MACHINES LOCOMOTIVES. - INDICATEURS

de ce que le point de jonction des deux branches n'avait pas été convenablement réglé à la lime.

Les boules sont creuses, tant pour rendre les chocs moins violents que pour économiser le métal. Dans certaines circonstances , ou le plongeur de la pompe alimentaire a été attaché à la traverse, la tige du piston s’est courbée par l’effort qu’elle a eu a supporter. C’est la un accident qui se produira constamment si la communication entre la pompe et la chaudière vient a être interrompue quand la machine est en marche, et s’il n’existe point de soupape pour laisser échapper l’eau.

OtS a. rem placé , dans certains cas, les soupapes à boule par des soupapes à tige, mais ees dernières sont sujettes à des dérangements. On pourrait aisément appliquer les tiroirs, et l’on s’en trouverait probablement^ mieux que de tout autre système.

Il y aurait, croyons-nous, un grand avantage à placer le» pompes alimentaires dans le tender, et à les faire travailler à l’aide d’une petite machine semblable à celle qui a été inventée par MM. Penn pour l'alimentation de leurs chaudières tubulaires. Iæ travail des pompes alimentaires, tel qu’il est disposé aujourd’hui, est incertain. Pour peu, en effet, que les soupapes donnent lieu aux moindres fuites , la vapeur ou l’eau bouillante , provenant dé-*la chaudière , empêche tes pompes de pomper l’eau. Il serait donc avantageux que ces appareils fussent «égarés (le la chaudière, et placés directement dans l’eau d’alimentation, pour qu’ils n’eusstmt plus qu’à la faire arriver.

Si les pompes étaient disposées comme nous proposons de le faire, la chaudière pourrait eoutiuuer à être ulinftnfe d’une manière régulière, même durant les instants'tilc repos de la locomotive. Cependant, il serait prudent devoir une seconde pompe, fonctionnant suivant le mode ordinaire, à l’aide de la machine. Celle-ci remplacerait la première dans le cas où elle viendrait ù se déranger ou à geler dans le tender. *f

Les tubes.qui relient leader aux pompes doivent être disposé» de manière à Laisser libre l’accès aux soupapes , ne gêner en rien le mouvement de la machine et du tender. Ce résultat s'obtient à l’aide 'd’articulations à douille ; et afin de donner un peu de jeu à l’extrémité, l'un des tubes peut glisser dans l'autre , comme les tubes d'un télescope. I. 'articulation est maintenue étanche au moyen d'une boite à étoupes. Tou* les points d’attnehe des tuyaux qui relient la machine au tender doivent être traités de la aorte.

Dons quelques machines, le tuyau d'alimentation pénètre dans la chaudière en un endroit voisin du fond et placé à peu près au milieu de la longueur. Dans les machines de Stephenson , l'eau arrive dans la chaudière vers l’extrémité de la boite à fumée, un peu au-dessous du niveau de l’eau. Par ce moyen, ou utilise plus complètement la chaleur de la fumée qui s’échappe; mais cet arrangement serait peutêtre d’une application difficile, sinon impossible, aux machines dans lesquelles le dôme et le tuyau à vapeur se trouvent aussi placés à l'extrémité de la botte à fumée. En pareil cas, eu effet, l'arrivée de l'eau froide condenserait nécessairement une forte portion du fluide, o

Indicateurs.

Dans le but de connaître la hauteur de l'eau contenue dans la chaudière , on place sur ce générateur des robinets d'épreuVe et des tubes en verre Indicateurs, comme dans les chaudières des machines à vapeur pour la navigation. L'un de ces indicateurs est représenté figure 337. La partie recourbée du haut, conduisant du sommet du tube dans l’intérieur de la chaudière, est destinée ù empêcher que l’eau ne puisse bouillir dans le tube même , ainsi que cela a lieu quelquefois quand la chaudière est trop pleine. La partie d'en bas n’a point d’usage bien déterminé. Une petite cheville vissée est placée vis-à-vis chaque robinet, pour permettre d'y introduire une tringle et de le nettoyer quand il vient à s’engorger.

Il y a ordinairement trois robinets d'épreuve sur la chaudière, outre l’indicateur eu verre dont nous venons de parler. Celui de ces robinets qui s’ouvre à l’endroit le plus bas laisse toujours échapper

DÉTAILS RELATIFS A DIFFÉRENTES MACHINES

l'eau; le plus élevé sert pour ta vapeur. Quand l'eau oseille d'une façou Incommode dans l’intérieur du

tube en verre , on arrête ces soubresauts en fermant partie llemeot les robinets

Houes.

Les roues motrices ont un grand diamètre , afin d’augmenter la rapidité de la marche. Les roues de support, elles-mêmes, donnent lieu à un meilleur service lorsqu'elles sont grandes. Dans les machines à marchandises, les roues motrircs sont plus petites que dans celles à voyageurs. Elles sont , en outre , généralement couplées, ainsi qu'on le volt dans la machine locomotivo de Bury, représentée dans une de nos planches.

On construit les roues de différentes manières. Ordinairement les moyeux sont en fonte , et les rayons en fer ainsi que la jante. Les^arems soûl forgés avec des barres en fer plat terminées en forme de T. On leur communique la forme rayonnante à l'aide d'un gabarit, autour Su noyau central en fonte, puis on soude ensemble les bouts des têtes en T, ce qui constitue le périmètre de la roue ou bande intérieure. Quand il manque du métal , pour que les têtes se rejoignent, on ajoute de petites pièces en forme de coin.

Dans certains ras , les bras , quoiqu'en fer, sont creux , la bande interne restant toujours en fer et le moyeu en fonte. Alors, les rayons sont tournés à •'endroit où ils pénètrent dans le moyeu, et Ils sont assujettis dans leurs mortaises à l’aide de clavettes.

