DETAILS. — TÊTES DE PISTON ET GLISSIÈRES

A cet effet, l'on dispose en dessus et en dessous de la tige deux règles plates appelées glissières (fig. 386).

Les glissières sont en acier ou en fer rei couvert d'une mise d'acier fixée au moyen de boulons à têtes noyées.

La face inférieure de la glissière supérieure et la face supérieure de la glissière inférieure sont parfaitement planes ; leur axe se trouve de plus dans le même plan vertical que l'axe du cylindre et lui est parallèle. Les glissières

sont fixées d'une part sur le corps du presse-

' étoupes du cylindre, d'autre part sur une ar-

^'^' ^'' code A, solidement attachée au bâti de la machine. Cette arcade est tantôt pleine (fig. 388), tantôt évidée (fig. 387) . suivant que la bielle est à fourche ou droite.

Les glissières étant solidement arrêtées par leurs deux extrémités, tendent surtout à fléchir vers le milieu de leur longueur; aussi leur épaisseur va-t-elle en croissant des extrémités vers le milieu. Leur largeur est nécessairement constante; elle doit être de dimensions telles que la pression soit répartie sur une grande surface.

La iéte , crosse ou coquille du piston qui se meut entre les glissières est en fer; elle est percée d'un trou conique dans lequel pénètre le cône qui termine la tige du piston ; l'assemblage est fait au moyen d'une forte clavette qu'on goupille afin qu'elle ne puisse se desserrer en marche.

On distingue dans la coquille le corps, les coulisseaux et le ou les tourillons. Il existe une infinité de dispositions de ces pièces ; mais elles rentrent toutes à peu près dans les deux types suivants :

Quand la bielle est droite, le corps de la coquille présente la forme d'une fourche F (fig. 389), entre les deux branches de laquelle vient se placer une des têtes de la bielle. Un boulon ou goajon g force la bielle à suivre le mouvement du piston, tout en lui permettant d'osciller dans un plan vertical. Les coulis-

seaux ce sont fixés au moyen de vis sur la crosse, ou bien ils

sont entraînes dans son mouvel ment par deux petites saillies cylindriques de cette crosse qui viennent se loger dans le coulisseau. Dans ce dernier cas ils peu- Fi(. ut. vent obéir aux petites irrégulari-

tés que présentent quelquefois les glissières. Les coulisseaux sont en fonte, bronze ou acier. La fonte acquiert un fort beau poli et présente beaucoup de durée quand on la graisse soigneusement dans le début ; le bronze a le défaut de s'user trop rapidement, et l'acier celui de rayer fréquemment dans les glissières.Il convient deremplirlatigedu piston dans son assemblage avec la crosse, afin que le passage de la clavette ne s'aflaiblisse pas. Pour cela on fend en deux le cylindre en bronze qui garnit le presse-étoupe, afin de laisser passer la tige.

Souvent le boulon qui fixe la bielle à la crosse de piston n'est pas au centre des coulisseaux; cette disposition use rapidement et irrégulièrement les parties frottantes et force la tige de piston : il convient de l'éviter.

Dans la figure 389 qui représente la crosse des mBchines à voyageurs du chemin de fer de Lyon, la patte S sert à mettre en mouvement le plongeur de la pompe.

Quand la bielle est à fourche, le corps de la coquille est plein et porte généralement deux tourillons M (iig. 390] latéraux qui reçoivent les deux bras de la bielle. D'autres fois il est traversé par un goujon unique qui tantôt peut tourner dans

DETAILS. — BIELLES. - 297

une -bague en bronze rapportée à cet effet dans son intérieur.

Fig. 3M.

tantôt est maintenu fixe au moyen d'une goupille. La disposition des coulisseaux est la même que celle qui vient d'être indiquée.

Dans les machines de Sharp et Roberts, il y a quatre glissières par cylindre , fixées latéralement au bâti de la machine. La Hb- j»i. crosse (fig. 391} est à

fourche ; elle est traversée par un petit arbre a a qui sert de point d'attache à la bielle et porte à chacune de ses extrémités un couiisseau. Cette disposition, quoique bonne, est généralement abandonnée, parce qu'elle exige quatre glissières par cylindre, ce qui est presque toujours gênant.

