DES MOTEURS

Les moteurs employés sur les chemins de fer sont de trois espèces :

Les chevaux, . .

La gravité, La vapeur.

Des chevaux.

Les chevaux sont attelés et agissent comme sur

Des chevaux. .

les routes ordinaires.

D'après M. Wood et d'autres auteurs, on ob- E M«d^um ' t ' ent ^ e ^ et maximum d'un cheval sur un chemin du cheval Je fer en plaine, lorsqu'on lui fait parcourir* surle8 f ™" tc ' 3 ra ^' es anglais (5^oo m .) à l'heure et qu'on le fait travailler dix heures par jour : il traîne alors 10 tonnes (io,i5o kil. ). L'effort est le même que pour tirer 200 tonnes à 1 mille.

( 1) Voyez Traité pratique sur les chemins de fer de Th. Tredgold, traduit par T. Duverne, 1826, page 79.

(2) Paris, Anselin et Pochard, 1827.

en

Sur la route en fer dite monkland-road , près Glasgow, un cheval traîne en plaine de i5 à 1 6 tonnes , et travaille huit heures par jour ,

parcourant dans cet espace de temps il\ milles, dont 12 à vide : cela correspond à un transport de 1 2 X 1 5 -h 1 2 X 4 = 228 tonnes à 1 mille.

Sur le chemin de Saint-Etienne à Andrezieux , on compte qu'un cheval tire en plaine, par jour, 7 |. tonnes à 40,000 mètres : cela fait 3oo tonnes à 1,000 mètres, ou un peu moins de 200 tonnes à / ,600 mètres ou 1 mille anglais.

En Bohême, où les chevaux sont plus petits qu'en Angleterre, un cheval tire en plaine 5 chariots, chargés chacun de 2 à 2 ~ tonnes, à une distance de 20 milles anglais, en un jour; comptant le poids de chaque chariot 1 tonne, le cheval traînera de 9 à 10 tonnes à 20 milles; disons 9 tonnes : l'effort qu'il exerce correspondra à celui qui est nécessaire pour traîner 180 tonnes à 1 mille.

Sur une bonne route à la Mac-Adam, un cheval Effet moyen tire, par jour de dix heures, de 22 à 24 quintaux, tVuu cheval

J sur une roulo

y compris le poids de la voiture, en parcourant de Mac-Adam» -2'\ à 24 milles anglais. L'effort qu'il exerce correspond à l'effort nécessaire pour traîner de 26 Ix 28 tonnes à 1 mille (1).

(1) Dans un extrait du London-MagaziiiG , que M. EtU

/|4 SUR LES CUEMlttS

Paraîlùîc en- D'après ces différentes données, l'avantage de ta wJr^X route en fer sur la route à la Mac-Adara, eu égard cesde routes. au frottement , serait comme 7 7 ou 8 : 1.

Ces résultats sont un peu plus élevés que ceux auxquels nous sommes parvenus en admettant pour le coefficient du frottement sur la route à la Mac-Adam ~ ; mais il faut observer que le travail journalier du cheval sur la route ordinaire n'a peut-être pas été pris sur des routes parfaitement plates , ce* qui serait la cause de la différence.

On arriverait aussi à des conclusions un peu différentes en adoptant le nombre donné par M. Walker pour estimer le travail d'un cheval sur une route ordinaire.

« A la vitesse de 2 7 milles par heure, dit cet ingénieur, un bon cheval fera sur une bonne route ordinaire 20 milles par jour en traînant 5-2 quintaux, y compris le poids de la voiture; ce qui correspond à un effet journalier de 640 quintaux ou 52 tonnes transportés à 1 mille.

^eworlh a intercalé dans son ouvrage sur les routes , page 243, il est dit qu'un cheval traîne 27 quintaux en faisant 2 milles à l'heure; mais le temps de travail par jour n'est pas indiqué. En supposant que ce soient dix heures, l'effet poduit correspondrait au transport de vingt-sept tonnes à un mille.

A. 0RN1KRFS. [\ >

» A la vitesse de 6 milles par heure, ajoute le même auteur, aux environs de Londres, un cheval plus léger que le précédent, et à peu près du même prix , fera , en ne parcourant que des relais très courts et traînant avec un autre cheval une diligence du poids de 20 quintaux, contenant i5~ quintaux en voyageurs et 1 \ quintal d'effets ou marchandises , 16 milles par jour. Cela correspond à un effet de 177 X 380 quintaux transportés à 1 mille.