Hawthorn établit ses roues avec des moyeux en fonte , les jantes et les bras étant en fer ; mais au lieu de sonder les bras les uns aux autres , il place des plates-bandes sur leurs abouts et attache ces plates-bandes à la jante avec des rivets. Ces rivets , quoique établis avec le plus grand soin , sont malheureusement sujets À prendre du jeu. Aussi , pensons-nous qu'il y aurait avantage à entailler légèrement les plates-bandes dans la jante, quand elles ne vont point jusqu’à se toucher l’une l’autre bout S bout. *

Une fois la jante tournée , on la recouvre d'une bande que l'on fait souvent aujourd'hui en acier. Quel que soit le métal que l’on emploie pour cet objet, les bandes doivent être préalablement recourbées séparément. On les réunit ensuite les unes aux autres, en les soumettant au lourd marteau de l’aciérie; puis ou les recourbe suivant la forme du cercle, et on les soude en leur donnant la dimension convenable. Alors, on chauffe la jante jusqu’à la chaleur rouge dans un foyer circulaire ; et , pendant qu'elle chauffe, on boulonne sur une plaque la roue en fer qu’on a préalablement tournée suivant le diamètre convenable. La jante se détend sous la chaleur, et lorsque sa température est arrivée au rouge-cerise, on la jette sur la roue , pour laquelle elle était d'abord trop petite. On la boulonne egalement avec force sur la plaque , puis , à l'aide d’une grue , on saisit la masse entière que l’on précipite dans un réservoir d'eau d’une profondeur de un mètre et demi environ , et que l'on remue de haut en bas jusqu'à ce qu'elle soit devenue à peu près froide. Les jantes ne reçoivent pas d'autre préparation.

MACHINES LOCOMOTIVES. - ROUES

Il n'est pas indispensable que la bande entière soit d'acier ; on peut se servir, tout simplement, d'une gorge ou rainure , assemblée eu queue d'aronde , et tournée en dehors de la bande, à l'endroit le plus expose au contact du rail. Cette gorge est recouverte ensuite d'une lame en acier. Ce procédé est, d’ailleurs, celui dont on se sert pour réparer les bandes des roues, quand elles s’usent. Apres la pose, l'acier est martelé avec force ; il s’étend alors à droite et a gauche, jusqu'à cc qu'il remplisse la rainure , et il ne peut plus ensuite s'ccluippcr.

la» bande est attachée à la jante de la roue avec des rivets à double tête; et la roue est alors Usée sur son essieu, *■

Lu bande présente une forme légèrement conique , afin de faciliter le passage de b machine dans les courbes. On comprend, en effet, qu'avec cette disposition, le diamètre de la roue extérieure à b courbe se trouve nécessairement augmenté par 1a force centrifuge, tandis que celui de l’autre roue en est, en même temps, diminué d'une manière correspondante. Il résulte de là que b courbe se trouve franchie sans donner lieu aux résistances qui seraient, autrement, b conséquence des différences de route à parcourir, dans le mêmc'temps, par des roues d’un diamètre égal et fixées sur le même axe.

Outre cette forme conlqqp attribuée à b jante des roues , les rails eux-mémes ne sont point exactement verticaux. lis sont légèrement inclinés en dedans, ce qui nécessite, soit une légère conicité dans b jante, soit une certaine obliquité dans le plan des roues, pour que ces roues portent bien normalement sur les rails. L’un des avantages qui résultent de cette inclinaison des rails et de b conicité de b jante, c’est que les rebords des roues sont moins exposés à porter contre les cités du rail. C'est pour ce motif que les rebords portent toujours de larges filets dans les cornières.

Dans le principe, les roues étaient mobiles sur l'essieu ; mais elles étaient moins stables, et l’on ne se sert plus guère aujourd’hui de cette disposition.

iBfcc ' * d-

Comparaison des locomotims a quatre et à six roues.

Longtemps ou a discuté les mérites respectifs des machines a quatre ou a six roues ; les uns prétendant que les premières offraient plus de dangers, les autres, que les secondes, au contraire, étant plus lourdes et moins faciles à manoeuvrer, devaient être 1a cause d'accidents plus nombreux. Nous croyons , quant à nous , que les vices et les défauts , dont on a chargé les machines à quatre roues , disparaissent en grande partie quand ccs mnchiucs ont été convenablement établies. En effet, de ce que l’un des essieux d’une machine à quatre roues vient à se rompre et à se briser complètement , il ne s'ensoit pas Inévitablement que b machine elle-même doive nécessairement tomber ou dérailler, puisque, si celte machine est convenablement accouplée avec le tender, celui-ci b soutiendra. II est évident que rien ne s'oppose a ce qu'une pareille connexion soit établie entre b machine et le tender, et que l'essieu antérieur ou postérieur peut être brisé , sans que 1a machine tombe , retenue qu'elle est par le tender. Ainsi , tes argumente que l'on présente contre les machines à quatre roues ne sont autre chose que des argumente coutre cette possibilité de relier et de rattacher la machine au tender.

Il est vrai que les locomotives deviennent de jour en jour trop pesantes pour n'étre supportées que sur quutre roues, sans craiute de faire fléchir les rails, surtout avec b grande vitesse dont elles sont animées. Cependant, nous craignons bien que cette objection, sur le dommage qui en résulte pour la vole ferrée, ne s’applique avec presque autant de force aux machines à six roues. Le mécanicien, eu effet, a b faculté, dans ces dernières machines, de reporter à peu près tout le poids sur les deux roues, et quand les rails sont humides ou gras, il n'hésite pas généralement, pour augmenter le tirage, à visser par dessous les roues motrices sur le rail. Dans cc cas, uon seulement l'effet de compression sur le rail est plus violent que celui que déterminerait 1a charge répartie sur quatre roues, mais, encore, b marche de b machine n'est plus sans danger, en ce qu'il se produit, dans les grandes vitesses, un mouvement de langage ou "J*

DÉTAILS RELATIFS A DIFFÉRENTES MACHINES

de plongeinent, provenant du poids tout entier qui est suspendu en équilibre sur les roues motrices centrales. La machine, en outre, est plus sujette aux oscillations.

Stephensou fait ses roues motrices sans rebords, pour faciliter le passage des courbes; et il nous semble que si 1*00 s’arrête définitivement aux locomotives à six roues, cette disposition de Stepheuson doit être observée. Mais, nous croyons, qu'au lieu de lourdes machines a six roues, il vaut mieux se servir de machines a quatre roues, d’un poids modéré, quitte à eu augmenter le nombre de maniéré à obtenir de ees moteurs une traction aussi rapide qu’on peut le désirer.

On nous objectera, sans doute, que la dépense ainsi nécessitée devient plus considérable, vu qu’une petite machine a besoin, aussi bien qu’une grande, d’un mécanicien et d’un conducteur. Mais, en faisant un tender à double compartiment, avec une machine par devant et une autre par derrière, il suffira d’un senl mécanicien et d’un seul conducteur pour les deux machines. Les manettes de mise en train des deux machines pourront être placées au milieu du teuder, et les deux moteurs arrêtes ou mis en marche eu même temps, de maniéré a fonctionner , sous ce point de vue, comme le ferait une seule et même machine.