■Iell«a. — Les bielles transmettent le mouvement du piston à l'essieu à manivelles. Elles se composent de trois parties : tes deux têtes et le corps de la bielle. L'une des tètes est reliée, ' avons-nous dit , avec la tige du piston , l'autre avec l'essieu ; la première s'appelle \&pef\te tête , la seconde la grosse tète de la bielle. La bielle est à fourche (fig. 392} oMdroile (fig. 393). Quand elle est droite, elle pénètre dans la tête du piston; quand elle est à fourche, elle embrasse la coquille à droite et â gauche

i MACHINES LOCOMOTIVES.

des glissières. Cette derrière disposition a été fort longtemps en &Tear ; elle est cependant coûteuse d'exécution et , si elle n'est pas parfaitement ajustée , elle donne lieu k des tractions obliques qui en occasionnent quelquefois la g rupture.

La section des bielles est circulaire on rectangulaire. La forme circulaire est plus avantageuse que la forme rectangulaire sous le rapport de la résistanceàlacompression; cependant elle n'est plus employée , parce qu'elle est difficile k raccorder avec celle de la grosse tête de bielle, qui présente la forme d'un rectangle dont le côté ver^ ticalestbeaucoup plus grand que le côté horizontal , ^et parce que, si l'un des touril- "« »»»■ f« '" Ions vient agrip-

per, l'effet considérable qui en résulte tend à opérer la

DÉTAILS. — BIELLES

rapture dans le sens da plan vertical du mouvement. La forme des têtes varie à l'infini. La fig. 394 représente une

petite tête de bielle fort simple; elle se compose d'un renflement cylindrique percé d'un œil garni d'un anneau en bronze qu'on peut remplacer quand il est ovalisé par l'usure. Cette disposition est peu coûteuse, et quand elle est bien exécutée, elle est fort bonne et dure très-longtemps sans avoir besoin d'être réparée à cause de la faible amplitude du mouvement qui a lieu en ce point. La disposition représentée dans la fig. 395 est fort usitée dans les bielles à fourche ; on rattrape l'usure au moyen de clavettes qui permettent de resserrer les coussinets quand ils n'embrassent plus exactement les tourillons. Mais cette disposition est essentiellement vicieuse, elle fiût infailliblement casser les tiges de piston , parce que les coussinets s'usent in^[alement et que les mécaniciens serrent plus un côté que l'autre, ce qui tord la bielle et la tige de piston. Toutes les machines ainsi montées brisent leurs bielles ou leurs tiges de piston au bout d'un certain temps de service.

La tête de bielle (fig. 396 ) est dite à chappe mobile. Elle

Fig. 99S.

Fig. S96.

présente l'avantage d'occuper peu d'espace en longueur du côté opposé au corps de la bielle ; aussi l'emploie-t-on quand celle-ci est déjà un peu courte par suite d'un trop grand rapprochement des roues. Une clavette c et une contre-clavette c' permettent de donner du serrage aux coussinets.

m DES MACHINES LOCOMOTIVES.

Enfin la figure 397 représente une petite tète de bielle dans laquelle les clavettes sont remplacées

!par un coin qu'on rappelle au moyen d'une vis qui le traverse dans toute sa longueur.

F)g jgf La grosse tête de la bielle présente les

mêmes dispositions que la petite tête. Quand les cylindres sont extérieurs, la disposition représentée dans la fig. 398 est celle qui convient le mieux. La tête est venue tout entière de forge avec la bielle ; elle est manie de deux coussinets en bronze qu'on serre au moyen d'une clavette ou d'un coin rappelé par une vis.

Pour les machines à cylindres

intérieurs on ne peut faire usage

de la bielle à tête fermée . parce

i entre les deux roues de l'es-

fe

Fig. Ut.

que le manneton se trouve l sieu. Tantôt on fait alors usage de la bielle à tête ouverte, tantôt de la bielle de Sharp (fig. 399), dans laquelle la chappe c c rapportée est rendue solidaire du corps de la bielle au moyen de deux petites cales g g en queue d'a- Tonde et d'un boulon b h qui serre le tout.

Cette disposition est bonne, car il "B- îM. est important que

la chappe ne puisse pas se détacher quand les clavettes viennent à se desserrer. Enfin , quelquefois la chappe est rem-

DÉTAILS. — BIELLES

placée par un étrier en fer rond (fig. 400); le serrage se donne au moyen de doubles écroas.

Fig. 400.

