RÉGULATION DES DÉTENTES VARIABLES

Conditions auxquelles doit satisfaire une détente yariable. — La détente variable est produite par un organe spécial permettant de faire varier, dans de certaines limites, la période d'introduction ; les détentes sont comme les tiroirs de distribution soumises à une régulation.

Quel que soit le système employé, Torgane de détente variable doit être réglé de manière à satisfaire aux conditions suivantes :

io Permettre à la vapeur de s'introduire dans la boîte à tiroir au moins aussitôt que le tiroir de distribution est arête pour arête à rintroduction et cela afin que l'avance produise tout son effet. Il n'y a pas d'inconvénient à ce que la détente ouvre un peu plus tôt, à la condition toutefois que cette ouverture n'ait pas lieu avant le commencement de la détente fixe ; car si ce fait se produisait il y aurait pour une même course, deux introductions dans le cylindre et on ne recueillerait pas alors tout le bénéfice que Ton recherche dans l'expansion.

2« Fermer l'arrivée de vapeur à des fractions sensiblement égales de la montée et de la descente du piston.

3° L'orifice ou les orifices desservis par l'organe de détente variable doivent se découvrir suffisamment pour que, pendant leur ouverture, l'écoulement de la vapeur se fasse sans étranglement.

Au point de vue de leur mouvement, les détentes variables peuvent se classer en deux catégories : l'' celles qui reçoivent un mouvement intermittent ; 2<» celles dont le mouvement est incessant.

Les premières sont mues par des cames ; elles découvrent rapidement les orifices, restent en repos pendant l'introduction, et ferment brusquement pour rester encore au repos pendant la période de détente. Celles de la 2« catégorie sont conduites par des excentriques ou des manivelles ; elles présentent de nombreuses variétés de forme, mais nous ne nous occuperons ici que de la régulation de ceux de ces organes les plus employés en marine et qui sont :

i^ Détente conduite par des cames.

2® Détente conduite par un excentrique à calage variable avec barrettes d'écartement fixe.

3*^ Organe de détente à barrettes d'écartement variable conduit par un excentrique à calage fixe. (Détente Meyer.)

4° Détente produite par le secteur Stéphenson.

Détente variable conduite par des cames. — Le mouvement est communiqué à l'organe de détente par un galet G roulant sur une came C (fig. 549) clavetée sur l'arbre de couche ; l'axe du galet est solidaire de la tige d'une soupape ou d'une valve, dont la ferme-

ture intercepte la communication entre l'arrivée de vapeur et la boite à tiroir.

Si nous supposons qu'un moment avant Tarrivée du piston à l'un de ces points morts, le galet ait franchi la partie courbe ab de la came, la soupape sera ouverte et la vapeur affluera dans la boîte à tiroir pendant tout le temps que la partie ac, concentrique à l'arbre, passera dans le galet, mais dès que la courbe cd se présentera, le galet glissera sur ce plan incliné, se rapprochera du centre de l'arbre et la soupape tombera sur son siège. Pendant tout le temps que la partie db' concentrique à l'arbre passera sous le galet, la soupape restera immobile sur son siège, et par suite il n'y aura pas d'introduction dans la boite à tiroir. L'autre came ba'c'd' qui est à peu près diamétralement opposée à la première déterminera un mouvement semblable.

La course de l'organe est évidemment égale à la saillie a'b' ou cd de la came mesurée sur le rayon oa', et la période d'introduction dépend de l'amplitude de Tare a'c*. Le manchon claveté sur l'arbre porte plusieurs cames, chacune d'elles correspond à une introduction différente; par suite, pour faire varier la détente il suffit de faire rouler le galet sur la came déterminant la période d'introduction qu'on se propose de produire. Ce résultat est obtenu par la manœuvre du volant V.

RemarqiLe. — Il arrive fréquemment que les renvois de mouvement des soupapes ont un assez grand jeu, de sorte que la fermeture complète a lieu un peu avant que le galet vienne porter sur la partie db' du manchon.

Détente conduite par un excentrique à calage variable. — Les organes conduits par un excentrique à calage variable peuvent se diviser en deux genres : 1*^ l'organe ouvre en grand à bout de course; 2^ l'organe ouvre en grand à micourse.

Au point de vue de la régulation, le premier genre peut être considéré comme un tiroir T (fig. 550) glissant sur un orifice o pratiqué sur le dos de la boîte à tiroir.

Supposons que l'angle de calage et les recouvrements de ce tiroir aient été déterminés pour donner une période d'introduction un peu inférieure à celle fournie par le tiroir de distribution tout en procurant une même avance à l'introduction que ce der-

Fig. 549.