Cette disposition nous semblerait bien préférable à l’emploi des locomotive* si pesantes à six roues. Les rails n’auraient plus, en effet, à souffrir sous une charge par trop forte, et la fermeture partielle de la tuyère, pour le cas ou la surface de chauffe ou celle du foyer serait augmentée par l’addition d'une seconde machine, déterminerait une perte d’effet moins considérable. Dans toutes les locomotive, en effet, il existe une perte notable d'effet utile, due à la contraction de la tuyere que nécessite le tirage. A de grandes vitesses, la moitié de la force est entièrement perdue par l’effet des passages de vapeur, dont l’ouverture ne saurait varier dans la même proportion que la production de la vapeur; or la plus grande partie de cette perte prov ient de la contraction de la tuyère.

On fait maintenant les tenders plus grands, afiu d’éviter la nécessité de stations fréquentes pour l’alimentation de l’eau et du coke. Tout autour doit exister un châssis v itre, pour protéger le conducteur contre le vent et lui permettre d'observer ce qui se passe dans les mauvais temps. On peut établir les tenders sur un nombre quelconque de roues, le poids et lu dimension de ces parties ne pouvant être d’aucun inconvénient pour le service.

Arbre à manivcUe$y ou essieu des roues motrices .

L’essieu des roues motrices est eu fer. Les deux manivelles sont forgées d une seule pieoe avec lui ; elles sont placées vers le milieu de sa longueur, et a une distance l'une de l'autre correspondante a celle des deux cylindres entre eux.

Il existe des renflements sur l'arbre des manivelles, pour l'attacbe des roues. Le même arbre porte aussi des tourillons pour servir à supporter le châssis de la machine.

L'arbre se compose ordinairement de deux morceaux en fer forgé, soudés l’un A l'autre Quelquefois, les parties destinées à l'attache des manivelles sont faites à part ; mais alors, elles sont sujettes à prendre du jeu. Dans les machines à cylindres extérieurs, les arbres sout droits et les boutons des manivelles sont introduits et fixés dans les moyeux des roues.

Les tourillons auxquels se rattachent les bielles portent de forts collets de chaque côté, afin de communiquer de la force à l'arbre en ce point, et d'empêcher le jeu latéral de la bielle. Cependant, dans les machines qui ont déjà servi depuis quelque temps, il existe toujours beaucoup de jeu dans ces tourillous, et ce jeu contribue à rendre les oscillations de la machine plus violentes. Nous pensons que les tourillons des arbres des locomotives devraient être des sphéroïdes, et établis d'après la méthode que nous avons déjà proposée pour les arbres des roues des machines à vapeur de la navigation. Tout jeu devieut alors impossible, et le poids du piston peut être contre-équilibre par l'addition d’un corps pesant quelconque a la roue. Si l'on observe ces précautions, les locomotives u’auront plus de mouvement oscillatoire, que les

MACHINES LOCOMOTIVES. - BIELLES

cylindres soient extérieurs ou intérieurs, pourvu que ces locomotives soient suspendues sur quatre roues seulement.

• Bielles.

U est fort à désirer que la longueur de la bielle demeure invariable, malgré l'usure des tourillons. Il existe, eti effet, si eette longueur est diminuée, le danger que le piston vienne heurter contre le couvercle du cylindre, vu le faible dégagement que l’on y ménage, afin d'économiser la vapeur.

Fis. 338 et 339. — Extrémités de ia bielle et chipes .

Dans certaines machines, la chape, qui enveloppe le bouton de la manivelle, est fixée d'une maniéré invariable à la bielle, par des clavettes à queue d'aroode, comme on le voit figure 339. Tn boulon traverse Prtmiére Stclkjn. 73

DÉTAILS RELATIFS A DIFFERENTES MACHINES

à la fois les clavettes, la tige et la chape, pour empêcher les clavettes en queue d’aronde d’être chassées. Le coussinet est serre à l’aide d’une clavette et d'une conlre-clavcttc ; celles-ci sont maintenues, â leur tour, par trois vis de serrage avec un bouton transversal ou une clavette vers l’about, ee qui les empêche de prendre du Jeu.

Cet arrangement a pour effet d'allonger la tige ; mois, a l'extrémité de la traverse de la tige, ce rallongement est neutralisé, en laissant à la chape du jeu ; de sorte qu’en serrant le coussinet, la tige se trouve raccourcie d'une quantité précisément égale à celle dont elle est rallongée a l’extrémité du houton de la manivelle. En ce point , le serrage a lieu également au moyen d’une clavette et d'une contre-clavette, dont le jeu est empêche par deux vis pressant contre le bord de la contre-clavette. Les deux tourillons de la bielle sont munis de coupes ou godets û huile, avec un petit tube au centre et des mèches à syphon.

La bielle, qui est représentée dans les ligures 338 et 339, est une barre épaisse et plate, à œils arrondis, la bielle de Stephenson est faite, vers l'extrémité de la manivelle, comme celles des steamers lilack- Eagle et Relribulion , représentées dans les planches où sont dessinées les machines de ces vaisseaux ; seulement, au lieu d’un chapeau ou couvercle en fer, une chape en fer rond passe au-dessus des deux coussinets, et est attachée à l’extrémité en T de la bielle, au moyeu d’écrous, serrés sur les extrémités du fer, lequel est plus épais au milieu, pour résister plus sûrement à l'effort.

Cette disposition a le défaut de raccourcir la bielle quand les coussinets sont vissés; ceux-ci, en outre, doivent être très forts et très lourds.

La bielle de ilawthorn porte une chape à chaque bout. Cette chape est serrée par une clavette et une contre-clavette. Mais, afin de parer à l’inconvénient qui résulte du raccourcissement de la tige, l'extrémité de la tige du piston est munie d'une clavette destinée à Strrer les coussinets en dehors. La pointe de la clavette est vissée ; elle passe à travers une oreille attachée à la contre-clavette, et est serrée au moyen d’un écrou. Il vaudrait mieux rattacher l'oreille à la clavette même et la vis à la contre-clavette, parce que la saillie que présenterait alors la vis, lorsque la clavette serait profondément chassée, ne serait plus aussi forte.

