une ouverture iW égale à l'E'.

ment plus long de ET' : la largeur a devra donc être au moins égale à ET' ; elle serait ainsi suffisante pour l'admission, mais souvent trop petite pour l'échappement ; d'autre part il est inutile de la prendre supérieure à IT". De même, la largeur de l'autre lumière, a', sera comprise entre E'T' et l'T'. On prend souvent une valeur commune de a et de a' un peu inférieure au maximum IT' ou l'T".

Pour déterminer la largeur a^ de la lumière centrale, on remarque que, lorsque le tiroir, à Tun de ses fonds de course, ouvre en grand à l'échappement une des lumières extrêmes, il ne faut pas que la bande qui dessert l'autre lumière extrême (fig. 53) vienne recouvrir une fraction trop grande de la lumière centrale : il convient que la largeur

du passage iB' soit toujours égaie au moins à l'ouverture donnée sur ET, c'est-à-dire généralement à la largeur même a'. De même le bord i' du tiroir ne doit pas trop approcher du bord B ; il convient qu'il laisse toujours un vide égal au moins à a.

De la figure 53, on déduit la relation :

Oq = a + a' + 2r — L.

Les proportions des appareils sont toujours telles que le bord e ne puisse jamais dépasser le bord B, ce qui laisserait fuir la vapeur qui remplit la boite à tiroir. Cette disposition vicieuse ne se produirait qu'avec des lumières beaucoup trop étroites pour la course du tiroir.

Dans tous ces tracés ne figure pas la hauteur h des lumières : on fxyie cette hauteur de manière à obtenir une section suffisante de lumière a x h : toutefois les convenances de construction ne permettent guère que cette hauteur dépasse beaucoup le diamètre du cylindre.

Souvent on se contente dérègles empiriques simples poi^r proportionner les orifices de passage : on suppose le piston animé de sa vitesse moyenne, qui est égale, en m par seconde, à -g^ , R étant le rayon de la manivelle motrice, en mètres, et nie nombre de tours par minute; on en déduit la vitesse de la vapeur, comme s'il n'y avait aucune condensation ni aucune contraction de la veine fluide, au moment de la plus grande ouverture pour l'admission. On proportionne les ouvertures pour que cette vitesse fictive de la vapeur ait une valeur qu'on choisit, suivant la nature des machines, entre 25 et 60 m par seconde ^

L'axe du mouvement du tiroir n'est pas toujours parallèle à l'axe du cylindre ; les deux axes peuvent faire un angle a. On ramène immédiatement cette disposition à celle qui a été

« * Par exemple, si le piston parcourt en moyenne 4 m par seconde

et si on admet pour la vapeur la vitesse, 12 fois plus grande, de

*8 m par seconde, la section de la lumière ouverte à l'admission

devra être 1/12 de la surface du piston.

étudiée, en supposant qu'on rétablisse le parallélisme en faisant tourner de l'angle a l'axe du tiroir avec sa manivelle, ainsi que la table des lumières. On détermine alors le véritable angle d'avance 8 ; la manivelle du tiroir fait en réalité, avec .la manivelle motrice, l'angle 90^ + o — a.

Un balancier de renvoi est parfois employé pour la commande d'un tiroir dont l'axe est parallèle à celui du cylindre, sans être dans le plan déterminé par cet axe et par l'axe de l'arbre. On peut alors considérer le tiroir comme retourné bout pour bout et l'excentrique doit être calé à 180^ de sa position normale. Sur le diagramme fondamental (fîg. 49) les points E et I sont alors les bords de la lumière la plus éloignée de l'arbre. Le balancier modifie quelque peu le mouvement du tiroir : il renverse l'effet des obliquités de la barre d'excentrique ; avec l'égalité des avances linéaires sur les deux côtés, la plus grande ouverture des lumières est moindre du côté où la période d'admission correspond à un plus petit parcours du piston. Ces causes d'inégalité s'ajoutent ; elles ne se compensent plus en partie de manière à ramener vers la même valeur le travail sur les deux faces du piston.

Pour se rendre compte des ressources qu'offre la distribution simple par tiroir, avec les différentes valeurs de l'avance angulaire, o, on néglige d'abord les effets de l'obliquité des bielles, puis on considère un tiroir sans avances linéaires ni recouvrements intérieurs. Dans ce cas, avec un angle d'avance nul, l'admission a lieu pendant tout le parcours du piston : on a une distribution sans détente, usitée dans quelques appareils à vapeur, tels que les servo-motcurs, et appliquée aux moteurs hydrauliques. Avec une petite avance angulaire, jusque vers20'*, l'admission dure encore pendant presque toute la course. Une avance de 20^ à ^0^ donne des périodes d'admission pendant plus de la moitié de la course totale du piston. Avec des avances de 40® à 60°, l'admission diminue, mais les périodes d'échappemeni anticipé et de compression augmentent notablement. Elles

deviennent excessives pour des avances supérieures à 60®.