HACHINBS UAIUNBS.

nier. Si Texcentrique de détente E est monté fou sur l'arbre, à côté d'un tourteau claveté T' portant une rainure ab dans laquelle s'engage un bouton a solidaire de l'excentrique, on pourra augmenter ou diminuer à volonté l'angle d'avance de cet excentrique. Or, nous avons vu dans l'étude du tiroir, qu'une augmentation de l'angle d'avance produisait une augmentation des avances et une diminution dans la période d'introduction. On pourra donc régler la position de l'excentrique, par rapport au tourteau, pour que le tiroir de détente ferme son orifice à tel point que l'on voudra de la course du piston, on' est seulement limité par la condition de

Fig. 550.

ne pas faire ouvrir le tiroir de détente, à l'introduction, avant le commencement de la détente naturelle.

Afin de donner une faible course au tiroir de détente et pour déterminer rapidement une grande section d'ouverture, Torgane de détente se compose généralement de plusieurs barrettes reliées entre elles par la même tige, chacune d'elles desservant un orifice,

Fig. 5ol.

Le deuxième genre qui, comme le précédent, est conduit par un excentrique à calage variable, se compose en principe d'une plaque P (ii^. ?51) percée vers son milieu; cette plaque glisse sur les orifices les ouvrant et les fermant en même temps. Cette catégorie comprend : les détentes à plaques du Creuzot, les détentes à pistons pleins et à piston creux d'indret.

Sur la figure 551, un orifice communiquant avec la boite à tiroir;

à mi-course l'orifice de la plaque est en regard de celui de la glace et à bout de course, et même un peu avant, Torifice de la glace est totalement recouvert par la partie pleine de la plaque.

La variation de la période d'introduction s'obtient également par le changement de calage de l'excentrique ; on comprend facilement, en effet, que si le tiroir de détente arrive plus tôt à fin de course, par rapport à la marche du piston, la détente commencera plus tôt. 11 suffira par suite d'augmenter l'angle d'avance pour diminuer la période d'introduction. Le plus ordinairement les orifices du tiroir de détente et de la plaque flottante sont multiples, mais tous ouvrent et ferment en même temps.

Organe de détente à barrettes d*écartement variable conduit par un excentrique à calage fixe (Détetxle Meyer), — Ce système très employé aujourd'hui pour modifierjl'introduction de vapeur dans la plupart des machines Woolf, se compose de deux plaques ou blocs A etB (fig. 552) d'écartement variable réunies par une même tige, laquelle reçoit son mouvement d'un vilebrequin de l'arbre des tiroirs ou d'un excentrique spécial claveté sur l'arbre de couche. La tige porte deux filets de pas contraire auxquels les plaques servent d'écrous, et en faisant tourner cette tige, soit dans un sens soit dans l'autre, on

éloigne ou on rapproche ces plaques ^l'une de l'autre.

Le dos du tiroir de distribution ï est parfaitement dressé et sert de glace aux plaques de détente, lesquelles masquent ou démasquent les orifices 0 et o' pratiqués dans ce tiroir- La vapeur aflluente arrive entre les [deux blocs A et B et par suite les arêtes intérieures g et A de ces pièces sont les arêtes d'introduction; les barrettes de détente ont d'ailleurs une longueur suffisante pour que les arêtes extérieures ne viennent jamais démasquer les orifices o et o'.

Habituellement la course de la détente est un peu plus petite que la course du tiroir de distribution et l'angle de calage de Texcentrique de détente est de 65 à 70 en avant de la grande manivelle, tandis que celui du tiroir de distribution est de 125 à 130 en avant de cette même manivelle (hypothèse d'un tiroir en coquille). Pour bien comprendre la marche simultanée des tiroirs de distribution et des plaques de détente, imaginons que les bielles sont infinies et supposons en outre que les tiroirs de distribution et de

détente ayant été amenés simultanément à mi-course les recouvrements des blocs de détente soient nuls c'est-à-dire que la distance des arêtes intérieures des blocs soit égale à l'écartement des arêtes intérieures des orifices 0 et 0'. Soit OM (fig. 553) la position de la grande manivelle à son point ...-.-^ mort; si nous déplaçons

^^^' j*^' ^"^x successivement les rayons

! ^v^ d'excentrique de la dé-

tente et du tiroir de leur position mi-course, en portant le premier à gauche dans la position oa et le

^— ^. ^ c o* » j'- 'A' • ' second à droite dans la

^ \\ ^ \ y ' '' position o6 de manière que

\ s\^ yV f l'angle MOa = 70O et M06

^ '"'^-V""-^ / ~ *^^ ï^®® angles étant

^\ " / ceux qui conviennent au

^x ^f calage des excentriques

^ * ^ ^ ^ ^ pour la machine que nous

^ - • - - ' considérons), nous voyons

Pig. 553. que l'organe de détente

est à gauche de sa micourse d'une quantité oc et le tiroir de distribution à droite de la sienne d'une quantité o(i/L'orifice o du tiroir (fig. 553) est par suite actuellement ouvert de toute la quantité oc + od.