» A la vitesse de 10 milles par heure, un cheval encore plus léger ne fera que 10 milles par jour en traînant,* avec trois autres chevaux, la malle pesant ao quintaux, contenant la quintaux de voyageurs et 8 quintaux de sacs et effets. Cela correspond à un effet de 100 quintaux transportés à 1 mille.

»On observera en outre que lorsqu'on fin» infiuenc • de

111 « a . , ]a vitesse sur

courir le cheval avec une très grande vitesse, il j etrava iidu ne dure pas la moitié du temps qu'il pourrait ser- cheval. yïr en ne marchant que lentement. »

SI. Wood admet , comme simple résultat de pratique , que l'effort qu'exerce le cheval sur la charge décroît en raison inverse de la vitesse.

Enfin on trouvera encoYe des renseignement assez détaillés sur ce sujet dans le traité deM.Tretlgold. Cet auteur conseille de ne faire travailler

le cheval que six heures par jour, à la vitesse de 3 milles par heure.

Avec les données qui précèdent, on calculera aisément le travail d'un cheval sur un plan incliné de pente donnée.

Nouveau dy- Lors de notre passage à Glasgow, on se sernamomttre. va j t) pour les expériences sur une des nouvelles

routes en fer des environs , d'un dynamomètre de nouvelle construction : en voici une description sommaire.

Un gros piston en bois P,/%. 26, plonge dans un bain de mercure que renferme un cylindre en fonte CC. Le cylindre en fonte communique, par son extrémité inférieure, avec un tube FF'; ou fait agir la puissance en- A sur la tige du pistou , du haut en bas, au moyen d'un système de leviers coudés. Le piston de bois s'enfonce dans le mercure, qui monte autour et s'élève dans le tube; derrière celui-ci est une échelle graduée, qui permet déjuger de l'effort.

Ce dynamomètre est placé sur un chariot que l'on attache à d'autres dont le poids est bien connu ; on fait marcher le cheval, et on voit sur l'instrument la quantité de livres à ajouter aux chariots pour estimer la force développée dans les différens cas de vitesse de l'animal et d'inclinaison du chemin.

De la gravité.

La gravité ou pesanteur ne peut servir de moleur que dans les parties inclinées. Les chariots 6 i r . <\u\ descendent aident alors par leur poids, au moyen d'un système de poulies ou de treuils , <Tautres chariots à monter. Souvent, si le mouvement commercial est plus fort dans le sens de la descente, le simple poids des chariots descendans suffît, sans aucun aide d autre part, pour faire remonter les chariots ascendans : dans quelques cas, il est seulement auxiliaire d'une machine.

Le plus communément les chariots descendans agissent par leur poids sur d'autres qui marchent en sens opposé sur la même pente ; quelquefois les chariots descendant sur un des flancs d'une colline font remonter sur l'autre flanc les chariots ascendans.

On conçoit que, dans le premier cas, il faut au moins trois files de rails sur toute la longueur du chemin, et quatre files aux points de rencontre. On voit aisément, en examinant la fig, 27, comment les rebords des roues étant en dedans , les chariots passent, dans ce cas, d'une route à trois rangs de rails sur une route à quatre rangs sans l'aide d'aucune pièce mobile.

Nous ne nous arrêterons pas à décrire les dif-

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rapport du diamètre des poulies à celui de leurs axes. II no'us~semble aussi ;que le frottement sur les pentes n*est pas proportionnel au poids absolu , mais à la composante verticale de ce poids.

,On observera enfin que. le frottement des cordes variera avec la température , et que l'expression qui en a été donnée a été calculée pour .la température ordinaire dé l'Angleterre. •

La perte de force que Ton doit attribuer à l'emploi des cordes ne vient pas seulement de leur frottement sur la gorge et les aies des poulies , ■mais encore des vibrations que fait la corde* surtout au commencement du mouvement. Ces vibradons sont le produit d'une force et cette force est perdue.'

On emploie en Angleterre la force motrice de * la gravité d'une manière fort ingénieuse vers les • nés. ( $eij points de déchargement. Aux environs de New- ac .^J^ castle , par exemple , où les convois doivent être des points de déchargés sur des 'bateaux, les rives de la Tyne de ^ h e * r t ge " forment des talus assez rapides d'environ cent mètres de longueur. De leur sommet on fait partir des planchers inclinés aussi, mais beaucoup moins que ces pentes , et qui vont se terminer à quelques mètres au dessus de la surface de la rivière. Ces planchers, reposent Sur de fortes charpentes et portent la route en fer.