La figure 401 représente la forme la plus usitée des bielles d'accouplement , qui sont toujours extérieures. Quand les six roues sont couplées ensemble»

on réunit les deux bielles au moyen d'un goujon qui traverse la fourchette f de Tune et la tête simple de l'autre sans l'intermédiaire de coussinets. Cette disposition est très - convenable , car il n'existe en ce point qu'un très-faible mouvement, dû aux oscillations verticales des boîtes à graisse dans les plaques de garde.

Les deux tourillons que relie une bielle doiventconserverconstammentune distance invariable ; c'est pourquoi l'on doit toujours disposer les têtes de bielles de manière que le serrage de l'une tende à augmenter la distance des deux centres, tandis que celui de l'autre tende à la diminuer.

Enfin, il est de la plus haute impor* tance que les clavettes ne puissent se desserrer. A cet effet, on les arrête au Fig. 401. moyen de goupilles qu'on chasse dans

des trous percés en quinconce , ou bien on fait dans la tranche

de la contre-clavette des encoches demî-cylindriqueB , écartées de 0",01, dans la clavette des entailles analogues espacées de 0",011, ce qui forme une espèce de vernicr. Quand on donne du serrage à la clavette , on peut toujours amener denx encoches exactement en face l'une de l'autre et y passer une goupille.

D'autres fois on munit la tête de bielle de vis de pression qui viennent s'appuyer sur la clavette. Dans ce cas, il devient nécessaire d'empêcher également tout mouvement dans les vis, ce que l'on fait en emprisonnant leurs têtes dans un frein, maintenu lui-même par deux goupilles.

Enfin l'on emploie très-fréquemment un frein qui consiste en une petite platine percée d'une fente à travers laquelle passe un boulon. En serrant le boulon, on fait appuyer fortement la platine sur la clavette , et l'on empêche celle-ci de gl™ep'.

M«HjT«lle. — Quand les cylindres sont extérieurs , le moyeu des roues motrices porte un renflement percé d'un trou dont t'axe se trouve à une distance de l'axe de l'essieu moteur égale à la demi-course du piston (fig. 402}. Dans ce trou vient se

Fie- 403.

loger le bouton de manivelle en fer trempé. Ce bouton entre très-juste dans la cavité qui le reçoit, et il est rivé sur le moyeu de manière à ne pouvoir s'en détacher. Dans les machines Crampton, il est venu de forge avec une contre-manivelle qui

1. ^jtt mSmBi diipoiitioa* tantrA ^altmant il*ni toncea loi pIlcM ia néc*- Diams qui ne doiiant pouToir >e desierrct. Ponr lei écroui on cmptola du oontre-^rou>, i)« gonpillu ou un frein. Qaeiqaefoii luui on fut appuyar an

Fig. 405.

reçoit les excentriques (fig. 403). Quand les cylindres sont intérieurs, les manivelles ne sont autre chose que deux coudes de cet essieu (fig. 404).

Dans les machines à quatre roues couplées du chemin de fer d'Orléans on a rapporté à l'extérieur des fusées des manivelles en fer forgé. Cette disposition était nécessaire à cause de remploi du châssis extérieur. Quand le bâti est intérieur, les moyeux des roues servent toujours de manivelles d'accouplement; les boutons sont alors formés quelquefois de deux et même de trois tourillons successifs (fig. 405).

DistribHttoH. — Nous avons indiqué précédemment quelle

devait être la marche des tiroirs dans une machine locomotive;

nous allons voir maintenant quelles sont les dispositions

adoptées pour obtenir ce mouvement.

L'amplitude et la nature du mouvement produit par une

bielle et une manivelle dépendent uniquement de la longueur de la bielle et de la distance qui sépare l'axe de l'essieu qui porte la manivelle de celui de son bouton. On ne changera donc rien à ce mouvement» quelque diamètre que l'on donne au bouton de manivelle. Concevons F>g- '«M. ^^^ ^ diamètre aille continuellement en augmentant (fig. 406) jusqu'à ce que le bouton de manivelle en-

Flg. 404.

aarons l'appareil connu

toure complètement l'essieu, et sous le nom iC excentrique .

