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pressions de la vapeur se compensent exactement sur ces pistons (â la surface de la tige de commande près).

Fig. &S. — Cylindre avec Uroit cylindrique : admission de vapeur par les bords extérieurs, en p,; échappement par les bords intê-

Chaque piston est muni d'une bague fendue élastique, de longueur convenable, qui tend à frotter contre la surface cylindrique alésée : un couvre-joint à téton, rapporté dans l'intérieur de la bague, rend la coupure à peu près étanche. Souvent aussi on emploie, sur chaque piston, deux bagues

élastiques étroites séparées par une bague non fendue qui en maintient l'écartement. De petits ressorts d*acier, placés à l'intérieur des bagues, tendent à les faire ouvrir.

On a même quelquefois construit des pistons distributeurs sans bagues, montés à frottement doux dans leur cylindre : il parait difficile que ces pièces soient suffisamment étanches.

La pression de la vapeur dans les lumières des cylindres, quand elles sont recouvertes par le tiroir cylindrique, tend à resserrer les bagues, c'est-àdire à les écarter de la surface sur laquelle elles doivent porter : des fuites en résulteraient.

Pour éviter ce défaut, il est bon de disposer le tiroir pour que la vapeur à la pression supérieure puisse pénétrer à Tintérieur des bagues et les appuyer contre la table cylindrique, en ajoutant son action à celle des ressorts. Le tiroir ainsi disposé donne lieu à un certain frottement.

On peut intervertir les côtés d'admission et d'échappement des tiroirs cylindriques, en faisant pénétrer la vapeur d'admission entre les deux pistons, et faisant communiquer avec l'échappement les deux faces extérieures, à condition d'intervertir les recouvrements du tiroir et de déplacer de 180<* le rayon de l'excentrique qui les conduit. La figure 59 donne dans ce cas l'épure des positions du tiroir au début des phases de la distribution.

Quand Tadmission se fait par les bords intérieurs du tiroir, un conduit unique amène la vapeur au milieu du cylindre. Les doubles conduits d'admission ou d'échappe-

Fig. 59. — Épure de la distribution par tiroir à bords intervertis.

Face du pislon regardant Tarbre :

TfT,, parcours angulaire du centre de l'excentrique; — Tj Ts, détente; — Tg Tg, échappement anticipé et proprement dit; — T5 T^, compression; — Te T|, admission anticipée.

Les mêmes lettres avec accent s'appliquent à la distribution sur Tautre face du piston.

ment ne sont, du reste, jamais nécessaires : il suffit de réunir les deux pistons solidaires du tiroir cylindrique par une tige creuse (fig. 60) .

Fig 60. — Tiroir cylindrique à tige creuse.

Dans les grandes machines pilon, il est utile d'équilibrer le poidè du tiroir au moyen d'un piston, constamment poussé de bas en haut par la vapeur (fig. 56), le haut du cylindre où joue ce piston étant en communication avec Téchappement. Une différence sur les diamètres des deux pistons, qui composent un tiroir cylindrique, en équilibre plus simplement le poids. Gomme en général ce tiroir doit pouvoir être démonté par le haut, il faut alors que l'admission se fasse entre les deux pistons, c'est-à-dire par les bords intérieurs.

En exagérant la force qui tend à soulever constamment le tiroir, on réduit l'effort que doit transmettre le mécanisme de commande pendant la course ascendante : alors ce mécanisme travaille plus en tirant le tiroir qu'en le poussant, ce qui est une condition favorable pour un système formé de tiges longues et minces.

48. Coulisse de Stephenson. — La distribution simple par excentrique et tiroir ne convient que pour les machines dont l'arbre doit tourner toujours dans le même sens. Souvent, au contraire, il est nécessaire que la rotation s'effectue à volonté dans un sens ou dans l'autre.

Soit OT (fig. 61) le rayon d'excentricité qui donne une

Fig. 61. ■— Excentriques pour marches avant et arrière.

distribution convenable pour un sens de rotation, qu'on appellera marche avant ; OT est calé à 90<* + ^ ^w avant de la manivelle motrice OM^, dans le sens de cette rotation. Soit OT' le même rayon d'excentricité, correspondant à un excentrique calé avec le même angle 90® -\-Z en arrière de OMj; ce second excentrique donnerait la même distribution pour une rotation en sens contraire de l'arbre ou marche arrière.