La rotation s'effectuant

dans le sens de la flèche, le tiroir de distribution et celui de détente vont tous les deux marcher vers la droite jusqu'à ce que le premier soit arrivé à bout de course sa manivelle en oh'; à ce moment, la manivelle du tiroir de détente sera en oa' et l'orifice 0 du tiroir sera découvert de la quantité c'&'.

La rotation se continuant, le tiroir de distribution viendra sur la gauche tandis que ^^ *

celui de détente continuera y\%. 554.

à s'avancer vers la droite ;

Tarête du bloc (fig. 552) se rapprochera par suite de Tarète de

l'orifice et ces arêtes seront en regard l'une de l'autre pour les

positions oa" et ohi' (fig. 553) des deux manivelles, c'est-à-dire

lorsque les projections, sur la ligne des pointa morts, des points

REGULATION 74i

a" et b" se confondront. La détente commencera en ce moment.

Les recouvrements des blocs de détente ayant été supposés nuls, les arêtes de chaque bloc par rapport à celles de l'orifice correspondant seront en regard en même temps; si la rotation se continue, l'orifice o' s'ouvrira dès la fermeture de Torifice o et l'avance à l'introduction par l'orifice & commencera à ce moment.

Cette très grande avance de la détente n'occasionne d'ailleurs aucun inconvénient, car la vapeur ne pourra évidemment pénétrer dans le cylindre par l'orifice V, que lorsque le tiroir de distribution sera à l'avance à l'introduction.

La durée de Tintroduction par Torifice o à partir du point mort du piston, aura lieu pendant que la manivelle de détente a parcouru l'arc aa''. Par suite si nous faisons avec OM un angle MOM' égal à aoa" nous aurons en OM' la position occupée par la grande manivelle au commencement de la détente.

11 est facile de comprendre que la période d'introduction pourra être déterminée si l'on rapproche les deux blocs A et B et qu'elle sera au contraire augmentée si on les éloigne.

En effet, si nous rapprochons les blocs de manière à déterminer un recouvrement positif, il est évident que, pour la position du piston au point mort, Torifice o (fig. 552) ne sera plus découvert de la quantité cd (fig. 554) mais bien de cette quantité diminuée du recouvrement soit de C|d (si cc^ est la grandeur de ce recouvrement).

Pour la position du point mort haut du tiroir, la section d'ouverture de Torifice o sera de c\b' au lieu de c'b' qu'elle était avant le rapprochement des blocs.

Enfin, la fermeture de l'orifice o aura lieu pour les positions oa' et ob" des rayons de la détente et du tiroir, c'est-à-dire lorsque la distance entre les projections des points a" et 6" sur la ligne des points morts, sera égaie au recouvrement produit.

L'arc 66'6" qui mesure la durée de l'introduction est visiblement plus petit sur la figure 554 que sur la figure 553 ; il en résulte donc que la période de détente augmente avec le rapprochement des blocs et diminue avec leur écartement.

Explication élémentaire dn jen dn secteur Stéphenton. — Suivant que les bielles d'excentriques sont croisées ou décroisées, lorsque Tangle du toc est tourné du côté de la coulisse, les secteurs sont dits à bielles croisées ou à bielles décroisées.

Si le secteur était simplement destiné à servir d'organe de renversement de marche, cestrà-dire, si Ton fonctionnait constamment avec le secteur à sa suspension extrême, la forme de la coulisse devrait être faite simplement en vue de faciliter le déplacement du tiroir ; à la rigueur cette coulisse pourrait être réduite à une simple tringle droite réunissant les deux pieds des bielles et possédant une rainure dans laquelle serait engagé le bouton d'entrat-

ncmenl de la tige du tiroir. Mais si Ton veut que le secteur puisse être utilisé à faire en outre varier le degré d'introduction, il faut que le secteur ait une forme particulière permettant au tiroir de se déplacer également à droite et à gauche de sa demicourse, afin de conserver les mêmes rapports entre les ouvertures, maximum des orifices, quel que soit d'ailleurs le point de suspension du secteur.

Secteur à bielles décroisées. — Considérons le piston en haut de sa course ; sa manivelle en OM (fig. 555) soit oav le rayon d'excentrique pour la marche Al ci oar celui de la marche .R. Supposons que les pieds B et C des bielles relies entre eux par une

Fig. 535.

simple tringle droite BG et admettons pour l'étude sommaire que nous nous proposons de faire que la bielle de suspension étant articulée au milieu de la tringle BC ait une longueur suffisante pour que la trajectoire de son pied A puisse être considérée comme droite et parallèle à xy. Des points FOG comme centres, avec la longueur de la bielle d'excentrique comme rayon, décrivons les arcs de cercle qui coupent la direction xy de la tige du tiroir aux points fog. Le bouton d'entraînement de la tige du tiroir conduite par l'une des extrémités de la coulisse BC accomplira sa course de f en g et sa mi-course en o. Plaçons la tringle BC à une demi-suspension, la trajectoire du pied de la bielle de suspension se confondra avec xy, et la grande manivelle sera en oM, le bouton d'entraînement de la tige du tiroir sera en A sur xy. Si nous faisons faire une demi-révolution à la machine, dans le sens de la flèche jV, la grande manivelle viendra en oM', les rayons d'excentrique en oar' et oav' y la tringle en B'C et le bouton d'entraînement de la tige du tiroir en A'. Ainsi qu'on peut facilement s'en rendre compte, au moyen d'une construction graphique très simple pour les deux positions opposées des rayons d'excentricité

que nous venons de considérer et qui correspondent aux deux points morts de la grande manivelle, le tiroir est à fin de course et son parcours est égal à la distance AA', lorsque le distributeur est conduit par le milieu de la coulisse.