Un excentrique consiste en un disque circulaire en métal percé d'une ouverture également circulaire dans laquelle vient se fixer l'essieu moteur. Le centre de l'ouverture est placé à une distance de celui du disque égale à la moitié de la coarse rectiligne qu'on veut obtenir. Cette longueur s'appelle excentricité. Ce disque est entouré d'un anneaw [a] (fig.407)q«i re-

présente la tête d'une longue bielle ô; ce sont le collier et la barre d'excentrique. Si maintenant nous supposons cette barre articulée par son extrémité sur la tige du tiroir, si, de plus, nous imprimons à l'essieu un mouvement de rotation autour an son axe, le tiroir prendra un mouvement de va-et-vient rectiligne

DfiTAILS. — DISTRIBUTION.

analogae à celui du piston. Si la longueur de la barre (T excentrique, mesvrie du centre du disque à l'axe de l'articula' tion de la tige du tiroir, est au moins égale à dix fois l'excentricité, on peut admettre sans erreur sensible que le mouvement du tiroir est le même que celui de la projection du centre de l'excentrique sur la ligne droite qui réunit le centre de l'excentrique à celui de l'articulation de la tige, pourvu que cette tige soit dans le prolongement de cette droite. C'est en admettant l'exactitude de ce fait que nous allons raisonner dans toutes les considérations qui vont suivre.

On appelle grand rayon de Vexcentrique la ligne qui part du centre de l'essieu et va rejoindre la circonférence en passant par son centre.

Soit c (fig. 408) le centre de l'essieu, cb l'excentricité qui, prolongée , viendrait se confondre avec l'axe de la tige du

Fig. 4M.

tiroir situé à Tavant du côté de T. Quand le grand rayon occupera la position b , le tiroir sera à l'extrémité antérieure de sa course; quand il sera en ca, il sera à l'autre extrémité de cette course; enfin il occupera sa position moyenne quand le grand rayon sera en cf ou cg perpendiculaires à ab. Toutes les positions intermédiaires o du tiroir s'obtiendront aisément en abaissant de l'extrémité du rayon correspondant cm une perpendiculaire sur ab,

La machine avancera quand l'essieu tournera dans le sens u. 20

a06. DES MACHINES LOCOMOTIVES.

de la flèche 1 ; elle reculera quand le mouvement de cet easieu se fera comme l'indique la flèche 2. Supposons maintenant le piston arrivé à bout de course du côté de l'avant de la machine, la manivelle sera à son point mort en c Jf ; mais le tiroir occu* pera sa position moyenne, le grand rayon sera donc sur fg, U devra commencer par reculer comme le fait le piston ; donc, si l'on marche en avant (flèche 1), le grand rayon sera en cf\ si l'on marche en arrière, il sera en cg. On en conclut que le grand rayon de T excentrique doit toujours précéder de 90" la manu velle, qÏLel que soit le sens de la marche^. En raisonnant de la même manière pour toutes les positions de la manivelle, on voit que pour chacune d'entre elles le centre de l'excentrique doit se trouver à l'une ou l'autre des extrémités du diamètre perpendiculaire à sa direction, suivant que le mécanisme est disposé pour la marche en avant ou la marche en arrière. Afin de pouvoir obtenir à volonté l'un ou l'autre de ces mouvements, l'on a d'abord imaginé de ne pas fixer l'excentrique invariablement sur l'essieu, mais bien de le faire entraîner par un manchon d'embrayage à deux dents diamétralement opposées. La machine étant en marche, si l'on débrayait à un instant donné le manchon , l'essieu continuait à tourner , mais l'excentrique restait fixe; si l'on embrayait de nouveau avant que l'essieu eût fait une demi-révolution , l'excentrique se trouvait dan une position diamétralement opposée à celle qu'il occupait et était de nouveau entraîné dans le mouvement de rotation de l'essieu. Cet appareil, quoique fort simple, fonctionnait mal, parce qu'il arrivait fréquemment que l'essieu faisait plusieurs tours avant de rembrayer ; aussi est-il complé-

1. OtU règle n'est pat générftle; elle ne t'eppliqne qu'an oai où U trmnt-

mission du mouTement m fait directement à U tige dn tiroir. Si au contraire (fig. 409j la barre d'excentrique TT s'articulait en a sur un lerier dont 0 serait le point Hze, tandis que la tige du tiroir serait conduite par la branche ob de ce lerier, 409. ce serait an contraire la manivelle qui préoédcrait

le grand rayon de l'excentrique.

tement abandonné. On a été conduit dès lors à remplacer Farticulation ordinaire sur la tige du tiroir par un embrayage au moyen de fourches terminant les barres d'excentriques.