On pourra donc obtenir les deux marches en employant deux excentriques, chacun conduisant sa bielle ou sa barre, à condition de relier la tige du tiroir à l'une ou l'autre de ces barres. On a employé à cet effet des mécanismes assez compliqués, jusqu'à ce que Stephenson

eut imaginé la coulisse, construite dans Tannée 1842. Les deux extrémités des barres d'excentriques sont réunies par une pièce dite coulisse, dans laquelle peut glisser un coulisseau, articulé sur la tige du tiroir, et ce mécanisme permet d'amener l'extrémité de Tune ou l'autre barre devant la tige du tiroir qu'elle doit commander.

La figure 62 montre les pièces réduites à leurs axes; OM^ est la manivelle motrice ; OT, OT', sont les rayons des excentriques, de longueur r; TC, T'C, les barres d'excentrique, de longueur /; GC est la coulisse; AB, la tige de tiroir, dont le point A est astreint à rester toujours sur la coulisse et sur la droite OB.

Réduit à ces éléments, le système serait déformable d'une infinité de manières : la coulisse est supportée par une Nielle de suspension EJ, articulée en J, et à l'extrémité E d'un levier KE, fixé sur un arbre K dit arbre de relevage.

Quand on fait tourner cet arbre de manière à amener E ^^ Eav, le point G vient saisir le point A, et c'est l'excen-

trique OT qui conduit le tiroir. L'arbre de relevage est immobilisé dans cette position. Quand, au contraire, on fixe KE dans la position Em, c'est l'excentrique OT' qui

commande le tiroir.

On obtient de la sorte les marches avant et arrière par la manœuvre de l'arbre de relevage.

Les barres d'excentriques sont parfois montées différemment (fig. 63), OT commandant l'extré- B mité inférieure de la coulisse, et OT' l'extrémité supérieure.

Les barres sont dites alors croisées ou fermées: dans la première disposition, elles sont droites ou ouvertes. Ces expressions ne désignent exactement la situation des barres que dans la position initiale considérée, car, après un demi-tour, les barres droites se coupent, et les barres croisées ne se coupent plus (fig. 64). La coulisse rend d'autres services que le simple changement de sens de la marche. Qu'on imagine le levier de Tarbre de relevage fixé dans une position intermédiaire KE (fig. 65), le point A se trouve en un point intermédiaire de la coulisse et le tiroir prend un mouvement dont on n'aper-

Fijî. 62. — Coulisse de Stephenson à barres droites ; arbre de relevage dans ses positions moyenne et extrêmes.

Fig. 63. — Coulisse de Stephenson à barres croisées.

çoit pas immédiatement la loi. Ce mouvement, étant d'ailleurs absolument défini, peut être déterminé, soit par calculs, soit par épures, pour une série de positions de KE comprises entre KEa, et KE^r. On reconnaît alors que le mouvement du tiroir est assimilable , par

approximation, à celui que lui donnerait un certain excentrique de rayon r et d'angle de calage o,

Q\___fflà.T><r:..^5*'jL*«.«fK«!«.j variables pour chacune

des positions de KE.

C'est ce qu'on appelle, dans chacune de ces positions , V excentrique fictif du tiroir, qu'on pourrait substituer à la coulisse. La connaissance de Texcentrique fictif et des éléments invariables du tiroir définit la distribution.

Fip[. 6i. — Barres après une rotation de 180o.

Fig. 65. — Tiroir conduit par un point intermédiaire de la coulisse. Une règle commode (règle de Guinotte) donne les excen-

triques fictifs d'une coulisse : si le point A de la coulisse (fig. 66), menée par les deux excentriques OT et OT', conduit le tiroir, on obtient le rayon de Texcentrique fictif, OG, en joignant TT' et en prenant le point G qui divise TT' comme le point A divise la coulisse CG' : le rapport des lon-

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gueurs g^p est égal au rapport -^ . Les deux excentriques OT et OT' peuvent avoir des rayons et des angles de calage

Fig. 66. — Excentriques fictifs de la coulisse de Stephenson : le point A de la coulisse donne à peu près la même distribution que l'excentrique fictif OG.

différents, et le point A peut être en dehors de CC, en A' par exemple : le rayon de Texcentrique fictif est alors OG'. En réalité, le coulisseau oscille un peu sur la coulisse pendant la marche, de sorte que le point A en représente la position moyenne ; et la règle ne donne pas le mouvement du tiroir avec une exactitude complète, mais avec une approximation généralement suffisante pour étudier un avant-projet ou pour se rendre compte de la marche d'une machine.