En effet, si nous partons des deux positions primitives aov et aor des rayons d'excentricité et si nous supposons un déplacement élémentaire dans le sens de la marche jV, déplacement tel que les centres av et ar viennent respectivement en K et K', la positian BjCj de la tringle BG s'obtiendra en décrivant des arcs de cercle ayant pour rayon la longueur des bielles et pour centres les po^ts K et K', puis en plaçant sur xy, le milieu d'une règle de longueur BC ; les extrémités de cette règle venant en tâtonnant coïncider avec les arcs tracés précédemment, à l'aide de cette construction, on constatera que le point milieu A du secteur s'est déplacé sur la droite et est venu prendre la position Aj ; il est visible que ce déplacement s'effectuera toujours du même côté, car dans le déplacement que nous avons imprimé aux deux rayons d'excentrique, le centre av ayant dépassé son point port, tandis que ar marche dans la direction de ce point l'arc décrit par ar est plus [grand que l'arc décrit par av, donc le secteur est plus tiré sur la droite que poussé sur la gauche ; donc le point A est un point extrême de gauche, et en continuant le mouvement A viendra toujours du môme côté sur la droite en s'accentuant de plus en plus avec le mouvement en Al des rayons d'excentricité. En partant des mêmes positions av et ar des centres des excentriques, si nous supposons un déplacement élémentaire dans le sens de la marche .1\ on aura à l'aide d'une construction semblable à celle que nous venons de faire, que la tringle viendra prendre la position lifi^ lorsque les centres des excentriques viendront en KjK'2 et que le milieu de la tringle BjC^ se trouvera encore à droite du point A parce qu'il est plus tiré sur la droite que poussé sur la gauche, ar ayant dépassé sa demi-course et av y allant. Finalement le point A est bien la limite extrême de gauche de la course du point milieu de la coulisse et le tiroir est au point mort lorsque les deux rayons d'excentricité occupent des positions symétriques par rapport à la direction de la tige du tiroir. Dans ces conditions le tiroir et le piston arrivent en même temps à leur point mort de noms contraires et les choses se passent comme si le tiroir était conduit par un excentrique fictif dont l'angle de calage vaudrait 180"^. On démontrerait de la même manière que le point A' est bien la fin de course à droite du milieu de la coulisse.

Donc le point milieu de la coulisse sera toujours à fin de course pour les deux positions des rayons d'excentriques indiquées cidessus pourvu que ce point se meuve toujours sur la direction xy de la tige du tiroir.

744 MACHINES A VAPEUB MARINES

De notre démonstration nous pouvons donc conclure les faits importants suivants : Lorsque Ton fait conduire le tiroir par le point milieu d'une coulisse à bielles décroisées,

1® Le piston et le tiroir arrivent en même temps à leurs points morts de noms contraires.

S^ La course du tiroir est une quantité AA' plus petite que fg. En d'autres termes les choses se passent comme si le tiroir était conduit par un excentrique fictif dont l'angle de calage vaudrait 180® et dont le rayon d'excentricité serait plus petit que celui des chariots montés sur l'arbre.

Si l'on faisait des constructions analogues à celles que nous venons de faire en déplaçant successivement la coulisse à différentes suspensions, on constaterait les faits suivants :

10 Plus le bouton d'entraînement de la tige du tiroir serait éloigné du milieu de la coulisse, plus la course du distributeur augmenterait et se rapprocherait de la quantité fg,

^ Pour chaque suspension différente, l'angle de calage de l'excentrique fictif varierait, et se rapprocherait d'autant plus des angles de calage Goav et Goar que le bouton d'entraînement de la tige du tiroir serait éloigné du milieu de la coulisse. En d'autres termes, nous pouvons conclure*des observations précédentes qu*à chaque changement de suspension du secteur correspond une longueur de course et un angle de calage particuliers.

La course diminue de chaque suspension extrême à la demicourse suspension et inversement, tandis que l'angle de calage augmente au fur et à mesure que le bouton d'entraînement de la tige du tiroir est rapproché du milieu de la coulisse ; à la demisuspension cet angle atteint 180®. Ainsi que nous l'avons déjà dit, si le secteur est appelé non seulement à opérer le renversement de marche, mais aussi à faire varier le degré d'introduction, il faut que la courbure du secteur soit telle que le tiroir occupe à sa demi-course la même position sur sa glace quelle que soit d'ailleurs la suspension du secteur. Cette condition est nécessaire afin de conserver les mêmes rapports entre les ouvertures maxima des orifices.