Dans les machines employées sur le chemin de fer de Rouen, l'extrémité de la tige du piston qui tient a la bielle n’a ni chape ni coussinet. Elle embrasse tout simplement la traverse, et la manivelle est percée d’une ouverture pour recevoir les coussinets. Ceux-ci sont fixés à l'aide d’uue clavette et d’une contre-clavette.

La longueur de la bielle varie entre quatre et sept fois la longueur de la manivelle. Les longues bielles présentent l’avantage de diminuer le frottement sur les glissières.

Excentriques et tiges de l'excentrique.

Les excentriques sont en fonte. Quand Ils sont placés sur l'essieu entre les manivelles, ils soot établis en deux morceaux reliés ensemble par des boulons, ainsi qu’on le volt figures 340 et 341 ; mais dans les machines à essieu droit, ils sont fondus d'une seule pièce et maiutenus sur l’essieu avec uue clavette.

Quand l'excentrique est en deux morceaux, l'angle qu'il présente sur l’arbre est déterminé et fixé à l’aide d’une vis de serrage, qui est munie de pattes et d'écrous pour l'cmpécher de prendre du jeu. A la fusion, une pièce de métal est ménagée en dehors de l'excentrique, pour y fixer la vis; le vidoest ensuite rempli pur une autre pièce de métal, taillée en queue d'aronde, qu’on introduit dans l'ouverture.

Stephenson et Hawthom laissent des trous dans leurs excentriques de chaque côté du bras central; dans chacun d'eux ils appliquent des vis de serrage. Quelquefois les vis deviennent lâches, et laissent l’excentrique prendre du jeu, à moins qu’elles ne portent des pattes à écrou. Dans les machines du chemin de fer de Rouen, qui sont à essieux droits, les quatre exceatriques sont fondus d’une seule pièce.

Les chapes des excentriques doivent être faites plutût en fer qu'en laiton; ces dernières, en effet, sont fréquemment brisées. Quand elles sont en fer, la moitié de la chape est forgée avec la tige, et l’autre

MACHINES LOCOMOTIVES. — DISTRIBUTION DE LA VAPEUR

moitié est flx.éc par des boulons et des écrous. Quelquefois, des pièces de laiton sont chevillées dans

Kio. 310 cl 341 , — Poulie H'cxreolri'jue pour locomotive.

l’intérieur du collier en fer ; mais il parait préférable de placer des coussinets dans In chape pour envelopper l'excentrique, comme cela a lieu dans tous les arrangements de cette espèce.

Quand on se sert de chapes en laiton, les oreilles portent ordinairement des écrous, et si un nouvel ajustage est rendu nécessaire à cause de l’usure de la chape, on interpose des rondelles. Dans quelques machines, cet ajustage s'effectue en vissant la tige de la soupape; la traverse, à travers laquelle passe cette tige, est munie sur scs deux cdtés d'un écrou qui sert A déterminer sa position sur la tige de la soupape.

Les fourches de la tige de l’excentrique sont en acier. La longueur de la tige est la distance qui existe entre le centre de l'axe de la manivelle et celui de l'arbre des tiroirs.

Jeu des tiroirs et distribution de la vapeur.

Dans les machines locomotives, les excentriques sont maintenant toujours fixés ou calés sur l’essieu, et au nombre de deux, l’un pour la marche en avant, l'autre pour la marche en arrière Les poulies libres ont été abandonnées à cause du peu de régularité et de certitude de leur travail, inconvénients qui étaient dus aux chocs qu'éprouvaient ces poulies par les changements soudains de direction, lorsqu'elles fonctionnaient à une grande vitesse.

L'arrangement au moyen duquel le mouvement de l'excentrique est transmis au tiroir, est direct ou indirect. Dans les cas où l’excentrique est indirectement attaché au tiroir, le mouvement est communique par l'intermédiaire de leviers, et il existe certaines différences dans les dispositions, A l'aide desquelles le mouvement inverse est effectué. MM. Alcard et lluddicom se servent d'une paire d’excentriques placés à l'extrémité de l'essieu, qui est droit. L’arbre de retour est disposé au-dessous de la tige du piston ; à cet arbre est fixé un levier, et sur celui-ci sont attachées des chapes de longueurs différentes, qui sont reliées, à leurs extrémités supérieures, avec les bouts des tiges de l'excentrique, dont l'une est au-dessus, et l’autre au-dessous des axes placés sur le levier de l’arbre des tiroirs. U résulte de cette disposition que la tige supérieure de l'excentrique, lorsqu'elle est en marche, communique le mouvement de marche en avant, et la tige inférieure, au contraire, le mouvement de marche en arrière.

Dans les autres machines, les fourches sont pincées au-dessus et au-dessous du bouton des lev iers de l'excentrique. La tige de l'excentrique, pour la marche en avant, est soulevée de son enclauchement par

BETAILS RELATIFS A BIFFÈRENT ES MACHINES.

une chape suspendue au levier placé sur l'arbre de retour; et, par le même mouvement, l’excentrique de la marche en arrière est soulevé, et introduit dans son enclenchement à laide d'une chape plus longue, qui le rattache au levier, placé non pas sur l'arbre de retour, mais sur un arbre un peu audessous.

Stephenson et Hawthorn se sont servis l’un et l'autre d'un arrangement semblable ; seulement, ils • disposaient les tiges de l'excentrique toutes les deux au-dessous des boutons ou axes du levier placés sur l'arbre des tiroirs. Be cette façon, on n'a plus à craindre aucun accident dans le cas où une tige s’échapperait et viendrait à tomber, ou bleu dans celui où une partie quelconque de l'appareil serait forcée et tordue par l'effet des tiges fonctionnant toutes deux en même temps.

Aujourd'hui, le mouvement des excentriques est, dans Itcnucoup de cas, transmis directement aux tiroirs. Bans la disposition de l'appareil à tiroirs de M. l’uuwels, le tiroir fonctionne sur le côté du cylindre, et la tige de la soupape se prolonge sous la forme d'une lame plate et épaisse et présentant un losange en section. Sur chacun des fêtés de cette lame est fixé un bouton ; l'un d’eux est destiné au cran de la tige de l'excentrique pour la marche en avant, l’autre, au contraire, pour celui de l’excentrique dr retour. Au-dessous est placé l’arbre de retour; il tient à un levier d’où dépendent deux chapes de longueur différente et qui sont reliées aux extrémités des tiges de l’execntriquc. En faisant mouvoir ce levier de haut en bas, les tiges de l’excentrique sont alternativement saisies et dégagées, et communiquent leur mouvement respectif au tiroir; ou bien, si le levier est maintenu dans sa position intermédiaire, les deux excentriques sont en dehors de leur enelanchement, et la soupape demeure naturellement Immobile.