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des cordes. riot§ re p 0Se

cés de dUtai d'après les i périences, considérer comme éga duit , absti l'emploi de le rapport < poulies et et nent ,on obli ment. Les él lien sont noi mais encore c

Le rapport celui des axes efficient dufrott quelquefois i :

devient

M. Jas. Walker frottement des C( comme étant égal lement (i). Il est

(1) Voyez Report, el

■ ûJus, dans . Je rails , est rertical me- . et dont la dessous du corde porpoids et à panière que le un petit cro- .-lui de la corde ; -?-poids ; il coul2 ^uent monter le ^ it la rivière , il ii même genre, et ne lui laisse achever sa course.

^ extrémité de Yna- ^ Je surface cylin- ^ j» chariot, lorsqu'il ,^;là paroi posté- , m système particuchariot se vide e au dessus du r,js de houille, les -iiiiènent en haut e premier conlre- ^jftot quitte déjà le 0 de l'extrémité

A ORNIÈRES. 5l

du plan. Il tient la corde constamment tendue ,

et on creuserait le talus s'il n'était pas assez élevé pour que cela fut naturellement ainsi. •

La caisse eh tôle est suspendue elle-même à deux cordes qui s'y attachent de chaque côté, passent sur des poulies et portent à leurs extrémités des contre-poids. Dès qu'elle est pleine, elle entraîne les contre-poids et descend sur le bateau, où des hommes en ouvrent une des parois et la vidant, puis elle remonte par l'effet du contre-poids. Un homme placé à l'extrémité du plan incliné aide avec un frein les contre-poids à empêcher la caisse de descendre avant qu'elle ne soit pleine. Tout ceci s'opère avec une rapidité incroyable. Les chariots se succèdent presque sans interruption.- On nous a dit que, dans une autre localité, à Sunderland? les chariots descendaient eux-mêmes dans un cadre sur le bateau, et ensuite, après être vidés, remontaient par l'effet de contre-

poids.

Des machines à vapeur.

Nous avons vu plus haut que les machines à )gur employées sur les chemins de fer étaient deux espèces :

es machines fixes (stationnery engines ) ; s machines locomotives ( locomotive en-

5î SUR LES CHEMINS

Des machines fixes.

• Les machines fixes peuvent être employées en plaine ou pour franchir Içs montées : on n'en fait guère usage qu£ dans le second cas.

Nous avons déjà donné une idée générale de la manière. dont on faisait agir les machines fises , par l'intermédiaire de treuils , sur les chariots. Nous avons dit que, lorsqu'elles étaient situées au sommet d'une pente * on les aidait en faisant agir sur le treuil le poids des chariots descendans. Quelquefois aussi , lorsqu'une série de machines est placée sur une mçme ligne, -elles • s'a.ident mutuellement. C'est ce qu'on appelle en anglais le reciprocating -System (système réciproquant ).

Nous allons en donner une courte description. Supposons d'abord une seule voie.

Système dit Soient trois machines , A X B,C; chaque ma* ting-sysûm. chine a deux treuils dont les axes sont parallèles *t situés dans un même plan horizontal, et dont l'un communique le mouvement à l'autre au moyen d'un engrenage. 4 .

Les deux treuils tournent donc nécessairement en sens contraire : les cordes qui passent sur chacun d'eux sont disposées de telle façon que l'une s'enroule, tandis que l'autre se déroule; la corde

. A ORWIÈR£S. 55

qui s'enroule tire, un convoi vers la machine , et l'autre est attachée à la queue d*un convoi qui s'en éloigne.

De cette manière , si le, convoi marche de C versB, la machine B réagit sur la machine C par L'intermédiaire du câble^de cette machine, qui se déroule : il en est de même de la. machine A à l'égard de la machine B; et, le convoi marchant dans le sens contraire, c'est C qui réagit sur B, et B sur A. * . *

Lorsqu'il y a, Rouble voie,pn a deux systèmes de treuils semblables au précédent. Deux treuils/sont placés sur un même axe, et. les cordes sont disposées sur ces treuils de manière à s'enrouler en sens contraire. Chaque système de treuils tournant tantôt dans un sens et tantôt dans l'autre, on cfonçoit que successivement les cordes, s'enroulant ou se déroulant, tirent le convoi vers la machine sur la voie qui leur correspond , ou bien suivent le convoi marchant dans l'autre sens sur ia 'mème voie. Si donc on veut avoir un transport continu, un convoi T allaht'de A vers B , et un autre convoi T allant de B vers *A , ou sent qu'il faudra qu'auprès de. chaque machine chaque convoi puisse passer d'une voie sur l'autre. C'est ce dernier mode de transport par machines fixes que MM. Walker et Rastrick ont proposé pour la

route de Liverpool à Manchester. On l'adopterait sur toute l'étendue du chemin , quoiqu'une grande partie soit plate, et les machines "seraient distantes Tune de l'autre de i | mille ( -2^oo u \ ).

