MÉCANISME ET DISTRIBUTION

Nous serons bref sur ce sujet, qui présente peu de dispositions nouvelles.

§ 1. — Diim-rwons «les cylindres.

Mentionnons d'abord les dimensions plus judicieuses qu'on a données aux cUindres, dont le volume était souvent exagéré. Plusieurs chaudières ont pu être allongées sans changer les cylindres. Ajoutons d'ailleurs que la réduction du volume des cylindres est, dans certaines limites, la conséquence naturelle de l'élévation du timbre des chaudières.

Sans entrer ici dans des détails qui sont surtout du ressort de la métallurgie, nous ne pouvons nous dispenser de signaler les beaux cylindres de locomotive en acier fondu, coulés d'une seule pièce, a Bochum. C'est une des applications les plus remarquables de ce produit, qui joue, dès à présent, un si grand rôle dans le matériel des chemins de fer.

Kien de nouveau dans le mode de distribution. La production de la détente par une valve spéciale a presque entièrement disparu. La détente de M. Meyer est encore appliquée en Ba-

vière, du elle a été fort en faveur, mais on commence à reconnaître que cette complication n'est pas rachetée par une économie notable de combustible. La coulisse de Stepbenson est toujours la plus répandue. La coulisse retournée de Gooth, qui donne des avances constantes* lui est cependant préférée* lorsque la longueur des entre-axes permet de ne pas trop réduire la longueur des barres d'excentriques. La distribution connue en Angleterre sous le nom d'Allan, et en Allemagne sous celui de Trick, et qui réalise» comme celle de Gooch, la constance des avances avec une coulisse rectiligne, reçoit des applications assez nombreuses en Angleterre , en Allemagne , en Belgique et en France (chemin d'Orléans). Enfin, quelques constructeurs belges appliquent à leurs machines la distribution de M. Walschaert, caractérisée par l'existence d'une seule poulie d'excentrique pour les deux marches, faisant osciller une coulisse retournée comme celle de Gooch, et donnant comhië elle et comme celle d'Allan, des avances constantes. Mais le mécanisme présente une certaine complication qui n'est rachetée par aucun avantage notable. Aussi cette distribution, essayée il y a plusieurs années, sur le Nord français, n'at-elle pu supplanter la coulisse ordinaire, commandée par deux excentriques.

8 2. Chârigerhent de marché k Vis.

Parmi les progrès réalisés dans ces derniers temps, un des plus féconds en conséquences utiles est la substitution de la vis au levier avec secteur à encoches, pour la variation de la dé* tente et le renversement de la vapeur. Cette substitution, d'ori* gine anglaise, facilite beaucoup la manœuvre du tiroir; elle permet an mécanicien de saisir le point précis le plus favorable à une marche économique, en procédant par déplacements pour ainsi dire infiniment petits. Elle rend le renversement de la vapeur bien plus facile et bien plus sûr et, en même temps bien plus prompt, le mécanicien pouvant déplacer le tiroir NU

pression et étant dispensé de fermer le régulateur avant le renversement de la marche, pour le rouvrir après .

g 3. — Emploi de la contre-vapeur comme frein.

L'application d'un frein aux machines locomotives est une des mesures de sûreté les plus utiles, et ou peut s'étonner à bon droit qu'elle ait été négligée pendant si longtemps. On se contentait, et on se contente trop souvent encore, d'appliquer un frein au tender ; mais la position du mécanicien, si bien placé pour juger de l'opportunité de l'arrêt, et pour agir sans perte de temps, et la masse considérable de la machine, doivent conduire à munir celle-ci d'un frein, non pas seulement au même titre qu'un autre véhicule, mais même de préférence à tout antre.

II y a quelques années seulement que le chemin de fer du Nord a appliqué des freins à ses machines Crampton ; les sabots agissent sur les roues. Après avoir essayé du frein à vapeur, on est revenu au frein à main. Sur les profils ordinaires, le frein du tender peut rester l'appareil courant, usuel ; celui de la machine n'est alors qu'un en cas; construit très-simplement et agissant rapidement , il peut prévenir ou atténuer une collision. A la descente des pentes très-fortes, l'intervention prolongée du frein de la machine peut être très-utile, ou même indispensable.

On sait depuis longtemps que la locomotive possède en ellemême un moyen d'arrêt très-énergique : le renversement de la vapeur, qui peut être utilisé, soit pour obtenir un arrêt trèsprompt, soit pour modérer la vitesse sur les pentes. En fait, cependant, les mécaniciens ne s'en servaient pas dans le second cas, et, dans le premier, ils ne l'employaient qu'à leur corps défendant, et seulement en préseuce d'un danger soudain.

