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Dans ces conditions, le mouvement longitudinal du piston et de sa tige peut nécessiter une force considérable pour se produire : on trouve parfois des ressorts qui, une fois montés, réclament une pression de 0 kg./em? 2, soil environ 600 gr. d'effort total pour se meltre en mouvement et exceptionnellement il s’en rencontre de très mal construits qui résistent plus encore pañ suite de frottements excessifs.

Les observations faites à ce sujet montrent que les dits frottements dépendent bien de l’excentration de la sphère de fixation du ressort. On s’en assure

Fig.12 en montant sur un tour à la place de la pointe de la broche tournant dans la

poupée fixe un filelage permeettant de recevoir le ressort à étudier. Ce filetage est décolletée d’une seule pièce avec un cône s’emmanchant à la place de la pointe, et cela sans aucun jeu, ce qui est aisé: les deux parties de la pièce sont rigoureusement coaxiales, le filetage et son embase plane ayant été tournées une fois le cône de fixation mis en place, dans une position d’ailleurs repérée pour plus de sûreté. On est ainsi assuré de recentrer exactement ce filetage en le remontant.

En visant avec un microscope à oculaire micrométrique monté sur le chariot du tour la sphère de fixation du sommet du ressort, il est facile de mesurer le diamètre du cercle décrit par son centre dans le mouvement de rotation du ressort autour de l’axe de son filetage matérialisé par l’axe du tour.

On constate par ce procédé que les ressorts les mieux centrés sont ceux qui donnent les plus petits frottements une fois montés sur l'indicateur.

Le ressort, formé de deux spires hélicoïdales devrait, en principe, être symétrique par rapport à l’axe d’enroulement qui devrait être confondu avec l’axe du filetage de l’embase.

Mais, dans la pratique. en raison des défauts inévitables de la fabrication, ces deux axes ne sont pas confondus, partie par suite des erreurs dans l’usinage de l’embase, partie en raison des irrégularités du ressort proprement dit, et surtout pour celte raison. Il arrive, en effet, que les spires constituant les deux hélices ne soient pas enroulées sur le même diamètre, probablement en raison d’inégalités dans la tension du fil pendant l’enroulement; le fil qui les constilue, peut également ne pas être homogène dans toute sa longueur; enfin lors de la trempe, les inégalités de traitement du métal peuvent lui conférer des propriétés élastiques variables d’une partie à l’autre.

Il en résulte que le mouvement de la sphère de fixation du ressort, lorsqu'on lui applique une force parallèle à l’axe de celui-ci, peut n'être pas un mouvement composé d’une translation suivant cet axe et d’une rotation autour de cet axe ainsi qu’il le serait avec un ressort parfait et ainsi que le permettent seulement les liaisons imposées au ressort lorsqu'il est monté sur l'indicateur.

Dans ces conditions, la réaction latérale nécessaire pour ramener le centre de la sphère sur l'axe du filetage engendre des frottements variables comme elle-même en fonction de la charge subie par le ressort, c’est-à-dire de la pression régnant dans le cylindre de l'indicateur et l’on constate qu'il en est bien ainsi dans la pratique.

On soumet pour ce faire le piston de l'indicateur à une force constante quelconque — par exemple, au moyen de la balance à tarer les ressorts — puis on l’écarte de sa position d'équilibre ‘et on l’y laisse revenir avec une extrême lenteur, d’abord dans un sens, ensuite dans l’autre. La distance des positions du style traceur sur le tambour exprime à l’échelle du ressort le double de la pression correspondant au frottement de l'indicateur avec ce ressort et à cette pression,

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On observe ainsi que l'effort de frottement varie en général avec la pression pour un ressort quelconque, et parfois même s’annule pour certaines valeurs de la pression, les très petits frottements dûs à l'indicateur seul, n'étant généralement pas mesurables à l'échelle des ressorts usuels. Ce fait démontre donc que la distance variäble du centre de la sphère supposée libre transversalement, à l’axe de la tige de piston. s’annule à certaines charges et. par suite, que la trajectoire de ce centre dans un mouvement libre sous l'action d’une force parallèle à l’axe, coupe cet axe aux points de frottement nul. |

Il'est, bien entendu. que les frottements dont il vient d’être question sont les frottements à l'arrêt mesurés sur la balance et à froid, et cela est fort heureux, car des valeurs bien inférieures aux chiffres cités comme parfois obtenus sur des ressorts médiocres, suffiraient à ruiner la précision des mesures à l'indicateur si elles se retrouvaient dans les frottements en marche.

Heureusement, ceux-ci sont de beaucoup plus petits grâce à la diminution des frottements en marche par rapport aux frottements de départ, à l'élévation de la fluidité de l’huile et plus encore peut-être aux vibrations engendrées dans l'indicateur par le fonctionnement du moteur.

Il ne nous a pas été possible jusqu'à présent, faute de ressources expérimentales suffisantes de poursuivre une étude complète de la question du frottement dans les indicateurs, dont nous ne donnons ici que quelques principes et quelques résultats qualitatifs. Une telle étude devra comporter les parties suivantes :

Etude de l’excentration des ressorts sans charge par le procédé indiqué, puis sous des charges quelconques croissant jusqu’à la limite maxima.

Tracé de la trajectoire du centre de la sphère de fixation.

Etude des frottements à l’arrêt sur la balance ou au moyen d’un manomètre étalon, de préférence à mercure. Comparaison de ceux-ci avec les excentrations de la sphère aux mêmes charges.

Etude des frottements dans les conditions de marche (température, pression et vitesse). par un procédé dynamique (1).

Il n’est pas douteux que les conclusions d’une telle étude conduiraient à de sérieux progrès dans la technique de la construction des indicateurs et de leur emploi aux mesures de puissance sur les moteurs en permettant de mettre en évidence les causes principales d’erreurs systématiques que nous n'avons pu qu'énumérer jusqu'à présent.

Certains types d’indicateur tel que le Crosby New ont été disposés de façon à permettre le libre déplacement de la sphère de fixation du ressort, ce qui élimine les frottements dûs aux réactions latérales. Mais ce résultat a été obtenu au moyen de solutions constructives incompatibles avec un emploi correct prolongé et certains détails de réalisation ont introduit dans celui que nous -avons essayé, des frottements au moins aussi grands que ceux que l’on évitait d'autre part.

L'étude complète de la question montrerait si l'élimination des réactions élastiques transversales constitue un progrès réel ou si la diminution des coefficients de frottement en marche rend illusoire, dans les conditions de l’emploi cet avantage, certain à l'arrêt et à froid. On voit là un exemple des applications pratiques qu'il serait possible de faire de cette méthode pour orienter les perfectionnements de la construction des indicateurs.

Titre LI. — VARIATIONS des PERTES avec la CHARGE

$ A. — Conditions et résultats des essais.

Pour la représentation des résultats de nos expériences sur les pertes par frottements, nous avons estimé logique d'adopter une fonction qui exprime de façon aussi directe que possible les phénomènes étudiés.

L'usage le plus répandu en ce qui touche les essais de machines motrices, vraisemblablement en considération de la fonction même de ces moteurs — le développement de l'énergie ou puissance motrice — est presque toujours d'exprimer les résultats sous forme de puissances : puissance indiquée. puissance utile.

Nous avons, au contraire. choisi pour la représentation de nos mesures l’usage des couples, représentation essentiellement légitime, les frottements élémentaires étant des forces et leur action d’ensemble se manifestant sous la forme d’un couple résistant. De plus, les opérations qui ont servi à les

(4) Voir à ce sujet les travaux de BURSTALL, Rev, de Méc. passim.