Dans chaque cas, l'épure exacte seule peut faire connaître le degré de précision de la méthode, qui dépend de la relation entre les divers éléments du mécanisme.

Pour la coulisse de Stephenson ordinaire, avec deux excentriques OT, OT', ayant même rayon et même angle de calage, la variation de l'excentrique fictif sera celle de OG, G allant de T à T' (fig. 66). On obtient ainsi une première représentation approximative de la distribution : en considérant la marche avant,, par exemple, on voit l'angle d'avance croître de o à 90<* : la période d'admission diminue depuis une certaine valeur initiale, tandis que les périodes d'échappement anticipé et de compression s'allongent.

On peut facilement pousser plus loin cette étude, sans arriver à la détermination exacte et complète de toute la distribution, en considérant certaines positions spéciales du tiroir, et surtout la position, particulièrement importante, du tiroir quand le piston est à fond de course : il laisse alors l'ouverture e, dite avance linéaire. Otte avance ne doit jamais se transformer en retard, et ne doit pas dépasser un certain maximum à fixer dans chaque cas.

Il suffit de considérer la machine arrêtée avec la manivelle à ses points morts, ou le piston à ses fonds de course, ce qui fait deux positions différentes à examiner, et de voir comment le tiroir se déplace quand on manœuvre l'arbre de relevage. L'ouverture de la lumière d'admission, pour chacune des deux positions, est alors ce qu'on appelle l'avance linéaire. Pour que les avances linéaires, correspondant aux deux fonds de course, restent à peu près égales entre elles, il faut que le rayon de la coulisse soit égal à la longueur / des barres d'excentriques. Quand les barres sont droites, les avances linéaires augmentent à mesure qu'on fait commander le tiroir par un point plus voisin du milieu delà coulisse. Les plus grandes avances correspondent à l'arbre de relevage au point mort, expression qu'il ne faut pas confondre avec celle qui s'applique aux manivelles motrices : l'avance linéaire est alors la plus grande ouverture de la lumière d'admission.

Au contraire, quand la coulisse est commandée par des barres croisées, les avances linéaires diminuent à mesure

que Tarbre de relevage se rapproche de sa position moyenne.

Quand les barres sont droites, l'augmentation des avances linéaires, à mesure qu'on ramène l'arbre de relevage vers sa position moyenne, atténue la grande diminution de l'ouverture des lumières, qui résulte de la réduction de la course du tiroir. Daiis les machines rapides, cette action peut être avantageuse.

Avec les barres croisées, au contraire, si l'avance linéaire est faible au début, quand l'arbre de relevage est à fond

T de course, elle disparaîtra quand

l'arbre se rapprochera de sa position moyenne ; au point mort ^ même, la lumière ne s'ouvrira

ç» — -^ plus du tout. Ce peut être un avantage si la coulisse ne sert que d'appareil de changement de marche, le tiroir étant toujours conduit par Tune ou l'autre extrémité de la coulisse : en mettant l'arbre de relevage à son point mort, on fera stopper la machine.

En tenant compte de cette variation des avances linéaires, on trace plus exactement les excentriques fictifs équivalents à une coulisse : avec les barres droites, les centres de ces excentriques forment l'arc d'une courbe telle que TG'^^T' (fig. 67) au lieu d'être placés sur la corde TT'; la distance G'oGo représente l'accroissement de l'avance linéaire pendant la manœuvre de l'arbre de relevage. Avec les barres croisées, les centres forment un arc tourné en sens inverse TG"oT'.