Lorsque nous avons fait usage de la coulisse droite placée à sa demi-suspension, la course du tiroir était AA' [et sa demi-course se trouvait en m milieu de AA'. Mais quand le tiroir est conduit par un seul excentrique, ou ce qui revient au même, lorsque le secteur est à l'extrémité de sa suspension, cette course est fg et sa demi-course est en o à gauche du point m de la quantité mo. Prenons la distance mo et portons-là de A en A^ et de A' en A', sur la gauche des points A et A', l'arc de cercle passant par les trois points Ba^c ou celui passant par les trois points Wa\c^ est Tare du secteur. Dans ces conditions la course du bouton d 'entraînement du tiroir se fera de a, a a\ (distance égale à A) et le milieu de

RI^GULATION

cette course sera en o comme dans le cas du tiroir conduit par un seul excentrique.

Secteur à bielles croiBéet. — Si nous faisons pour ce secteur (fig. 556) une construction analogue à celle que nous avons faite pour le secteur à bielles décroisées, on remarquera les faits suivants, dans l'hypothèse d'une coulisse droite. 1^ Lorsque le secteur est à l'extrémité de sa suspension, ou en d'autres termes lorsque le tiroir est conduit par un seul excentrique, la course du tiroir se fait de f en g et le bouton d'entraînement est à o lorsque le tiroir est à mi-course. 2P Lorsque le secteur est à mi-suspension, les points A et A' sont comme dans la figure 58 les positions extrêmes du bouton d'entraînement de la tige du tiroir ; ils correspondent aux points morts du piston et le point milieu de cette course est en m à droite du point o. Le tiroir se trouve donc dans les mêmes conditions que s'il était conduit par un excentrique de rayon mk plus petit que oG et qui serait calé à 480*^.

Fig. 556.

Il y a donc, comme dans le cas de bielles décroisées, diminution plus considérable de la course et augmentation de l'angle de calage en passant d'une suspension extrême à la mi-supension. Afin que le tiroir occupe la même position sur sa glace quelle que soit la suspension, nous serons conduits comme dans le cas précédent, à remplacer la coulisse droite par une coulisse courbe ayant pour flèche mo. A cet effet portons cette quantité mo de A en a, et de A' en a\y puis faisons passer un arc de cercle par les trois points B'a', et c' d'une part et par les trois points Ba^ et c d'autre part, nous aurons ainsi la courbure du secteur. 11 importe de remarquer que lorsqu'on rapproche le bouton d'entraînement du milieu de la coulisse, la course du tiroir diminue beaucoup plus rapidement avec les bieilles croisées qu'avec les bielles décroisées.

Avec les bielles croisées, il arrive même souvent, lorsque les

recouvrements sont un peu forts, que le tiroir ne découvre pas les orifices du cylindre, lorsque le secteur est à demi-suspension.

Remarque. — Tant pour les bielles croisées que pour les bielles décroisées, l'ar BajC n'est pas la forme que devrait affecter la coulisse pour que lors d'une suspension quelconque du secteur, le tiroir occupe à une demi-course la même position sur vSa glace. La courbure rigoureuse à donner à la coulisse ne pourrait s'obtenir que : i° en tenant compte de la longueur de la bielle de suspension ou plutôt de la trajectoire du pied de cette bielle; 2° en recherchant par différentes suspensions la course du bouton d'entraînement et en déterminant l'écart entre le point o et le point demi-course correspondant à cette suspension. Le tracé de cette épure est très long et demande beaucoup de soin, et comme, tout compte fait, la courbe que l'on obtiendrait de la sorte s'écarte très peu de l'arc BajC le procédé indiqué plus haut est celui dont on se sert habituellement dans la pratique.

ObseryatioiiB sur remploi du secteur à bielles décroisées et du secteur à bielles croisées. — Si le secteur est uniquement destiné à produire le renversement de marche, en fonctionnant constamment avec l'extrémité de la suspension, les bielles pourront être croisées ou décroisées, selon le sens de roti\tion de l'arbre, mais

Pig. 5o7.

faisant en sorte que le secteur soit en bas pour la marche Al ou intérieurement à la machine si elle est verticale avec arbre de transmission spécial (type Grcusot).

Si le secteur doit servir à faire varier le degré d'introduction avec le tiroir ordinaire de distribution, il faudra employer de préférence le secteur à bielles décroisées; car, nous avons vu qu'il produit Je moins d'étranglements quand on approche de la demisuspension.

Avec le secteur à bielles décroisées la réduction de l'introduction provient principalement de l'augmentation de l'angle de calage, tandis qu'avec le secteur à bielles croisées, la diminution de l'introduction provient surtout de la réduction de la course, ce qui donnerait lieu à une mauvaise distribution de vapeur.