La figure 410 représente un mécanisme de ce genre fort simple. La tige du tiroir 1 1 est mise en mouvement par la

manivelle t o fixée sur l'arbre o o qui est porté par deux petits supports, ou paliers $ s fixés sur le bâti de la machine. L'autre extrémité de l'arbre est munie d'une double manivelle m m' portant les deux boutons m et m'. La barre d'excentrique est terminée par une double fourchette qui embrasse l'un ou l'autre des deux boutons m ou m'. Si l'on se reporte à la note de la page 306, on comprendra aisément que l'on obtienne le changement de marche désiré en abaissant ou relevant la barre d'excentrique.

L'essieu moteur reste toujours à une distance constante de la surface du rail , tandis que le bâti , et avec lui les tiroirs » oscille verticalement. Ce mouvement, qui fait varier à chaque instant la position du tiroir , par rapport à l'axe de l'essieu moteur, amène inévitablement des perturbations dans là marche du tiroir. Ces perturbations sont peu sensibles quand la barre d'excentrique est horizontale ; mais elles acquièrent une influence d'autant plus grande que cette barre s'écarte davantage de la position horizontale. Dans l'appareil qui nous occupe on est obligé de prendre cette horizontale pour position moyenne de la barre d'excentrique entre les deux mannetons, afin que l'influence des oscillations verticales de la machine ne se fasse pas plus sentir sur la marche en avant que sur la marche en arrière ; il en résulte que ni l'une ni l'autre ne se trouvent dans des conditions satisfaisantes. De plus, ce méca-

DES MACHIHES LOCOXOTITES.

nisme ne se prête que trfes-imparfaiteroent aux modificationB

de la distribution qa'on a recoonues nécessaires ; aussi est-il

complètement abandonné.

Aujourd'hui on emploie pour diaque tiroir deux excentriques

qui commandent la distribution, l'un quand la machine marche en avant [excentrique de la marche en avant), l'au* tre quand lamachine recule [excentrique de la marche en arrière).

U existe une infinité de dispositions k deux excentriques ; nous allons décrire les deux pins simples parmi ces méca-

Dans la figure 411 T T représentent la tige du tiroir. "EUe est articulée sur la manivelle A T qui ellemême est fixée snr le petit arbre A dont les supports font partie dn b&ti de la machine. La manivelle A m, montée à l'extrémité de ce même arbre A, porte un double roanneton mm' qui fait saillie des deux côtés de la manivelle.

Les barres B et B' des ^' deux excentriques sont

terminées par deux fourches ou piedt de biche disposés de manière à pouvoir embrasser, l'une le manneton m, l'autre le manoeton m' qui bit saillie de l'antre côté de la manivelle.

Quand rune des fourdies est embrayée ou enclanchée, c'est* à-dire quand le fond de Tentaille semi-circulaire qui existe à la rencontre des deux bras de la fourche repose sur le manneton , l'autre fourche est parfaitement libre ; elle exécute le mouvement que lui imprime l'excentrique qui la commande sans venir rencontrer le manneton auquel elle correspond.

Les excentriques étant caUs, c'est-à-dire fixés sur l'essieu moteur, de manière à faire prendre au tiroir le mouvement convenable, l'un .pour la marche en avant, l'autre pour la marche en arrière, on voit par la simple inspection de la figure 411 , qu'il suffit d'abaisser ou de relever simultanément les deux barres B et K pour opérer le changement de marche.

Il faut que le mécanicien puisse manœuvrer depuis sa plateforme l'appareil que nous venons de décrire. A cet effet, les deux fourches sont suspendues à l'extrémité de la manivelle rp au moyen de deux petites bielles je;/, pt\ L'arbre r, appelé arbre de relevage, porte, outre la manivelle rp, une seconde manivelle rs; il est monté sur deux supports fixés sur le bâti de la machine. Une grande tringle ou bielle de changement de marche sv est articulée d'une part en s sur la manivelle rs, d'autre part en v sur le levier Ik, dit levier de changement de marche. Ce levier, dont l'axe de rotation k est fixé sur le bâti de la machine ou sur la chaudière, est à la portée du mécanicien, qui peut lui faire prendre à volonté la position Ik ou tk. Dans la figure 411, toutes les pièces tracées en lignes pleines sont disposées de manière que la distribution se fasse pour la marche en avant; les sommets des articulations sont marqués de lettres sans indice. Le tracé en lignes ponctuées représente la disposition que prendrait le mécanisme si l'on changeait la marche , chaque lettre portant le signe ' indique la nouvelle position que cette manœuvre ferait prendre à l'articulation désignée par la même lettre sans indice.

