T. II
)0 MACHINES i VAPEUR UABINBS
Chapeau de forturie. — Demi-élévation, demi-coupe, profil.
FiR. 6i7 fcù, viiL',-, i, 2, 3, *.
Légende : A. Gaiac.
B. Tôles de 12 millimétrés.
D. RiveU d'asaemblnirfR des lôli-s el des coriùéru.
E. — ^ __ jraiac.
TE, ENTSETIBK, AVABtlCS RT RÉPARATION 51
>embl<ige des tôles entre elle, chapeau.
ifriclion.
n des coussinets.
bronze.
Avec la puissance actuelle et la forme de cerle métal d'acier généralement employé, il y a ions qui deviennent impossibles avec les moyens bord. Ainsi. les pistons en iicier fondu avec leur
chinois, leur emboîtement dans les fonds et cousu d'espace neutre, ne permettent aucune répapour leurs garnitures, il est toujours possible
faisant usage d'un couvre-joint.
tnée dam la mer Ronge but le transport « le Hy- ;au du coussinet d'étamhot avait disparu, on en à bord, composé de plusieurs épaisseurs de tâle e et disposées comme l'indique la ligure 647. t permis au bâtiment de continuer sa route dans it à fait normales.
— , e pompe alimentaire du » Dngtieeclin ». — La
fêlure produite par le serrage exagéré du trop-plein a déterminé les fêlures indiquées par la figure 647. Les réparations ont été Mes à l'aide de plaques de tile façonnée, rivetéea et par le moyen d'entretoises de consolidation (vues 3, 3 et 4).
Pour les tubes Itellevîlle, s'il y a une simple perforation, placer un rivet dans le trou et faire un joint à l'aide d'un collier avec minium. Pour les petites pièces, coussinets, bielles des vedettes tuyautage, l'expérience des mécaniciens suffît à en assui'er les réparations.
Rnptnre des tiges de piston. — Actuellement, il ne faut plus compter réparer les tiges de piston, car ces réparations sont difficiles et d'une solidité souvent douteuse, témoin l'accident de la
a disposition des nouvelles machines permet toujours de conuer à fonctionner dans d'assez bonnes conditions avec les autres ndres quand un seul est avarié.
est bon d'étudier préalablement, les dispositions à prendre r régler de suite le fonctionnement de la machine résultante.
de pouvoir agir sans relard après l'avarie.
cC'y^.
Le Cassard possède deux machines verticales, à triple expan sion et à quatre cylindres, dont deux sont à basse pression.
HITR, KXTRKTIKV, IVAmBS ET REPARATIOX ^3
ont conduits par le dispositif Marshall.
)n générale des conduits d'évacuation d'un cylindre
t tiroir de l'autre et le calage des manivelles, sont
39 ligures ci-dessous.
suppressions successives de chacun des cylindres.
e la tige dn piston BPN. — Comme il existe à bord rechange : l'une pour les cylindres HP et MP {tigea autre pour l'un quelconque des cylindres à basse ifïira de mettre en place la tige de rechange si le piston n'ont p.is de mal.
contraire, après avoir débiellé et calé le tiroir de e ses garnitures bouchent les orifices, le cylindre iplélenienl supprimé.
arrivant du cylindre MP ne travaillera plus que
■eBPABet il restera une machine à triple expansion
es, calage des manivelles à 120".
Rst pas très bon pour le fonctionnement et la mise
en marche; mais, il existe surunassez grand nombre d'anciennes
machines, et on pourra par suite l'adopter. On régularisera la
rotation par létranglement convenable du robinet additionnel et
par la recherche de la meilleure introduction à fournir au moyen
de la mise en train.
2" Raptnre de la tige dn cylindre BPAR. — Si on le peut et qu'on ait a^sez de temps, il faudra mettre la ^
lige de rechange.
Sinon, il sera bon de remarquer que le calage des manivelles est défectueux. Un ne pourra adopter une telle machine calage (60». 60» et 240°). car il y aurait une grande irrégularité dans la répartition des efforts sur l'arbre.
La solution la plus rapide, sera de supprimer immédiatement le cvlindre BP.V et de fonctionner en compound P'B- ^ia.
avec HP et MP.
La machine obtenue ayant ses manivelles à 120", pourra fonclionner. mais dans d'assez mauvaises conditions.