Les machines de M. Pauwels présentent quelques difficultés pour la marche; elles sont sujettes à des chocs à cause de l'encianchement soudain auquel les tiges sont exposées. Cet Inconvénient est dù à ce que tout le poids des leviers et des tiges se trouve reporté sur ta face de l'arbre de retour ; mais on peut y remédier en attachant à l’arbre un contrepoids convenable.

Les tiroirs qui sont placés sur les fêtés des cylindres, comme dans la machine de Stephenson, représentée dans l’une de nos planches, sont, dans beaucoup de cas, plus faciles à rattacher avec l’excentrique; mais on ne peut les maintenir serres contre les face», sur lesquelles ils glissent, qu'avec le secours de ressorts; d’où il résulte qu’il semble plus convenable de foire les faces des deux cylindres Inclinées l'une par rapport ù l’autre, plutôt que dans le môme plan, si l'on prend le parti de placer les tiroirs sur les côtés des cylindres.

Le système de chape pour la marche des tiroirs de Stephenson est le moyen le plus élégant, en même temps qu’un des plus avantageux, qu'on ait encore employé pour relier le tiroir à l'excentrique. La nature de cette disposition se comprendra parfaitement a l'inspection de la ligure 843 ci-jointe.

Fio. 3IÎ. — Chape du Stephenwni.

Bans cette figure, e est la tige du tiroir. Cette tige est attachée par un bouton à une chape courbe et ouverte, laquelle se relie par un bout avec la tige de l'excentrique d de la marche en avant, et par l’autre

MACHINES LOCOMOTIVES. DISTRIBUTION DE LA VAPEUR

avec la tige de l'excentrique il' de la marche en arriére. La chape, ainsi que les deux tiges des excentriques il et il', sont susceptibles de recevoir un mouvement de bas en haut et de haut en bas, par l'intermediaire de la tige/ et de la manivelle articulée f placée sur l'arbre j, tandis que la tige du tiroir demeure dans le meme plan horizontal. ,

On voit clairement que chaque extrémité de la chape doit obéir au mouvement de la tige de l'excentrique qui est en relation avec elle, quelle que soit la ligne parcourue par la partie centrale de la chape. On comprend aussi que la tige du tiroir participera, en grande partie, au mouvemeut de la tige de l'excentrique qui en est la plus rapprochée. Quand la chape est abaissée jusqu'en Iras, la tige du tiroir reçoit le mouvement de la tige de l'excentrique supérieure, qui est celle de In marche en avant ; quand, au contraire, elle est en haut, la tige du tiroir obéit au mouvement de l’excentrique de la marche en arriére ; enfin, dans la position Intermédiaire ou centrale, cette tige u’a aucun mouvement , ou à peu prés.

Ainsi, le mouvement de la chape dispense de la nécessité de faire échapper, à un instaut donné, la tige de l'excentrique de son cnclanchemcnt. Il permet, en outre, jusqu'à un certain point, de faire travailler la machine par détente, bien que, sous ce dernier rapport, cet appareil de M. Stephenson ne nous paraisse pas bien avantageux.

Le (joint de repos de la chape, sur la tige du tiroir, correspond à la ligue qui partage en deux parties éuales l'angle formé par les deux tiges des excentriques. Le mouvement maximum, pour la marche en avant, a lieu quand les tiges sont disposées comme l’indique la ligure, et le mouvement maximum d'arrière quand les tiges il et <!' sont dans les positions A" et h'.

Celles de ces chapes, dont la disposition est la meilleure, portent latéralement des boutons auxquels sont attachées les tiges des excentriques. Ces tiges sont placées aux points extrêmes de la course, tant pour In marche en avant que pour la marche en arriéré. La tige du tiroir et celle de l’excentrique sont sur la même ligne droite, et le tiroir obéit à la course entière de l'excentrique. On ajoute, en outre, un contre-poids a l'arbre, alla de racheter le poids de la chape et des tiges.

On pourrait, suivant nous, se dispenser du second excentrique et de In tige correspondante. Il suffirait, pour cela, de placer l'arbre g dans le plan de la tige du tiroir, et de fixer un bouton au centre de la chape, lequel bouton agirait dans l'oril du bras horizontal du levier/. Dans ce cas, le levier/, ayant à résister U l’effort de l’excentrique, aurait besoin d'une (dus grande force, et la chape serait tout simplement un levier à deux bouts avec un centre mobile. On pourrait encore, si cela était jugé plus commode, faire mouvoir le bouton placé au centre de la chape, dans des guides verticaux ou courbes, au lieu de l'attacher au levier/. Le soulèvement réitéré de la chai», et, par suite, de la tige de l'excentrique, serait, en effet, capable d'altercr la position de l'excentrique sur l’arbre, et de fausser ainsi le jeu de la tige.

C’est quelquefois de la bielle que provient le mouvement qui fait fonctionner les tiroirs, ainsi que cela a lieu dans l'appareil connu sous lu nom de mouvement de Mailing. Cette disposition est représentée dans la ligure 343. On voit que In tige du tiroir est reliée, à l'aide d'un moyen d'attache convenable, a un bouton fixé il la bielle même.

Il existe un autre mode de communication de mouvement, pour les tiroirs, ayant quelque analogie avec le précédent, et qui a été employé par llavvthorn, de Newcastle. Ce procédé admet la détente de la vapeur; il est représenté dans la figure 34 4 cl-jointe.

Le bouton , fixé A la bielle, se meut dans l'intérieur d’une chape, a laquelle sont attachés deux bras a angle droit. Celui de ces bras qui est le moins élevé a son extrémité reliée, par une tige et un levier, à un arbre qui est mis en mouvement par la manette de marche en arrière ; le bras supérieur est attache à un levier placé sur l’arbre du tiroir. A cet arbre est fixé un levier à deux bouts, sur chaque extrémité duquel vient agir une tige en communication avec le tiroir, suivant qu'on veut imprimer A la machine une marche en avant ou en arrière. Cette tige du tiroir est reliée, par une attache, avec l'arbre de mise en marche. L'ouverture contrôle pratiquée dans la chape permet au bouton de la bielle de se

DÉTAILS RELATIFS A DIFFÉRENTES MACHINES

mouvoir librement d’une extrémité à l’autre. D’un autre côté, le mouvement , dans le sens latéral, est communique à la chape elle-même, et sert à faire travailler les leviers du tiroir.