La coulisse est suspendue à l'arbre de relevage par une bielle articulée en un point J, qui est placé soit au milieu de l'arc de la coulisse, soit à Tune des extrémités, en G ou G'. Ce point d'articulation décrit un arc de cercle autour de

Fig. 67. — Centres des excentriques fictifs, avec barres droites (TGo'T') et barres croisées (TGo'T').

l'extrémité du levier de suspension, E. 11 convient que cet arc se rapproche autant que possible de la parallèle à Taxe OX' du tiroir, afin de réduire au minimum la petite oscillation continuelle du coulisseau A dans la coulisse. Les figures 68 à 70 représentent quelques-unes des formes

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Fig. 68. — Coulisse de Stephenson à flasques, pour locomotive des chemins de fer de l'Ouest : élévations; coupe transversale d'une

des flasques. Ventretoise supérieure d'une des flasques porte un godet graisseur, et l'entretoise inférieure un guide.

adoptées pour l'exécution des coulisses de Stephenson. Celle qui se rapproche exactement des tracés géométriques est la coulisse à deux flasques (fig. 68), reliées par des entretoises à leurs extrémités. Les axes d'articulation sont formés par des tourillons forgés avec les flasques ; sur les tourillons extrêmes s'articulent les fourches qui terminent

Sadvagk. — Machine a tapedr. 9

les barres, et, sur ceux du milieu, la bielle de suspension, dédoublée en deux parties assez écartées pour laisser passer les fourches des barres ; on articule aussi la bielle de suspension sur l'une des paires extrêmes de tourillons.

L'extrémité de la tige du tiroir porte deux tourillons dont

PLg/fm,!!

Fig. 69. — Coulisse de Stephenson découpée dans une pièce unique, pour distribution de locomotive.

Fig. 70. — Coulisse découpée à arc déporté.

Taxe correspond au point A de la figure 62; sur ces tourillons s'engagent deux coulisseaux, disposés pour glisser dans les flasques de la coulisse. On peut ainsi faire occuper au point A toutes les positions depuis l'articulation C de l'une des barres jusqu'à l'articulation C de l'autre.

Au lieu d'être creuses à l'intérieur pour recevoir le coulisseau, les deux flasques peuvent être à section rectangu-

laire, et le coulisseau porte des rebords extérieurs qui embrassent les flasques.

Une forme plus simple de la coulisse est celle de la figure 69 : une pièce unique porte deux trous et une rainure circulaire ; les deux trous reçoivent les axes d'articulation des barres d'excentrique, et en outre des bielles de suspension ; le coulisseau portant l'axe A glisse dans la rainure. On voit que cet axe A ne peut plus coïncider avec les articulations G et C des barres ; la zone utile de la coulisse est réduite.

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F'g. 71. — Distribution de locomotive par coulisse de Stephenson.

La figure 70 représente une forme presque aussi simple que celle de la figure 69, mais oiî l'amplitude de la course au coulisseau est augmentée. On ne se trouve plus exactement dans les mêmes conditions que précédemment, le coulisseau se mouvant sur un cercle qui ne passe pas par ^6s axes d'articulation des barres. Les différences secondaires de distribution qui en résultent paraissent sur les apures exactes.

Quand un seul excentrique commande le tiroir, toutes les pièces de la distribution peuvent avoir un plan de symétrie commun, perpendiculaire à l'arbre moteur. Il n'en est plus de même quand deux excentriques mènent les extrémités d'une coulisse : ces deux excentriques sont placés de part et d'autre du plan de symétrie de la coulisse. Il en résulte

une certaine obliquité d'efforts, qui augmente un peu les frottements des articulations. Quelquefois on rétablit la symétrie en divisant l'un des excentriques en deux moitiés encadrant l'autre excentrique.

Les figures 74 et 72 représentent une distribution de locomotive par coulisse de Stephenson. Le tableau qui suit en donne les phases, sur les côtés avant (AV), le plus éloigné de l'essieu et arrière (AR) du piston, pour neuf positions de l'arbre de relevage. Les phases sont définies par les parcours du piston, en centièmes de sa course.

Les différences dans la distribution d'un coté à l'autre du piston, peu importantes, sont parfois plus fortes dans d'autres applications.

Fig. 72. — Tiroir et lumières de la distribution commandée par la coulisse de la figure 71.»

49. Sytèmes divers de conlisses. — La coulisse de Gooch, ou coulisse retournée (fig. 73), est commandée, comme celle de Stephenson, par deux barres TC etT'C; elle est suspendue par une bielle JE, oscillant autour d'un axe E invariable. La tige du tiroir est entraînée par une bielle AB, suspendue par la bielle GH au levier HK de l'arbre de relevage. Suivant la position donnée à cet arbre de relevage, l'extrémité A de cette bielle est commandée par l'un des bouts G, G', ou par un point intermédiaire quelconque de la coulisse. Le tiroir est ainsi conduit soit par l'un des excentriques,

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