Fonctionnement et mise en marche de cette macUne. — Ce moteur «urrait être bien équilibré au point de vue de la puissance; lais les moments moteurs seraient mal répartis sur l'arbre. Les eux vilebrequins étant sur le même tronçon de l'arbre de couche, ' est impossible de se rapprocher du calage de 90° qui est le seul
invonnblo pour les machines compound.
MACHINES A VAPRUR MARINES
Ml
lé
Fig. 650.
Cette disposition, qui avait été adoptée sur le Toge, k la suite de la rupture de la tige du détendeur, a été abandonnée presque aussitôt ; car elle donnait lieu à une rotation très irrégulière,
caractérisée par do très forts chocs à l'embrayeur.
I/épuro ci-contre, montre que la fermeture à l'un des cylindres, correspond à peu près au passage au point mort du piston de Tautre. La machine sera donc d'une^ manœuvre difficile.
Une deuxième solution consiste à changer le calage du BIW et à l'amener à être sensiblement le même qu'était celui du BP.B. avant l'avarie.
Pour cela, il suffit de remarquer que l'arbre de couche est en deux parties, réunies par un tourteau, à l'aide de neuf boulons, sans clavette transversale ni emboîtage, et disposés de telle façon que les directions des manivelles HP,MP et BP.iV. passent par les axes des boulons situés en cet endroit, comme l'indique la figure ci-contre. La distance entre deux boulons représente un arc de 40". Pour faire passer la manivelle OA en OA', il faut parcourir 180^ ou 4.5 divisions ; mais on ne pourra la déplacer que de 4, c'est-à-dire de 160". On aura donc une machine à trois manivelles, calage 400, 120 et 440, qui se rapproche assez du calage 90 et 435 donnant de bons résultats : par suite, la nouvelle ma- fjfi^
chine pourra
fonctionner Fig. 651.
dans d'assez
bonnes conditions et. malgré qu'il n'y ait pas de robinet additionnel pour essayer d'établir l'égalité des travaux, no arrivera à un résultat assez bon avec la variation d'introduction dans les divers cylindres.
La machine à laquelle on aura affaire sera à peu près la même que la précédente et se conduira d'une façon presque analogue et plutôt meilleure.
Enfin, une troisième solution consisterait, s'il n'y avait plus de tige de rechange, à enlever la tige du piston WPJ et à la mettre sur le piston BP.îV, s'il n'y avait pas avarie du cylindre. On aurait
ntfif
Fig. 652.
CONDUITE, BNTaSTIRN, AVARIES ET RÉPARATION
--ktTJif
Fig. 653.
alors aiïaire à une machine dont les manivelles seraient à i2(^, et qui serait la même que celle que Ton avait lors de l'avarie de la tige du piston BPAY.
Z"" Rupture de la tige du piston MP. — Il reste une machine ayant deux manivelles à 60® et les deux autres à 120. Il ne pourra donner de bons résultats, et il faudra mettre en place la tige de rechange du MP, ou faire tourner le tronçon de l'arbre de couche qui est additionné par les pistons BP d'un angle de 40** (arc entre deux boulons). Les deux manivelles des cylindres BP, viendront se placer suivant la ligne B'FAK' — B'P'AV, on pourra débieller BP.V et fonctionner en compound seulement avec HP et 'BP.R, calage 80<» qui est convenable avec une assez grande introduction, d*aulant plus qu'il y a une assez grande différence entre les diamètres des cylindres IIQ et BP et qu'on a toujours la ressource d'établir approximativement l'égalité des travaux entre les deux cylindres au moyen du robinet additionnel, qui envoie la vapeur dans la boîte à tiroir du cylindre BP.R. Enfin, on pourra garder les deux détendeurs, car leurs manivelles sont à 180°.
A^ luptiira de la tige du piston HP. — On fait'tourner le tronçon du MP d'un angle de 40^ dans le sens f, et il vient se placer en
M'P', formant un angle de 80® avec BP.iV et on supprime BP.V. Il faut remarquer qu'on a absolument affaire à la machine précécente. On pourra également garder les deux détendeurs.
En somme, le calage et la disposition des assemblages des diverses pièces, semblent étudiés de façon à pouvoir obtenir de bons calages on cas d'avarie de l'un des cylindres.