Les machines fixes sont à basse ou à haute

pression : presque toutes f celles que nous avons vu.es aux environs de Newcastle et à Bolton sont à hante pression et à détente sans condensateur. On les préfère, parce que lorsque la machine commence à tirer", et précisément alors que l'on aurait besoin de # plus de force % le vide étant dans les machines à condensateur moins parfait qu'il ne le devient ensuite, la puissance est également moindre; ce qui n'arrive pas avec les machines à haute pression sans condensateur. En outre , on peut plus facilement augmenter la force des machines à haute pression lorsque cela devient nécessaire par suite d'une augmentation de transports. Celles que l'on emploie aux environs de Newcastle n'usent peut-être pas moins jde combustible, comme nous allons le voir, que de ■ bonnes machines de Watt ; mais, d'après des expériences dfc M. Wood, leur effet utile serait plus grand , dans les mêmes circonstances > que pour des machines de Watt (i).

(i) Ces expériences «lema useraient à être répétées avant

A OKN1KRES. 55

La. pression la plut» çommu ne , aux environs de Newcastle, est de af5 livres par pouce carré du piston.

Les*machines consomment 1 | boisseau de Winchester de charbon , ce qui fait environ i56 livres par force de cheVal en douze heures, ou environ douze livres ( 5 k ,44 ) par heure. *

Le piston parcourt ordinairement . 2%o pieds [ 6 1 m é o3 ) par min u te.

M. Woe>d fait observer que la pression sur le Ex P^ ri «ntes

* r * et observa-

piston des machines dépend du poids de vapeur tionsde

qui s'introduit dans le cylindre pendant un temps l'effeT^t/i" 1 donné, et que celui-ci est non seulement fonction <fc» machines de l'élasticité mesurée par la soupape de sûrefé, a vapeur mais aussi de la vitesse du piston , de la rapidité avec laquelle la vapeur se produit, et de la grandeuT de l'ouverture : par laquelle elle passe.de la chaudière dans le. cylindre. Il est alors évident que l'on arrive à une fausse appréciation, de la puissance de la machine lorsque, comme le font quelques constructeurs,. on ne tient compte, pour la calculer, que de l'élasticité dçla vapeur dans la

de faire loi; car il est possible que les machines à i>asse pression dont s'est servi M. Wood n'aient pas été aussi bien faites que celle.s à haute pression. Toutes les personnes qui emploient Les machines savent combien un lé^er défaut de construction peut en diminuer l'effet.

chaudière, élément que l'on multiplie par la sur-

face et 11 course du pistou.

Appliquant ces principes et comparant des expériences , M. Wcod trouve que la quantité de vapeur à la même tension, et par conséquent la quantité de combustible consommée pour produire un même effet , sont plus considérables dans le cas. d'une plus grande rapidité du piston. On voit donc qu'il y aura désavantage économiqueà augmentercette rapiditéaudelàde'certaines limites.

Machines locomotives. :

v.rWtettk ' ° n trouve > dans l'ouvrage de M. Wood, des Mchincs io- plans et des descriptions d'un grand nombre

c*»*u>es. de macninc ; locomotives, qui ont été essayées ou qui sont actuellement employées. Les plus remarquables sont celles dbnt un se sert à la houillère de Killingsworth, et celles qui ont été adoptées sur la grande route de Darlington à Stockton. Ces dewîières sont surtoutj curieuses par le mode de suspension de la chaudière, dont l'invention est due a MM. Losh et Stephenson : de petits pistons, sur lesquels agissent dans des cylindres la force élastique de la vapeur et le pouls de l'eau de la chaudière, communiquent par intermédiaire la pression exercée sur leur

surface sous les essieux des roues ; ils font ainsi effet de ressorts, ^ ' *• 1

Nous renvoyons, pour une description com- Maphineio-

, fC -^M comotivc de

plete des différentes machines locomotives en laroutccn usage, au Traité de M. Wood, et nous né parle- ferdeBolton. rons avec détails que de cellèqui est employée sur la route de Bolton. C'est la plus parfaite que Ton ait établie, et elle n'a encore été citée, à notre connaissance, dans aucun ouvrage. Elle sort des ateliers de M. Robert Stephenson à Newcastle, et paraît devoir servir de modèle à toutes celles qui circuleront sur la route de Liverpool à Mairchester. Voy. les Pl. I et II , et la légende à la fin de cet article.