Quand on veut renverser la marche de la machine, U faut modifier l’inclinaison de la chape ainsi que le jeu réciproque des leviers, ce que l’on peut faire avec la même manette. La marche est réglée par le degré d’inclinaison du parallélogramme, que l’on peut changer à volonté en allongeant le levier placé sur l’arbre de retour en connexiou avec le bras inférieur de la chape, ou bien encore, en changeant ce levier de position, et en le faisant tourner autour de l’arbre, de manière à repousser le bras inférieur vers le cylindre.

Il existe de grandes complications dans cette disposition. Les pièces, en outre, doivent être de forte dimension. En somme, ce procédé n’a point été accueilli bien favorablement, quoiqu’il ait conduit, à ce que nous croyons, à des résultats assez avantageux.

MACHINES LOCOMOTIVES. — DISTRIBUTION DE LA VAPEUR. 583

On a donné de nos jours une grande extension au système de détente à effet variable, pour les locomotives. Tous les divers systèmes proposés dans ce but agissent, soit en diminuant le parcours ou jeu du tiroir, soit à l’aide de tiroirs superposés.

Le premier de ccs procédés est celui dont se servent Stephcnson et Cabrev ; le second est employé surtout par Maver et Gozenbach. Le premier u pour effet de moins découvrir les lumières de la vapeur et de les fermer plus vite, et aussi d’accélérer la sortie du fluide et de comprimer la vapeur coupée à l’intérieur du cylindre. On aperçoit Immédiatement que la fermeture de la sortie du fluide, dès le commencement du coup, détruit uue partie des avantages dus à l'expansion, puisque la vapeur s'échappe avant qu’elle n’ait accompli tout son effet, et qu’il y a perte de force dans la compression de la vapeur.

Le second système de tiroirs à détente ne comporte pas les mêmes défauts. Il permet de couper la vapeur en un point quelconque de la course, sans qu’il en résulte le moindre dérangement dans le mouvemeut du tiroir; mais l'appareil qu’il nécessite est dune complication bien plus grande. Quand le parcours lui-méme du tiroir est variable, la fermeture est le résultat d’un rétrécissement naturel des lumières, qui étirent pour ainsi dire, le fluide, en augmentant sa vitesse à Centrée, et en rendant la pression moindre dans le cylindre que dans les passages. Dans l’appareil à détente de Cabrey, que nous avons décrit page 4SI, le défaut consiste en ce que, pour certains degrés de la course, et lorsqu'il existe un fort recouvrement sur le tiroir, il peut arriver qu’au lieu d'ouvrir la lumière avant la fln du coup, le tiroir n’ait pas encore recouvert la lumière de la vapeur, quand le piston est sur le point de recommencer sa course. Cet inconvénient résulte de la position Invariable des excentriques sur l’arbre, et de l’immobilité qu’offre à son centre le levier du tiroir.

Stephenson évite les défectuosités du système de Cabrey, en ce qui regarde le changement de course de l'excentrique, en rendant mobile le centre d'oscillation du levier du tiroir, à l’instar de la chape, et en le faisant tourner autour de l’excentrique placé sur l’essieu.

L’appareil de Mayer, que nous avons représenté page 483, a donné de forts bons résultats. Il est exempt des défauts de ceux de Cabrey et de Stephenson. Quel que soit le degré de l’expansion, cet appareil présente toujours la même surface de lumière a vapeur ; la sortie du fluide n’est pas accélérée outre mesure ; le parcours linéaire est invariable, et la compression de la vapeur devant le piston est très faible et ne peut s’accroître. Cependant, la roue et la chaîne, qui servent a le faire marcher, sont fort embarrassantes ; il peut y avoir désassemblage, et, en outre, les tiroirs ont un grand frottement. L’appareil de Gozenbach donne lieu à moins de frottement que celui de Mayer, et conduit à des résultats également satisfaisants.

Pose des tiroirs.

Quand le cylindre est horizontal, la manivelle est aussi horizontale au commencement et à la lin de choque course; mais, elle n’est pas verticale quand le piston est au milieu du coup, à cause de la déviation du parallélisme, déviation qui provient de l’obligation où est la bielle de se mouvoir à l’une de ses extrémités suivant une ligne droite.

Quand le piston, arrivé coutre le fond du cylindre, vient à s’avancer graduellement vers le milieu de la course, l’extrémité de la bielle se trouve entraînée, dans un mouvement de rotation, par la manivelle qui lui fait décrire une courl» opposée à celle qu’elle suivrait tout naturellement autour de la traverse comme centre. Mais, lorsque le piston approche de la Ûnde sa course, la direction de la courbe, suivant laquelle l’extrémité de la bielle est mue par la manivelle, est dans le même sens que celle du cercle quelle décrirait autour de la traverse, et ccs courbes coïncideraient si la bielle était de même longueur que la manivelle. On voit donc clairement, qu’au haut du coup, la tige du piston n’a besoin que d’un faible mouvement pour permettre à l'extrémité de la bielle de franchir une grande partie du cercle de la manivelle; et que, au bas du coup, le piston doit se mouvoir davantage pour qu’un arc égal puisse être décrit par la nuwivelle.

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De ces considérations, il «■suite que le mouvement de la manivelle étant à peu prés uniforme, il doit exister de grandes différences dans la vitesse dont le piston est animé, et que la courbe décrite par la manivelle doit être de plus d'un demi-cercle durant une demi-course, à partir de la face d'avant du cylindre, et de moins d'un-demi cercle, durant une demi-course, A partir de la face d’arrière.

La longueur de la bielle est la distance qui existe eutre la traverse, au milieu du coup, et le centre de l'arbre ; il est donc clair qu'au milieu de la course, la manivelle ne saurait être verticale.

Le mouvement du tiroir participe à la même espèce d'irrégularité; mais, comme la tige de l'excentrique est, relativement au rayon, plus longue que la bielle, on ne peut avoir égard qu’à l'inégalité qui provient de la relation existante entre la circonférence d’un cercle et son diamètre.