Il y a dans chaque machine deux tiroirs TT, par conséquent deux arbres A , quatre excentriques , et quatre petites bielles pendantes; mais il n'y a qu'un levier de changement de marche li,

310 DES HACHlIfES LOCOMOTIVES.

une bielle vt, et on arbre de relerage r. Seulement ce dernier porte deux manivelles rp parfaitement semblables qui correspondent l'une BU cylindre de droite , l'autre à celui de gauche. Le mécanisme que nous venons de décrire est un des plus simples qui aient été employés dans les anciennes machines; mais il ne peut être employé que quand les deux excentriques d'un même tiroir sont juxtaposés ou du moins très-rapprocbés. Il existe un grand nombre d'autrea dispositions à deux fourches; mais comme elles sont aujourd'hui complètement abandonnéea , nuus renviTruns à l'intéressante notice de M . Téiix .Mathms sur la machine la Rapide de Sharp et Roberts. On trouvera également dans cet ouvrage la description d'une distribution de Hawthom , dans laquelle ce constructeur avait supprimé complètement les excentriques et emprunté aux bielles le mouvement du tiroir.

Depuis plusieurs années on emploie presque exclusivement le mécanisme connu sous le nom de -^ coulUte de changement de marche de Slephetuon, et représenté dans l'une de ses formes les plus simples et les plus récentes (&g. 412).

Les extrémités des deux barres d'excentrique viennent s'ar-

ticuler en c et c' sur une coulisse en fer évidée. L'entaille de cette coulisse présente deux parois parallèles en arc de cercle entre lesquelles peut glisser un coulisseau c en acier trempé. Une fourche/ venue de forge au bout du levier bft, est réunie au coulisseau par le moyen d'un goujon g: le levier suspendu en & à un point fixé pris sous la chaudière, suit le coulisseau dans le mouvement que lui imprime la coulisse, et entraine à son tour la tige ti du tiroir par l'intermédiaire de la petite bielle ft articulée en t et en/.

Le levier de changement de marche Ik, agissant par l'intermédiaire de la tringle vs et de la manivelle rs sur l'arbre de relevage r, permet de faire prendre à cet arbre une infinité de positions dont le& deux extrêmes sont indiquées , l'une par le tracé en lignes pleines, l'autre par les ponctués de la figure. A chacune de ces positions du levier correspondra une position de la coulisse par rapport au coulisseau ; à cet effet, l'arbre r porte deux manivelles projetées en rp, qui commandent chacune la coulisse d'uih des cylindres par l'intermédiaire de quatre petites hielles de relevage pc'. Un contre-poids P, fixé au bout du levier Pr monté sur l'arbre r, sert à équilibrer les coulisses et les barres d'excentrique , et facilite ainsi la manœuvre de cet appareil, laquelle serait sans cela très-pénible.

La position qu'occupe à chaque instant le point c s'obtient aisément de la manière suivante : Du centre o' de l'excentrique comme centre, et avec la longueur o'c' de la barre comme rayon, on décrit un arc de cercle. Un autre arc décrit de p comme centre avec le vhyoïipc', coupera le premier au point c' cherché. Connaissant c', on obtiendra c à l'intersection de deux autres arcs tracés, l'un de c' comme centre avec le rayon ce', l'autre de o avec le rayon oc. Les points c et c' suffisent pour déterminer complètement la coulisse. On en déduira aisément la position du tiroir par dés constructions analogues.

Quand le point c marche d'avant en arrière, le point c' marche d'arrière en avant ; ces deux mouvements ont la même

312 DKS MACHINES DKOHOTiVBS.

amplitude. U en résulte que le point milieu c* (fif . 413) de la coulifeise reste en repos. Chacun des points intermédiaires entre les points c et c* a un mouvement semblable à celai de c' , mais JTTTT' a d'une amplitude d'autant plus faible qu'il est plus rapproché de c*. Nous verrons plus loin quel parti l'on tire de cette propriété de la coulisse ; pour le moment, il nous suffira de constater que quand la coulisse est disposée comme l'indique la figure 412, c'est l'excentrique o seul qui commande le tiroir, ' et que, si l'on manœuvre le levier de changement de marche de manière à amener toutes les pièces du mécanisme dans les positions indiquées en traits ponctués, le tiroir sera mis en mouvement par l'excentrique o'.

De l'avaBe». — Nous avons admis jusqu'ici que le tiroir se trouvait au milieu de sa course quand le piston était à l'une des extrémités de la sienne. Cette disposition paraît, an premier abord, être la seule rationnelle; cependant on y a renoncé par les raisons que noua allons développer.