Lorsque le mécanicien cherche à renverser rapidement la marche, dans une machine lancée à grande vitesse, la manœuvre du levier est difficile, incertaine, dangereuse même ; le levier, entraîné par le mécanisme, échappe parfois au mécani-

cien et vient le frapper violemment. D'un autre côté, la double manœuvre du régulateur exige plusieurs secondes, de sorte que le renversement de la vapeur, même opéré avec toute la promptitude possible, est beaucoup moins expéditif qu'on ne le suppose souvent.

La substitution de la vis au levier a fait disparaître ces inconvénients; mais la contre-vapeur en présente d'autres, qui n'ont pas le temps de se produire quand il s'agit d'arrêter rapidement, mais qui deviennent intolérables, et constituent une véritable impossibilité, si l'action doit se prolonger, comme c'est le cas, à la descente d une très-longue rampe.

La limite de la force retardatrice, qu'on peut obtenir par ce moyen , comme par les freins ordinaires , est évidemment le frottement sur les rails , des roues motrices et des roues couplées avec elles. La rotation de ces roues en sens inverse de la translation serait, pour la résistance au mouvement du train et dans l'hypothèse de la constance du coefficient du 'frottement, l'équivalent du calage; mais il importe de ne pas aller jusque-là, pour éviter le glissement des roues; elles doivent donc continuer de tourner dans le sens de la translation, de sorte que la marche des tiroirs est seule renversée, celle des pistons restant la même.

Dans cette situation, les inconvénients suivants surgissent : 4" aspiration par les pistons de l'atmosphère mixte de la boite à fumée, atmosphère à une haute température, et mêlée de cendres, de fragments de combustible, etc.: 2° échauffement bientôt énorme des cylindres, pistons et tiroirs, par suite surtout de la chaleur que dégage la compression de ces gai brusquement comprimés par la vapeur de la chaudière, au moment de l'ouverture des lumières d'admission; 3° élévation rapide de la pression dans la chaudière, par suite du refoulement des gaz aspirés par les cylindres.

Ces inconvénients disparaissent, grâce à une disposition dur à MM. les ingénieurs Lechatelier et Ricour. On évite : 1° l'aspiration et le refoulement de l'air, en isolant le piston del'at-

mosphère au moyen d'une injection de vapeur dans le tuyau d'échappement; 2° l'élévation excessive de la pression dans la chaudière, et, réchauffement des cylindres, tant par l'élimination de l'air que par l'addition, à la vapeur injectée, d'une proportion convenable d'eau, qui se vaporise. Les effets de cette ingénieuse disposition, appliquée pour la première fois sur les fortes rampes du Guadarrama (Nord de l'Espagne) ont été analysés avec beaucoup de soin dans un mémoire de M. Ricour (4). La plupart des chemins de fer qui ont des lignes à profil accidenté ont mis la question à l'étude, en prenant pour base cet intéressant travail. On rencontre, il est vrai, quelques difficultés ; on ne réussit pas toujours à contenir daus les limites convenables l'élévation de la température, qui est d'ailleurs dans la nature des choses, puisque la fonction de la machine est alors de transformer en chaleur une partie du travail dépensé par la gravité sur le train ; de là des garnitures brûlées et des excès de pression que les soupapes sont impuissantes à prévenir; mais ces inconvénients ne sont pas inhérents au principe. Us tiennent à l'inexpérience des mécaniciens, et surtout à ce que les admissions d'eau et de vapeur sont ordinairement solidaires, suivant la disposition adoptée sur le Nord de l'Espagne. 11 importe, au contraire, que ces admissions soient indépendantes, afin de permettre au mécanicien de forcer, au besoin, la dose d'eau. C'est grâce à ce perfectionnement qui n'est pas d'ailleurs une complication, grâce aussi à l'organisation, par MM. les ingénieurs Marié et Deloy, d'une surveillance étroite sur les mécaniciens, qu'on a réussi, sur le réseau de Lyon, à éviter les mécomptes éprouvés sur d'autres ligues. La contrevapeur fonctionne sur toutes les sections à fortes pentes du réseau; 35 machines sont pourvues de l'appareil, et G depuis plus de six mois. Il ne s'agit donc plus d'une expérience, mais bien d'une application régulière, et dont les résultats sont très-satisfaisants.

(1) Annal- - des Minet, t. x (es série), 1866, p. 141,142.

M. Zeh, ingénieur autrichien, a apppliqué aux Îocomottirp5, il y a plusieurs années, un moyen d'arrêt consistant simplement dans la fermeture d'une valve placée dans l'échappement. Cet expédient, quoiqu'il échappe aux principaux inconvénients]*!* la contre-vapeur pure et simple, s'est peu répandu. Il ne peut d'ailleurs soutenir la comparaison avec la contre-vapeur débarrassée de ses inconvénients.