Toutefois, sur le Cassard, il n'existe pas de disposition permettant défaire varier l'introduction à l'un des cylindres seulement, disposition qui est précieuse pour obtenir avec facilité l'égalité des travaux dans les divers cylindres.
Etude des diverses opérations à effectuer pour régler le fonctionnement d'une machine non avariée ondes machines résultantes après
Jit
Fig. 654.
avarie. — Sur un grand nombre de machines marines, on ne peut accomplir les modifications indiquées par la théorie, car ces modifications ont surtout pour but d'équilibrer la machine au point de vue du travail, en agissant simultanément sur les pressions à tenir dans les réservoirs et sur les périodes d'introduction dans les divers cvlindres.
Etudions par exemple ce qu'il faudrait faire avec la machine compound HP, BP.V et Bl*/ï\, pour obtenir 1 ej^alité des travaux à toutes les allures.
Les pressions à la puissance maximum (avec les quatre cylindres) sont :
HP, ll'^K.SOO: l*^^"" réservoir, 5''b,120; 2« réservoir, l^'efjSBO.
Soit le diagramme théorique ABC DE. représentant le travail effectif maximum obtenu lors de la marche à toute puissance avec les quatre cylindres. On sait qu'il représente en même temps le diagramme totalisé des diverses machines multicylindres qu'on peut déduire de la machine simple.
Lors du projet delà machine, pour déterminer les volumes des divers cylindres, la pression à tenir dans chaque réser\'oir et la valeur des introductions respectives, on a sectionné ce diagramme par des horizontales, divisant sa surface en trois parties équivalentes, la dernière représentant le travail commun aux deux cylindres à basse pression.
Les chemises et les enveloppes étant supposées entretenir une température constante dans les cylindres, la détente peut être considérée comme s'effectuant d'après la loi de Mariotte. On suppose en outre qu'il n'y ait aucune chute de pression dans les réservoirs. Les résultats obtenus ne sont que théoriques, mais n'en servent pas moins à donner des indications à peu près exactes sur les valeurs à donner aux introductions pour obtenir l'équilibre à n'importe quelle allure.
l*our opérer la subdivision du diagramme théorique en deux parties équivalentes, afin de produire la même puissance avec le HO et les 2BP seulement, on porte les pressions en ordonnées sur la ligne OB et l'on cherche l'introduction à réaliser pour une certaine pression initiale P' rz: 3 kilogrammes par exemple.
Soient : P, la pression initiale ;
— I, la fraction d'introduction relative, -^ de la machine
complèle.
i' = Tqj est l'introduction relative à la portion de diagramme
abcDE : c'est l'introduction relative des BP. On aura d'après la loi de Mariotte :
IP = i'P'
d'où
r.nXDUrTE, ENTRETIEN, AVARIES ET REPARATION
IP
Sur le Cassard, pour la marche à outrance, on a les données suivantes :
! Rapport de détente y = 7.33. P = 11,300.
On a donc :
d'où
(P' = 3 kg. pour ce cas.)
Fig. 65o.
Connaissant i', on pourra calculer la pression moyenne eiffective p', correspondant au diagramme a6cDE, d'après la formule :
p' = PY (1 — 2,3026 log i') — po
(/îo est égal aOi^jSOO).
La pression moyenne effective p du diagramme total, peut également se calculer en chiffres, en appliquant la même formule où tout est connu.
On a donc :
p = PI (1 — 2,3026 log I) — po
v' I rapport -^ est égal au rapport :
Surface ABC DE __ puissance des BP Surface a6cDE ^ puissance totale '
MACHINSS A VAPEUR MARINES
puisque les bases ED sont les mêmes. Il donne par suite le fractionnement de puissance correspondant à la section ab.
Partant de là, nous ferons un tableau nous donnant en chiffres les fractions de puissance pour les différentes pressions initiales
et les introductions correspondantes.
En portant les pressions en abscisses et les rapports - — en ordonnées.
P nous aurons la courbe des
fractions de diagramme suivant les pressions initiales et par suite une courbe qui, si elle a été calculée à l'avance, nous permettra de trouver immédiatement les introduc- Pijy, (;5C tions à adopter dans les
divers cvlindres et les
pressions à maintenir dans les réservoirs pour qu'il y ait égalité
des travaux partiels.