Le tiroir venant recouvrir exactement les deux lumières à l'instant oîi le piston atteint l'extrémité de sa course, il en résulte que, quand le piston commence à marcher, en sens inverse de son premier mouvement, les orifices des lumières se découvrent d'tme quantité d'abord très-faible. La vapeur qui doit venir presser sur le piston éprouve une résistance considérable à son passage dans cette ouverture de peu de largeur, et, ce qui est plus grave, celle qui doit s'échapper produit une contre-pression considérable contre le piston qui la refoule devant lui.

lia figure 414 donne une idée assez nette de ce qui se passe dans ce cas. Soit aa' la course du piston, ac,a'c' les pressions que reçoit ce piston quand il occupe les positions a, o' etc., la figure aca'cV représente le travail que Je piston reçoit de la vapeur motrice. Si nous reportons à gauche de la

DÉTAILS. — DE L*AVAIfCE.

figure les contrê'pressùms qui correspondent à chacune des positions du piston, nous aurons une courbe dont la première ordonnée bd sera égale à a'c' , et dont les suivantes iront rapidement en décroissant. Cette seconde aire représente le travail négatif de la contre-pression que la vapeur exerce sur le piston en s'échappant. La différence entre les deux aires est alors le travail transmis réellement au mécanisme moteur.

Ce qui frappe surtout dans cette figure, c'est la grande valeur de l'ordonnée bd et de ses voisines, qui représentent la contre-pression dans les premiers instants de la course du piston ; on remarque aussi que l'ordonnée ae qui représente la pression initiale de la vapeur dans le cylindre, va en augmentant jusqu'en un certain point c', puis diminue depuis ce point jusqu'au bout de la course. Cette diminution est sans inconvénient ; quant à l'augmentation de ac en aV, eUe se traduit en une dépense inutile de vapeur. En effet, quand le piston est arrivé en a' le cylindre contient un volume a'b' de vapeur à la pression a'c\ tandis que le travail qui a été produit est dû au même volume a'V à une pression moyenne entre ac et a'c' et moindre que a'c'.

Si , au moment où le piston arrive à bout de course, les orifices des lumières se trouvaient brusquement découverts d'une quantité suffisante pour ne pas gêner sensiblement le mouvement de la vapeur, les phénomènes dont nous venons de parler n'auraient pas lieu ; mais il ne peut en être ainsi , parce que les excentriques circulaires ne peuvent agir par saccades. Si l'on cale les excentriques av£c avancb, c'est-à-dire dans

une position telle que le tiroir ait dépassé le milieu de sa course quand le piston arrive au bout de la sienne, les lumières seront découvertes avant que le piston commence à rétrograder, et l'action de la vapeur aura Ffg. 4is. lieu comme l'indique la figure 416.

Au moment où le piston se met à marcher dans le sens indi-

314 DES MACHINES LOCÔMOTIYES.

que par la flèche , la vapeur qui a pu s'introduire dans le cylindre par un orifice d'une certaine largeur a atteint une pression sensiblement égale à celle de la chaudière ; elle agit sur le piston et le pousse jusqu'en a', où le tiroir recouvre simultanément les deux lumières. Aussitôt ce point dépassé^ la vapeur commence à s'échapper, mais elle continue à presser sur le piston en produisant sur lui un travail de détente incomplète jusqu'en a' c' , où elle atteint une faible pression qui sera la contre-pression quand le piston rétrogradera. Cette contrepression bd, égale ka" c' , reste sensiblement constante jusqu'au point V homologue de a' , où la lumière se ferme du côté de l'échappement pour s'ouvrir du côté de l'admission. La vapeur viendra donc presser de V en V sur le piston en seps inverse du mouvement, effet qui est représenté par le quadrilatère négatif V (T.

Ces deux nouveaux modes d'action de la vapeur s'appellent échappement anticipé et admission anticipée ou marche à contre-vapeur, La quantité dont les lumières se trouvent découvertes quand le piston est à bout de course a reçu le nom ô! avance linéaire à Vintrodixtion et à Y échappement ; enfin l'angle dont il a fallu déplacer les grands rayons des excentriques par rapport à leur calage normal est Vaioanjce angulaire.