L'Irrégularité que détermine l'angle de la bielle affecte également le tiroir; mais l'elïct qui en résulte n’est pas assez marqué pour offrir quelques dangers, du moins dans les circonstances ordinaires. Ainsi, nous ne nous inquiéterons pas de ces irrégularités dans les indieations que nous allons donner sur les moyens à suivre pour l'établissement des tiroirs.

Dans la figure 345, on a représenté le moyen de connexion directe, employé par Stephenson pour les

tiroirs de scs locomotives. A EB F est le cercle de la manivelle; le cercle intérieur est celui de l’excentrique. En supposant que la longueur totale de la face du tiroir soit égale à la distance qui existe entre les bords extrêmes des lumières à vapeur, le tiroir sera sans recouvrement; et si, pour le moment, on met à l’écart la question du parcours, c’est-à-dire, si l'on suppose que la vapeur est admise exactement aux extrémités de la course, l’excentrique sera fixé sur l’arbre à angle droit avec la manivelle. En d’autres termes, la petite manivelle qui constitue l'excentrique se trouvera à angle droit avec la direction de course, de manière à fermer a la fols les passages d’entrée et de sortie; elle sera, en outre, dans une position telle qu’elle pourra, au moindre mouvement en avant, ouvrir à la fols ces deux orifices, pour le coup de retour du piston.

On a, cependant, trouvé un certain avantage à faire la face du tiroir plus longue que la distance qui existe entre les bonis extrêmes des lumières à vapeur. Alors, en effet, le tiroir, quand il est au milieu de son parcours, recouvre les lumières aux deux extrémités; d’où II suit qu'il est obligé de se mouvoir et de franchir un espace égal nu recouvrement avant d’être en mesure d’ouvrir la lumière à vapeur pour le retour du piston. Pour produire ce résultat, il n’y a qu'à faire mouvoir l'excentrique en avant, et jusqu'à ce que, à la lin du coup de piston, le tiroir se trouve sur le bord même de la lumière, tout prêt, comme auparavant, à laisser arriver, au moindre mouvement en avant, la vapeur dans l’intérieur du cylindre. Mais, comme alors le tiroir est forcé de franchir une partie de son parcours égale au recouvrement de chaque extrémité, et que, d'ailleurs, ce parcours est égal nu diamètre du cercle décrit par l’excentique, il en résulte que, pour communiquer le mouvement en avant nécessaire, cette distance doit être mesurée sur le diamètre même du cercle ; la position correspondante du centre de l'excentrique sera précisément celle que nous cherchons.

MACHINES LOCOMOTIVES. — DISTRIBUTION DE LA VAPEUR

A pnrtir du point contrai C de l’arbre de la manivelle, et A gauche de ce point, marquez sur la ligue des centres une distance C D représentant le recouvrement & chaque extrémité du tiroir, et par le point D tirez une parallèle à la verticale E F, passant par le centre de l'arbre de la manivelle. L'arc du cercle de l'excentrique, intercepté entre ces parallèles, est celui suivant lequel l'excentrique doit se mouvoir pour faire franchir au tiroir une portion de son parcours égale au recouvrement C D; et le point d’intersection de la ligne C D avec le cercle de l’excentrique représente, par conséquent, la position même que le centre de l'excentrique doit occuper quand le piston est A la fin de sa course au fond du cylindre, au moment où il va recommencer sa course vers In face d’avant.

Dans la pratique, le tiroir n'est pas disposé de manière A s’ouvrir Juste au commencement du coup de piston; en réalité, la vapeur pénètre dans le cylindre un peu avant le commencement de la course; et, par suite, au moment où le piston commence A se mouvoir, le tiroir a déjA en partie découvert la lumière. Pour obtenir ce résultat, il faut donner une «rance au tiroir, et, naturellement, dans la même direction ; il faut que l'ouverture, que présente la lumière au commencement du coup, soit ajoutée au recouvrement, et que la somme de ccs deux quantités, somme égale A la distance de C en D, soit considérée absolument comme représentant le recouvrement même. C'est aussi, pour abréger le langage, la domination que nous donnerons A la distance C D.

Supposons, maintenant, qu’il s'agisse de déterminer la longueur que doit avoir la tige de l'excentrique. Pour cela, placez la manivelle horizontalement, de manière A ce qu'elle ait donné au piston toute sa longueur de course; faites tourner l'excentrique Jtisqu’A la position correspondante qu’il doit occuper, et mesurez la distance qui existe entre ce point et le centre de l'articulatiou qui relie la tige de l'excentrique A la tige du tiroir ; cette distance sera la longueur cherchée.

La longueur de la tige de l’excentrique une fois connue, on peut mettre déflnltivement en place soit le tiroir, soit l'excentrique lui-même, si l’une de ces pièces est déjà établie. Ainsi , par exemple, si le tiroir est en place, comme cela a lieu dans la ligure ci-dessus, et que la tige de l'excentrique soit déjà attachée A l'excentrique, cette tige déterminera tout naturellement l'emplacement de l'excentrique, ou il pourra être fixé. Mais, si le tiroir n'est pas convenablement placé, il devient nécessaire d'avoir recours au procédé suivant , lequel suppose que l’on connaît le recouvrement du tiroir et la longueur de la tige de l'excentrique.

Déterminez, comme ci-dessus, la, position de l'excentrique, et attachez la tige : le tiroir sera relié A l'excentrique dAns la position qui lui convient. Dans la pratique, le meilleur moyen de déterminer la position de l'excentrique, avec un recouvrement donné, est de décrire, sur une feuille de tôle, deux cercles, dont l’un, comme le cercle H K, représente l’arbre de la manivelle, et l'autre, un cercle égal A celui de l'excentrique. On tire alôrs deux diamètres perpendiculaires l'uu A l'autre ; on marque, A partir du rentre de l'arbre de la manivelle et sur l’uu des diamètres, la quantité de recouvrement CD ; et, par le point | ainsi déterminé, on mène une parallèle A l’autre diamètre EF. Les points ou cette ligne coupe le cercle de l'excentrique sont les positions des excentriques pour la marche en avant et pour lu marche en arrière.

Par les points d'intersection, et par le centre de l'arbre de la manivelle, tirez les lignes CM, CN, qui couperont la circonférence de l'arbre de la manivelle. Sur ces circonférences, mesurez avec un compas la corde de l’arc intercepté entre chacun des points d'intersection et ceux du diamètre vertical EF. Les lignes des diamètres ayant d'abord été tracées sur l'arbre lui-même, vous reporterez alors la distance de compas trouvée sur l'épure, et la véritable position de l'excentrique, a la (lu du coup, sera ainsi déterminée. Vous marquerez cette position sur l'arbre, et vous pourrez, lorsque vous le jugerez convenable, y établir votre excentrique.