La courbe ci-dessus étant tracée, pour le cas qui nous occupe,
p' cherchons la pression absolue correspondant à -— = 0,o nous
trouvons 4 kilogrammes.
Il ne reste plus qu'à mener l'horizontale a, 6j passant par la pression marquée, pour obtenir graphiquement la Àl% ligne rtj 6, et par suite la fraction d'introduction théorique à établir dans les 2 BI* pour qu'il y ait éiralilé de travaux.
L'introduction dans chacun des cvlindres BP sera la moitié.
Il faudra donc maintenir 4 kilogrammes de pression aux réservoirs des BP.
Dans le fonctionnement en cascade, les lignes de sectionnement étaient AB GIl à 5 kilogrammes et MN correspondant à 1*^«,250. Pour fonctionner en compound, il faudra donc diminuer Pintroduclion des BP de la quantité KN et ne pas toucher à celle de Tadmetteur.
Fijç. 6o7.
CONDUITE, ENTHKTIBN, AVARIES KT HÉPARATION 59
ci que l'on reconnaît que, selon la disposition de la man ne peut quelquefois (et c'est le cas général dans la ma- >uiâ l'abandondesdétenleBvariables sur tous les cylindres) tux introductions la valeur convenable.
: Tage. il n'existe un dispositiT â coulisseau que sur le In coulisse du cylindre HIV Sur le Vas'iard. il n'y en a is, si l'on était nppelé à marchera une allure régulière, on diminuer la cnurse des tiroirs BP en remarquant que le relevage est en deux tronçons réunis par un tourteau )ulona. Il suffirait donc défaire avancer d'un boulon vers ison jA et ou se rapprocherait très probablement assez. résultat à obtenir.
bien entendu que la régulation n'en serait que plus chanr la marche ,R et, les bras des HP n'étant plus verticaux position stop, il pourrait aussi en résulter des difllcultés Euvre.
ichine idéale sous ce point de vue, serait évidemment rené qui permettrait le décalage des divers bras sur l'arbre de relevage. Mais, on s'est contenté d'une solution approchée et satisfaisante. ■
N'ayant pas les commodités voulues, on .sera obligé comme on le fait presque toujours en pratique, de faire varier légèrement les deux introductions de l'admelleur cl du détendeur et en étranirliint le robinet additionnel BP. Un remarquera qu'on ne peut L'ui-re obtenir la puissance primitive, car il y a une forte perte triangulaire XYN.
I CoBdititwi de fenctionnoiDeiit de la nonreUe machiBo aux allures j ridaitet. — Homme un le sait, on peut diminuer la puissance par
)" Garder la même pression initiale et diminuer l'introduction;
■î" Garder la même pression et étrangler le registre ;
i" Garder la même introduction et abaisser la pression aux
audières.
1" Diminntion d'introduction. — Supposons qu'au lieu d'introlire AB comme précédemment, on n introduise plus que AX et, Iniettons que dans le diagramme précédent, relatif à I allure à itrance pour la machine avariée HP, BIW et BP.R, on ait à ce atnent un fonctionnement aussi bon et aussi économique que ssible.
'.es ordonnées maximum des différentes fractions de diatmme BIV et SS' sont alors à peu prés proportionnelles au rapijl-^j- (D' étant le diamètre du cercle remplaçant les surfaces deux pistons BP).
MACHIXKS A VAPKrn MARINES
Fig. 638.
La diminution de puissance étant obtenue par la diminution de l'introduction de l'admetteur, si celle des détendeurs ne changeait pas, le rapport des deux ordonnées maximum ne serait plus celui qui conviendrait le mieux, car SS' aurait diminué et RR' aurait augmenté.
Il y aurait par sui{e trop grand travail AXPT du HP. Il faut donc dinimuer l'introduction des BP en même temps que Ton diminue celle du HP.
La disposition générale des machines marines permet précisé-
mentdediminuer ou d'augmenter ensemble toutes les introductions, comme on l'a déjà dit et, les robinets et tiroirs additionnels, sont ensuite employés pour rechercher le plus possible une rotation régulière.