L'étude des courbes de régulation relevées à différentes suspensions des deux genres de secteur et que nous étudierons plus tard, fera parfaitement ressortir ce que nous venons d'annoncer. Soit le secteur G à une suspension intermédiaire et supposons la coulisse c au point mort bas. Le mouvement est donné au coulisseau par les deux pieds des bielles des excentriques de rayons oaeioa', on peut considérer son mouvement comme étant le résultat des mouvements partiels que lui imprimerait séparément chacun des excentriques agissant séparément et l'un après l'autre.

Pour que le coulisseau c soit à son point mort bas, il faut que les mouvements que tendent à lui communiquer les pieds des bielles se contrebalancent; c'est-à-dire que la poussée du pied qui le tire en Al soit égale et contraire au pied qui le pousse en ^^. Mais dans la position actuelle, il faut que l'un des excentriques l'emporte et que le coulisseau se déplace suivant son point mort haut. Pour que le mouvement ait lieu dans ce sens, il faut que le rayon oa ne soit pas encore arrivé à son point mort bas. En effet, laissons la bielle a'b' et le rayon oa' immobiles et faisons tourner le rayon oa d'un angle très petit (1<* par exemple), il viendra en oa^ et le secteur tournant autour du point 6' prendra la position b'c^b^. Dans ce déplacement le coulisseau est venu en c,, un peu en arriére de sa position primitive. De même laissons la bielle ab immobile et faisons tourner le rayon oa' du même angle, il occupera la position oa\ ; le secteur tournant autour du point 6 viendra en 6c,6i'et le coulisseau en c, en avant de sa position primitive. Pour que le coulisseau soit poussé ettiré sur la gauche et sur la droite des quantités égales il faudrait que ce, fut égale à ccj, ilfautalors que 6'6'j soit plus grand que bb^ parce que le point c est plus près de 6 que de 6'. Cela exige que le rayon oa' soit plus éloigné de la position od que le rayon oa. A partir de la position oa, si l'on fait tourner les deux excentriques le coulisseau est tiré sur la droite. Tout se passe donc comme si le coulisseau avait été conduit par un seul excentrique de rayon od, et par suite l'angle de calage se trouve augmenté de l'angle aod. Comme conclusion, dans toute suspension intermédiaire, le point mort du tiroir a lieu avant que ao arrive sur la ligne des points morts, et l'angle de calage est augmenté de l'angle qui reste à parcourir à ce rayon pour arriver à la ligne des points morts- Résumé. — Si l'on rapproche le coulisseau du milieu de la coulisse, l'angle de calage et les avances augmentent, la course et le degréd'introduction diminuent. Employécommeorgane de détente, au point de vue économique, le secteur à bielles décroisées, est peu avantageux à cause de la grande avance que prend le tiroir. Avec le secteur à bielles croisées, comme nous l'avons vu, la diminution de la course est très sensible et les choses se passent comme si Ton augmentait les recouvrements. 11 peut même arriver

que la course soit tellement diminuée et les recouvrements peutêtre grands, que le tiroir ne découvre pas les orifices. La machine ne saurait donc fonctionner dans des conditions pareilles de régulation. Dans ce secteur la course diminue beaucoup, mais les avances changent peu. Il convient pour les renversements de marche, mais non pour produire la détente s'éloignant sensiblement de la pleine suspension. Dans le secteur à bielles décroisées la course varie peu ; mais les avances sont exagérées, on peut détendre dans une certaine limite ; aussi est-il le plus souvent employé lorsque dans la construction on n'a d'autre but que celui de la distribution.

RELEVE DES ELEMENTS NECESSAIRES AU TRACE DUNE COURBE DE RÉGULATION DE DÉTENTE

Ce relevé s'effectue exactement de la même façon que pour le tiroir de distribution, le plus ordinairement même, les éléments nécessaires au tracé des deux courbes se prennent simultanément.

Tracé d'une courbe de détente à cameB. — La montée et la descente du galet s'effectuant brusquement il sera nécessaire de faire

RÉGULATION 749

des stations supplémentaires très rapprochées pendant que le galet roulera sur Tune des courbes de montée ou de chute afin de connaître exactement les mouvements d'ouverture et de fermeture de Torgane.

La courbe de détente se place habituellement au-dessus de celle du tiroir; à cet effet on prend une nouvelle ligne d'abscisses à partir de laquelle on porte la course AB (fîg. 558) et sur cette ligne les divisions relevées sur la règle de la détente ; par chacun des points de division ou même des lignes parallèles à la ligne des abscisses jusqu'à la rencontre des ordonnées de numéros correspondants et sur tous les points ainsi obtenus on fait passer une courbe continue BlCUijkems.

La détente fermant à des points différents de la course, suivant la came qui conduit le galet, il sera nécessaire de relever de nouveaux éléments pour chaque came et de tracer une courbe correspondant à chacune d'elles.