M. Debergue a imaginé et réalisé une disposition qui n'est pas sans analogie avec la contre-vapeur perfectionnée. Dans celle-ci, les pistons oscillent dans la vapeur mélangée d'eau qu'ils reçoivent de la chaudière, et qu'ils lui renvoient. Dans le frein Debergue, les pistons se meuvent uniquement dans l'air, puisé dans l'atmosphère , au moyen d'un tube spécial, et ils le refoulent dans un récipient installé sur la chaudière , et muni de soupapes. Ce système , moins simple que la contrevapeur, a été l'objet d'expériences suivies , sur la rampe de 0"035 du chemin de fer de Paris à Saint-Germain : et le chemin de fer du Nord l'applique avec succès sur la rampe de 0-045 de l'embranchement d'Enghien à Montmorency.

jj 4. — ■ Tiroirs.

Les ingénieurs s'accordent de plus en plus à reconnaître que la simplicité est une condition essentielle d'une bonne locomotive. Les organes qui n'ont pas une fonction nécessaire, qui ne procurent , au prix d'une complication certaine, qu'une économie douteuse , disparaissent peu à peu. Ainsi les dispositions ayant pour but de diminuer le travail résistant des tiroirs, soit en réduisant la pression à laquelle ils sont soumis, soit en éliminant le glissement, n'ont plus que de rares partisans. Le second expédient se retrouve cependant dans la machine américaine de M. Grant. Les tiroirs se meuvent sur des rouleaux de friction en acier, placés en retraite autour de la platine. Si les énormes dimensions des tiroirs expliquent une tentative de ce genre, il est difficile de croire à son efficacité.

Comment éviter, ou la portée des tiroirs sur la platine, ou des fuites, s'ils ne portent réellement que sur les rouleaux ?

| 5. - Emploi de l'acier.

Il est presque inutile de dire que l'application de l'acier fondu aux pièces du mécanisme devient de plus en plus générale. La réduction des équarrissages de ces pièces est importante à deux points de vue : 1° La diminution du poids total; 2° surtout la réduction des actions perturbatrices, et par suite celle des masses équilibrantes. On sait que l'initiative de cette applicatioa de l'acier appartient à la maison Borsig de Berlin. Qui ne se rappelle le sentiment de surprise et presque de défiauce, qu'excitait, il y a une douzaine d'années, la vue de ces pièces si grêles? C'est que, à cette époque» et même bien auparavant, M. Borsig apportait dans le choix de ses matériaux ce soin scrupuleux qui a tant contribué à la juste renommée de ses ateliers; renommée répandue par 2,077 locomotives, livrées à l'Allemagne, à la Russie, et représentées a l'Exposition par la machine à quatre roues couplées que d'autres égalent peutêtre, mais qu'aucune assurément ne surpasse*

Quelques grands ateliers, le Creusot en France, le London and North Western en Angleterre, produisent eux-mêmes une grande partie des métaux qu'ils mettent en œuvre. Nul n a été plus avant dans cette voie, que M. Borsig. Pièces de forge, tôles, fontes, acier môme (sauf les bandages), tout sort de ses usines de Berlin, de Moabit et de Biscupitz (haute Silésie). Ce dernier groupe comprend, avec de hauts fourneaux, dont le nombre va être porté à six* d'importantes exploitations de houille et de minerais de fer ; on y installe une aciérie Bessemer.

Une telle concentration n'est pas à la portée de tout le mondé. Elle n'est heureusement pas indispensable pour la bonté des produits ; mais le constructeur qui produit lui-même ses matières premières, qui dirige leur fabrication en vue d'appltca-

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tions déterminées, est plus sûr des matériaux qu'il emploie, il connaît mieux leurs qualités et leurs côtés faibles, et fait mieux la part des uns et des autres. Cette double situation de producteur et de constructeur entre certainement pour une grande part dans la hardiesse apparente avec laquelle M. Bôrsig a réduit de longue date les équarrissages des pièces de ses machines, comme dans l'uniformité classique de chacun de ses divers types, et l'invariabilité de leurs qualités.

Aujourd'hui , au surplus , la plupart des constructeurs de locomotives, quoique forcés de demander aux industries spéciales les matériaux qu'ils mettent en œuvre, se trouvent, par le fait, dans des conditions analogues. La fabrication des grosses pièces de forge, celle des pièces de moulage; des tôles, des aciers, sont concentrées dans un nombre restreint d'établissements importants , qui ne peuvent prospérer et même vivre qu'à la condition de bien faire. Leurs produits sont connus, et les constructeurs savent les mettre en œuvre et les placer dans les conditions qui leur conviennent. Si, par exemple, on a vu , il y a peu de temps encore, des chaudières de locomotives faire explosion, quoique neuves encore, en excellent état d'entretien , sans qu'aucune faute pût être imputée au mécanicien, uniquement enfin, par suite de la mauvaise qualité de la tôle, on peut presque aflirmerque ces faits ne se reproduiront pas.

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