Par l'addition de recouvrements intérieurs au tiroir, on augmente la détente aux dépens de l'échappement anticipé, maison allonge aussi la période de compression. Le découvert intérieur produit des effets inverses.

Le seul examen de la longueur géométrique des phases ne donne pas une idée suffisante d'une distribution: les /ami- Mges de vapeur y ont une action fort importante, surtout dans les machines rapides. La fermeture graduelle de l'orifîce ouvert à l'admission, et Touverture graduelle de l'orifice d'échappement, allongent en réalité la période de détente aux dépens de celles d'admission et d'échappement anticipé. Cela permet souvent d'obtenir une détente convenable de la vapeur avec des avances de 40® environ. Le laminage à l'admission devient même souvent assez fort pour qu'il soit bon de le réduire quelque peu en diminuant la longueur totale des tiroirs, ce qui leur donne des avances linéaires; on augmente ainsi l'ouverture des lumières.

La fermeture graduelle de Torifice d'échappement augmente la compression; mais il faut remarquer que, si le tiroir donne une assez grande période de compression, il entraîne aussi pour le cylindre de vastes espaces libres dans lesquels la vapeur se comprime.

C'est ainsi que les divers inconvénients qu'entraîne la distribution par excentrique et tiroir, tels que laminages de vapeur, grands espaces libres, forte compression, se combinent de manière à se compenser en partie. En outre, la résistance offerte par la compression évite le changement brusque des efforts sur le piston.

Le tiroir est habituellement monté avec un déplacement possible dans une direction perpendiculaire à la table des lumières, déplacement qui le maintient collé sur la table malgré l'usure, et en permet au besoin le soulèvement. Dans les petites machines, il est souvent pris dans un cadre forgé avec la tige, ou relié à la tige qui traverse un logement ménagé dans le métal. Lorsque le tiroir ne repose pas

Sauvage. — Machine a vapeur. 8

sur une table horizontale, de petits ressorts le maintiennent appliqué, quand Tarrivée de vapeur est interrompue.

kl. Formes diverses de tiroirs. — Certaines modifications des tiroirs n'entraînent aucun changement des phases de la distribution, qu'on étudie à l'aide des tracés géométriques exposés au paragraphe précédent.

Dans les grands cylindres, il devient difficile d'obtenir, avec le tiroir ordinaire, des ouvertures suffisantes. Qu'on suppose par exemple deux machines semblables, la seconde avec des dimensions doubles de celles de la première, faisant le même nombre de tours par minute. Les ouvertures de la seconde, deux fois plus larges et deux fois plus hautes, seront quatre fois plus grandes; mais le volume à remplir de vapeur sera huit fois plus grand. Par conséquent, le tiroir, convenable pour la première machine, ne suffît plus pour la seconde.

On pourrait, il est vrai, donner plus de largeur aux lumières, en augmentant proportionnellement la course du tiroir. Mais, surtout avec les coulisses souvent employées pour conduire les tiroirs, il n'est pas commode de leur donner de grandes courses.

Quelquefois on applique contre le cylindre deux tiroirs, jouant chacun sur une table différente.

Avec le tiroir à doubles orifices (fîg. 54), souvent employé dans les machines marines, les sections de passage, pour l'admission et pour l'échappement, sont deux fois plus grandes. Les lumières extrêmes du cylindre sont dédoublées. Des quatre ouvertures rectangulaires ajoutées sur la face frottante du tiroir, les deux plus voisines de la cavité centrale sont en communication constante avec la boite à vapeur : la largeur n'a pas besoin d'en être plus grande que la fraction de la lumière du cylindre découverte pour l'admission lorsque le tiroir est à fond de course; les deux ouvertures extrêmes du tiroir sont en communication constante avec l'échappement, comme la cavité centrale. Quant à la

DISTniBUTI

largeur de la bande me nagee entre les lumières dédoublées du cjlindre, elle est assez grande pour ne jamais quitter la bar relte qui sépare les deux ouvertures voisines du tiroir

On diminue le volume des espaces libres en fai sant déboucher les lu mieres d admission sur la table près des fonds du cvdndie, mais ces lumie resse trouvent alors éloignées I une de 1 autre, et le tiroir devrait avoir une longueur démesurée On le coupe en deux, en pra tiquant deux lumières d échappement e( on a deux tiiovi solidaires au lieu dun seul

Le tiroir a canal ou tiroir de Tnck (fîg Gol augmente les =iectiona de passage pour 1 admission de vapeur Au moment de louverture de 1 admission ou du contact des bords tête, le borde, du canal coïncide avec le bord E, de la partie dressée de la table, bord dont la position rigoureuse, indifférente avec le tiroir ordi-