Placement de l'orifice. — Ayant placé le galet sur la partie saillante de la came, on mesurera la quantité h (fîg. 549) dont la soupape se trouve soulevée au-dessus de son siège et on portera cette quantité de B en P, on aura ainsi l'orifice de la détente.

Analyse de l'épure. — Le piston étant au point mort bas la détente est ouverte en grand. En /, le galet attaque la came de chute, l'orifice se ferme progressivement et en C il est totalement fermé; le piston a alors parcouru la fraction Zc'' de sa course : soit environ les 0,4.

De c en H le galet continue sa descente et les obturateurs recouvrent d'une certaine quantité leurs orifices.

De H en i le galet roule sur le pourtour du manchon et l'orifice reste fermé.

De / en K le galet court sur la courbe de montée et en j l'orifice commence à s'ouvrir. Ce point jf correspond au point/ de la courbe du tiroir et nous voyons que la détente ouvre un peu avant que le tiroir de distribution, soit arête pour arête à l'introduction haut.

En K la détente est ouverte en grand et le piston est près d'arriver à son point mort haut.

Pendant la course descendante du piston il se passe des faits analogues à ceux que nous venons d'analyser. La détente se forme en r alors que le piston a parcouru la fraction PHr" de sa course ; de r en 8 l'orifice reste fermé ; en S l'orifice s'ouvre de nouveau et le tiroir est en S' prêt à ouvrir à l'introduction du bas.

Tracer nne came devant produire une période d'introduction donnée. — Soit proposé de tracer une came devant produire la détente aux 0,55 de la course, pour la machine sur laquelle a été relevée la courbe de régulation {fig. 558). Portons sur cette épure

de Z en a et de PH en f les 0,55 de la course du piston et cherchons

/\ la valeur, en degrés, des arcs PB6 et Zg parcourus par la grande manivelle depuis ses points morts jusqu'à l'instant où la fermeture de la détente devra se produire.

Pour tracer la came il faut se donner les éléments suivants : oh le rayon de l'arbre (fig. 559), hi l'épaisseur dû manchon ; y = A/ {Ç\^. 558) la quantité dont l'obturateur recouvre l'orifice; enfin iK = AB [ïi^. 559) la quantité dont Tobturateur recouvre

l'orifice; enfin iK ou 11/ = AB {ï\^. 558) la course de la détente. On se donne en outre le rayon du galet lequel doit nécessairement être supérieur à la course iK ou \\l afin qu'au moment où le galet est abandonné par Tune des cames son axe ne puisse être rencontré par une autre came.

Du point 0 comme centre avec oh, oi, oj et ok comme rayons respectifs traçons quatre circonférences. Admettons que le sens de la marche N est celui indiqué par la flèche fel afin de faciliter le tracé de la came supposons que l'arbre o restant immobile, c'est le galet qui tourne autour de cet arbre dans le sens de la flèche f; il est évident que cette hypothèse ne modifie en rien le mouvement relatif du galet par rapport à la came.

Soit OM la position de la grande manivelle au point mort bas ;

RÉGULATION 751

faisons avec cette ligne l'angle Mom = l'angle d'introduction PB6 (fîg. 558) ; portons de p en ule rayon du galet et traçons ce dernier. La tangente commune rs au galet et à la circonférence extérieure du manchon sera la courbe de chute. La courbe de montée est la tangente Kv menée au manchon.

Montage du manchon des cames. — La première opération à faire pour ce montage consiste dans la détermination du point d'attache, à cet effet on placera le manchon fou sur l'arbre et on montera l'obturateur de détente ainsi que ses divers renvois de mouvement ; on placera le galet sur la partie saillante de la came et on manœuvrera les écrous du point d'attache jusqu'à ce que la levée de la soupape soit égale à BP (fîg. 558).

Le point d'attache ayant été ainsi réglé on procédera au calage du manchon. Pour cela si l'une des cames produit la détente aux ofi de la course, par exemple, on placera le piston à cette position dans le cylindre, on fera courir le galet sur la came correspondant à cette introduction et on fera tourner le manchon sur l'arbre jusqu'à ce que le galet soit dans une position telle que l'obturateur de détente se trouve arête pour arête à fermer l'introduction. A ce moment on tracera l'emplacement des mortaises et on fixera le manchon ; si les cames sont bien taillées le manchon se trouvera clavetédans la position convenable. Comme moyen de vérification, on pourra fixer provisoirement le manchon dans cette position, faire virer jusqu'à ce que le tiroir de distribution se trouve arête pour arête à l'introduction et voir si l'orifice de détente est ouvert de la quantité accusée par l'épure pour cette position du tiroir.

Tracé d'une conrbe de détente l'organe étant conduit par un excentrique à calage variable. — Pour étudier d'une manière complète les variations d'introduction que peurproduire ce genre de détente, il faut relever les éléments nécessaires au tracé des courbes qui correspondent l'une à la plus grande et l'autre à la plus petite introduction; ces deux courbes auront évidemment même forme et elles ne diffèrerontque par leur position sur l'épure.