Les dispositifs Joy et Marshall en particulier, permettent de résoudre ce problème de la production de détente avec le distributeur. Ils sont suffisants pour la pratique et évitent l'emploi d'une détente variable sur chaque cylindre.
Étant donné qu'il y a des différences entre les variations des introductions dans les divers cylindres, il faudrait pouvoir faire varier à volonté, d'angles différents, les quantités dont tourneraient les divers tronçons de l'arbre de relevage, supposés alors ne plus constituer un tout commun.
C'est ce qui a été fait par M. Mallet pour des locomotives compound ; mais cette solution n'a pas encore été admise dans la marine où les changements d'allure n'ont pas besoin de se produire si fréquemment. On s'est jusqu'ici contenté d'installer des systèmes à vis et à coulisseau, permettant de faire varier la longueur du bras de relevage.
Si l'on avait affaire à une machine possédant quelques-uns de ces dispositifs, il faudrait tracer, pour éviter les tâtonnements sur les opérations à effectuer après l'avarie, différentes courbes de fractionnement, correspondant chacune à une nouvelle détente de la vapeur et par suite à une allure plus faible que l'allure a outrance.
2^ Étranglement du registre. — 11 est à considérer qu'une trop grande diminution d'introduction, a pour effet d'augmenter considérablement la compression. De plus, l'étranglement du reg-istre
:O.VDClTlt, KMHETIK.S, AVARIES ET HtPARATlO.V 61
des surfaceâ triangulaires telles que AXR et il y a par orité de ce procédé sur l'autre.
tmant àt la presBian aux chaudières. — On pourrait évirriver à égaliser les produits rf*, RR' et D'* SS' par ce en gardant la même introduction que pour la marche Hure; mais, lu grande perte de travail nous montre olution ne doit en principe être considérée que comme aise, car elle n'est
enir un résultat confaudra par suite emcombinaison de l'éiitiiigii;iiiEiit du registre avec la diminution d'introduction, tout en évitant de diminuer trop celle-ci, afin que la régulation soit acceptable.
L'étudedu fonctionnement de la machine MP BP.V BP.B. serait absolument analogue à celle que nous venons de faire.
Celle du fonctionnement des ^'B- '''^^•
machines HP. MP, B^,^ ou HP,
MF, BPA^ est encore analogue ; il suffit de remarquer que la base du diagramme est réduite de moitié al que par suite on perd une grande partie du diagramme, on ne pourra obtenir la même puissance que pour la marche à outrance, qu'en augmentant l'introduction HP de AB en AB', ce qui montre qu'on dépensera plus de vapeur et que la détente j ne serait plus la même.
' Comme il y aurait troFa lignes de sectionnement, on établirait n portant comme ordonms moyennes effectives
correspondant à chaque section à la pression moyenne effective tirée du diagramme total.
La méthode qui consiste à débielier, et qui est assez difficile comme exécution sur les machines puissantes, est actuellement a peu prés la seule employée.
Sur le Tage. on a supprimé l'embrayeur qui existait entre le MP et leBP. Elle est surtout employée pour les petites machines (Ouragan), où l'on fait cette manœuvre chaque fois que Ton veut changer le fonctionnement de la machine, qui marche à quadruple expansion pour les fortes allures; à triple pour les moyennes vitesses et en compound pour les allures réduites.
Aujourd'hui, la solution inverse du problème des grandes variations de puissance est adoptée, afin de rendre surtout économiques les allures d'escadre : c'est ainsi que la machine de l'alarme peut fonctionner à quadruple expansion pour les faibles allures et à triple pour l'allure à outrance (sans rien débielier, car les deux pistons HP et MP sont attelés sur le même vilebrequin et deviennent tous deux admetteurs lors de la marche à triple expansion).
D'autres machines fonctionnent à triple expansion à petite vitesse et en compound lors de la marche à outrance : une boite renfermant quatre soupapes, permet d'opérer ce changement avec toute la rapidité nécessaire, en rendant admetteurs le MP et le HP.
Cette solution a été adoptée par la C^« des Forges et Chantiers de la Seyne et appliquée sur des croiseurs construits pour le Gouvernement japonais, même solution a été prise sur le Desaùc par suite d'avarie au piston admetteur, on marcha avec deux cylindres manivelles à W. Bon fonctionnement mais lacet du navire.