. Les particularités qui distinguent cette machine p ar ticularides autres machines locomotives décrites sont les qui dis-

, tinguent la

Suivantes: machine lo-

i°. EUe escortée sur ressorts , tandis que les comotive de autre* machines ne sont suspendues en aucune on * manière, ou le sont comme nous v#nons de l'expliquer.

2 0 . Les cylindres à vapeur sont inclinés de 45 degrés à l'horizon, au lieu d'être verticaux.

3°. Les roues sont en bois, avec un contour de fer malléable, au lieu d'être en. fonte trempée.

4°. Les roues sont liées par des bielles horizontales, au lieu de l'être par des chaînes sans fin passaut sur des roues dentées posées sur les essieux*

m ter

b le. est parfaitement J'accord avec >L Stepaecson leur supériorité. Ainsi nous avons tu a Ril-

:.c:e i;.-re< n i\0Lr

servi que quatre mots , étaient de; a fortement rongées , et dont la jante état ^enue assez raboteuse pour que le frottement en fut considérablement augmente. Des roues en fer malléable, au contraire, au bout de sept mois, nétaieoL pas visiblement attaquées : il uy a en Angleterre contre ces dernières, que la différence du prix.

Les couronnes en fer malléable sont faites au laminoir, et fixées au bois par des clous à téte perdue; les extrémités de la bande sont soudées au point ou elles se rejoigne ut.

Voici les dimensions principales de cette machine :

Longueur de la chaudière. 1 8 |>. 9 p°. z m ,5()

Diamètre. . • . . 4 6 ^ m ^7

Épaisseur des parois. , / • ? ...... ,

Diamètre des tubes pour les , foyers. 1 6 o in ,45

Diamètre des roues, .... 4 P i m ,?2

• • • Diâmèlre intérieur. des cylindres à vapeur » 9 o ul ,22

Course des pistons. ...... 2 2 . o m ,66

Le nonibre'de coups par minute dépend de la vitesse de la machine : or, çelle-ci parcourt ordinairement , avec sa charge, .7 miljes anglais' ( 11263 mètres) par # heure, cela fait 566 pieds par minute : donc le nombre» des coups de piston est de 45 à 46.

La pression sur la soupape est de 5o livres par pouce carré.

Le poids de la machine, y compris le poids du charbon , de Peau et du train d'approvisionnement, est de 10 tonnes i3 quintaux : nous -ne connaissons pas celui des différentes parties.

La force de la machine est estimée de dix à onze chevaux ; c'est celle qu'elle développe ordinairement lorsqu'elle traîne 8 chariots, le poids du chariot vide étant 3o quintaux et celui de sa charge /«.a quintaux 96 livres ( 2i75 k .) ; mais 611

< x — i - ' . . TT-Ti -

Cf. le-:: ~s» r-::tc- ;; ^r : -'-t -7-:::

ce caire r€ro->r >-'r : ^arr- : c-- ; . . 2 iriver- >rn: les :rs>. r:- ; rts>::i> >: 2.:£\-;>- i- ni. jen ic L-: : ± - :s *: t«:^ £ cer^-:^ ii :r: 2> senncv.ir.ir.auii. — t> :eo=v;.r ".i virrie $jp*ricurr cs>:eu!t. Dfs vi^CtS E >:n: 1 tn^tr- >ee> par .-es :>::;": 1:5 t : e^irra?.^:.: ".2 7.a::;e inférieure ces essieux 112 r.

es

eni^nte qui empêche l:: *es e*>.eux 2e rapprocher, et qui. attachés au caire . .2; servent guide lorsqu i\ se ruent par 1 ùexicu ces ressorts-

A ORNIÈRES. 6l

Les autres parties de la machine, qui n'étaient pas terminées, paraissaient "devoir être à peu près les mêmes que dans la machine de Bolton.

Nous joignons ici un tableau du travail, en été et en hiver, de différentes machines locomotives qu'ont étudiées MM* Walker et Rastrick.

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