Noos terminerons ce que nous avons A dire sur la figure 345, eu faisant remarquer que, comme dans les locomotives de cette espèce de Stephenson, le tiroir est placé sur l'un des côtés du cylindre, le dessin PrmOrr 5«d*on. 74 • '

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devrait nous présenter la face du cylindre. Mais, comme cette disposition eut pu rendre les explications moins claires, nous l’avons remplacée par celle que l’on a vue. On observera aussi que l'arbre des manivelles et le cylindre sont très rapprochés, et qu’ils ne sont pas l’un et l’autre placés sur la même ligne ; maja, outre qu’il eiit été difficile d'avoir égard à cette remarque dans la figure, Il n’y a aucune importance à l’avoir négligée, les mouvements respectifs du piston et du tiroir, de la manivelle et de l'excentrique étant Indiqués dans les positions relatives qui leur conviennent. la manivelle e*t surle centre, et le plfton, par conséquent, à la fin de sa course contre la face d’arrière. D'excentrique et le tiroir ayant, comme

I-a ligure 34fi représente une autre espèce d’appareil de distribution, comportant des leviers qui renversent la direction du mouvement, c’est-à-dire que, quand la tige de l’excentrique et sou levier se meuvent suivant nue direction, la tige du tiroir et le levier correspondant, se trouvant sur le côté opposé de l’arbre de commande, se meuvent dans une direction contraire. 'Dans le principe, il n’existait pas de leviers, et par conséquent point de renversement possible du mouvement. Il suit de là que, pour communiquer au tiroir le même mouvement qu’aupuravanl, relativement à la manivelle, Il est nécessaire de rejeter l’excentrique de l’autre côté de l’arbre de la manivelle, de manière qne son mouvement puisse se faire en sens inverse, remplaçant ainsi l’effet de renversement des leviers. Maintenant que ces leviers existent, les excentriques doivent se mouvoir suivant des directions contraires, afin de communiquer aux tiroirs le. même mouvement qu’auparavant. C’est aussi ce que l’on peut faire en plaçant les excentriques sur le côté opposé du centre de la manivelle, autour duquel ils se meuvent, et dans un sens naturellement inverse.

I.a figure 347 a pour but do faire comprendre le système de distribution employé ordinairement dans les locomotives, et dans lequel le mouvement de l’excentrique se communique, à l’aide do leviers, au tiroir.

Dans cette figure, on voit la face du cylindre, sur laquelle repose le tiroir, lequel est à In fin de sa course. Mesurez la longueur du jeu ou parcours du tiroir, à partir de l’extrémité de la face du tiroir, et dans la direction de sa course. On peut obtenir exactement le jeu du tiroir en ajoutant le recouv rcinenl a la largeur de la lumière à vapeur, et en doublant leur somme. S’il n’existait point, entre le tiroir et l’excentrique, de leviers venant modifier le Jeu de l’appareil, la distance ainsi mesurée, laquelle représente le parcours du tiroir, serait, en outre, le diamètre du cskIc décrit par le centre de la poulie de

MACHINES LOCOMOTIVES. — DETRIBETION DE LA VAPEUR. 687

l'excentrique. Mais la présence des leviers vient changer cette proportion, A moins, toutefois, qu’ils ne soient de même longueur. #

L’effet qui résulte de l’ inégalité' de longueur des leviers, et qui mène à une différence proportionnelle entre le parcours' du tiroir et tcïui de l’exeenfrique, ou excentricité, se comprend aisément à l’ins|>ectioD de la figure. Par le point À, centre du diamètre représentant le parcours du tiroir, tirez une ligne perpendiculaire à la face du tira#1; sur cette ligne, prenez, à partir du même point A, utje distance à la longueur du lev 1er A B, qui doit être attaché à la tige du tiroir et que nous appellerons, (tour le distinguer, levier du tireur. Du point I!, ainsi déterminé, comme centre, et avec le rayon B A, décrivez une portion de cercle. Ce cercle coupera les perpendiculaires tirées des points C et D, qui représeuleut les points extrêmes de parcours du tiroir. Joignez ensuite ces points de la circonférence au centre B.

Cela fait, tracez, de chaque côté de la ligue centrale A E, et a une distance de cette ligne égale au rayon de l’excentrique, deux droites parallèles, qui viendront conper aux points H et K les prolongements des lignes des leviers. Du point B comme centre, et avec un rayon égal à la distance qui sépare ce centre des points H et K, décrivez un nouvel arc de cercle. Le rayon de ce cercle est précisément la longueur que doit avoir le levier de l’excentrique pour fournir le parcours de tiroir cherché.

D est évident, à l’inspection de la ligure, que si l’on veut donner au tiroir un parcours moindre qu’a l’exceutrique, il est nécessaire de faire le levier du tiroir plus court que celui de l’excentrique ; et que si, au contraire, on tient à donner au tiroir plus de jeu qu’à l’excentrique, c’est lo levier de l’excentrique qui doit être proportionnellement moindre que celui du tiroir. Si, par exemple, le parcours du tiroir doit être le double de celui da l’excentrique, il faut, pour accomplir ce résultat, que le levier du tiroir reçoive uue longueur double de celle du levier. Aussi, les relations qui existent entre ces quantités sont exprimées par une simple proportion ; et, lorsque trois d’eutre elles sont connues, il est facile de trouver la quatrième. Voici, au reste, poor plus de clarté, les différentes formes sous lesquelles cette proportion peut se présenter.

1° Étant donués le parcours du tiroir, l’excentricité, et la longueur du levier attaché à la tige du tiroir, trouver in longueur du levier de l’excentrique.

En représentant par T le parcours du tiroir, par t l’excentricité, par L le levier du tiroir, et enfin par l celui de l’excentrique, nous aurons lu proportion :

ou bien, en prenant les dimensions, en centimètres, de la machine à laquelle la figure 347 se rapporte : ~ » ‘

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2* Étant donnés le parcours du tiroir, l'excentricité et la longueur du levier de l’excentrique, trouver la longueur du levier du tiroir. 4

On a la proportion :

ou bien, en remplaçant comme ci-dessus les lettres par leurs valeurs en centimètres,