L'avance linéaire est donc égale au sinus de l'avance angulaire. La marche à contre-vapeur produit un travail négatif qui diminue l'effort de traction que peut exercer la machine ; mais elle ne constitue pas une perte réelle , car la vapeur qui est introduite sous le piston est refoulée dans la chaudière par le piston et n'est par conséquent pas perdue. On restitue facilement à la machine la puissance qu'elle a perdue en augmentant soit la pression de la vapeur dans la chaudière, soit les dimensions des cylindres, et Ton a en tous cas supprimé l'énorme contre -pression qui agissait sur le piston avant l'adoption de l'avance. La quantité de vapeur dépensée est représentée par le quadrilatère a c' ; elle est par conséquent moindre que le volume total engendré par le piston.

DÉTAILS. — REGOUTREMENT.

Fig. 4l«.

De plus le travail représenté en a'c' a été obtenu sans dépense de vapeur aucune ; Il constitue donc un profit net.

BecpvYremeBt. — Nous venons de voir que la marche à contre-vapeur forçait à donner aux cylindres de plus grandes dimensions jdu à augmenter la pression de la vapeur. Tout en conservant l'avance à l'échappement , il est possible de supprimer celle à l'admission , et voici comment :

Soit <?'/ (fig. 416) l'avance à l'échappement d'un tiroir normal, c'est-à-dire d'un tiroir dont la longueur extérieure s s' soit égale à l'écartement g g' des parois extérieures des lumières d'introduction L et L , l'avance à l'introduction is de ce tiroir sera égale à

Mais si nous prolongeons le' tiroir de chaque côté d'une quantité t s et f s' égale à ^ 5 ou un peu moindre , la lumière d'échappement sera découverte de toute cette quantité avant que celle d'admission s'ouvre. Outre l'avantage de supprimer le travail à contre- vapeur, cette disposition en amène un autre qui est infiniment plus important. Le rebord «/du tiroir étant plus large que la lumière g e , pendant que celui-ci parcourt l'espace is dans le sens indiqué par la flèche, la vapeur reste emprisonnée dans le cylindre. Le piston continuant à marcher pendant ce temps reçoit de la vapeur des pressions qui vont en décroissant en suivant sensiblement la loi de Mariotte*. Il en résulte un travail sur le piston sans consomma-

1. Suivant cette loi lêt prunonê d*unê qmantUé donnée d'un goM foni intirtn des tdumês de cf gai. Si donc, au moment où le rebord s du tiroir rencontre celui g de 1a lumière, le volume de vapeur contenu dans le cylindre est Y sa preasioa étant p, la pression p* de ce gai quand son Toluma sera Y' se déduira de 1* proportion suivante :

lion aucune de vapeur : c'est le travail à détente. Les saillies

si et 8 i s'appellent recouvremerU exteneur.

La figure 417 indique comment agit la vapeur dans im cylindre pour lequel la distribution se fait avec avance et recouvrement extérieur un peu plus faible que l'avance linéaire.

Comme il y a un peu d'avance à l'introduction, la pression initiale ac dans le cylindre est à peu près celle qui existe dans la chaudière ; elle agit jusqu'à ce que le piston soit arrivé ^n a! . ^ A ce moment, le rebord s du tiroir venant à rencontrer celui g de la lumière , l'admission de la vapeur est interceptée et la vapeur agit par détente jusqu'au point a!' . Pendant que le piston passe de a' en a' , le tiroir a continué à marcher dans le sens de la flèche , et le point /est venu en e; c'est à ce moment que commence l'échappement anticipé dont le travail sur le piston est représenté par le quadrilatère a" c*". Le poids de la vapeur qui a été représentée est égal au volume engendré par le piston de a en d multiplié par la densité de cette vapeur à la pression a' c\ Sans l'emploi de l'avance et du recouvre» ment, cette vapeur n'aurait produit qu'un travail ad ; avec ces modifications de la distribution , ce travail est représenté par le polygone a c'" ; on a donc tiré de cette vapeur un effet utile bien plus considérable que si l'on avait employé le calage et le tiroir normaux.

Voyons maintenant quel est l'effet produit par ces dispositions sur le travail négatif de la vapeur.

L'échappement ayant commencé avant que le piston soit arrivé à bout de course, la contre-pression bd sera faible ; elle se maintiendra à peu près constante jusqu'au moment où le point /sera venu en e (fig. 416). En ce même instanty* se trouvera en e', et l'échappement sera Intercepté. Le piston sera obligé de refouler la vapeur devant lui, de la comprimer, ce qui créera un travail analogue à la détente, mais inverse. La