Les recouvrements se prendront comme pour le tiroir de distribution, c'est-à-dire que l'on placera la détonte à mi-course et que l'on mesurera la quantité dont les barrettes recouvrent les orifices à ce moment.

Imaginons que la [i^ure 561 représente la position de la délente à mi-course et supposons que ce soit en montant qu'elle introduise pour le haut du cylindre. Dans ce cas, la quantité dosera le recouvrement pour le haut et cd le recouvrement pour le bas.

Si l'organe de détente est du système ouvrant en grand à micourse et que la position indiquée par la figure 63 soit celle de l'obturateur lors de la mi-course de la détente, nous remarquerons

MAGHDiBS A VÂPEUB MARINKS

que les orifices ont commencé à s'ouvrir lorsque la plaque de détente se trouvait en dessous de sa position actuelle d'une quantité np et qu'elle devra encore monter d'une quantité mq pour fermer l'introduction.

Fig. 560.

Fig. 561.

Les orifices restent donc ouverts pendant que la plaque de détente parcourt un chemin égal à np + mq c'est-à-dire égal à la somme des orifices de la plaque de détente et de la plaque de friction.

Tracé et analyse d'une épure de régulation de détente eondnite par un excentrique à calage variable. — Cette épure se trace exactement de la même manière que celle du tiroir de distribution ; afin qu'il n'y ait pas de confusion la courbe de détente se place habituellement au-dessus de celle du tiroir mais on pourrait parfaitement leur donner même ligne d'abscisses.

Dans répure (fig. 562) la courbe n^' 1 appartient à une détente ouvrant en grand à mi-course. Pour la première l'introduction pour le haut vapeur ayant lieu lorsque l'organe de détente se rend vers son haut de course nous porterons le recouvrement ab (fig. 560) en VK au-dessus de la ligne mi-course VS et le recouvrement cd (fig. 560) en Vu ; de la sorte les orifices HV et BV seront obtenus.

Le placement de l'orifice pour la courbe n^ 2 s'obtiendra en portant xr = mq (fig 561) au-dessus de la mi-course et xt = pn audessous de cette même ligne.

L'analyse de ces épures s'effectuera d'ailleurs sans difficulté, car si nous considérons la courbe n? 1 nous voyons que au point PB la détente est ouverte de nt, Torifice s'agrandit d'abord puis se rétrécit pour se fermer totalement en A alors que le piston est en H' ayant franchi les 0,55 de sa course. Enj la détente commence à ouvrir la communication avec la boite à tiroir; ce fait a lieu (ainsi que cela doit être) avant que le distributeur soit arête pour arête à l'introduction haut et après que la détente fixe s'est produite. L*orifice de la détente se referme en m lorsque le piston est en M' ayant parcouru environ les 0,53 de sa course descendante.

Enfin, en p la détente s'ouvre de nouveau, pendant que le tiroir de distribution produit la détente naturelle.

niCULATION

Pour une semblable période d'introduction, Tangle de calage de la détente est mesuré par PB DB en arrière de la grande manivelle dans le sens de la rotation.

Si l'on veut connaître la période d'introduction minimum que notre détente est capable de déterminer prenons le point L de la courbe du tiroir correspondant à la fin de l'introduction, menons une ordonnée qui rencontre l'arête de Torifice de détente sur la gauche, jusqu'à la faire passer par le point L'. Cette position de la

Fig. 562.

courbe correspondra à la plus faible période d'introduction que pourra produire notre organe de détente. En effet, l'angle de calage, qui dans cette position est égal à PBF ne pourrait devenir plus petit sous peine de déterminer une introduction de vapeur dans la boite à tiroir avant le commencement de la détente fixe. Four avoir la période d'introduction maximum, prenons le point A de la courbe du tiroir correspondant à l'avance à l'introduction bas, menons une ordonnée qui rencontre rareté de l'orifice de détente en A' et faisons glisser la courbe de détente sur la droite, jusqu'à la fiiire passer par le point A'. Cette position de la courbe correspondra à la plus forte période d'introduction que pourra produire l'organe de détente. En effet, l'angle de calage,

MACHINES MARINRS.

754 MACHINES A VAPEUÏÏ MARINES

qui dans celte position est égal à PBG, ne pourrait devenir plus grand sans déterminer un retard à l'introduction bas.

La longueur FG évaluée en degrés donnera Tamplitude de Tare que le chariot d'excentrique pourra parcourir.

L'analyse de l'épure n^' 2 se fera sans difficulté, nous voyons que la courbe en trait plein n^ 2 accuse les mêmes phases de régulation que la courbe n® 1.

Pour la détente ouvrant en grand à mi-course, les courbes correspondant aux périodes d'introduction maximum et minimum, s'obtiendront en procédant par analogie avec ce qui a été fait pour les détentes ouvrant en grand à bout de course. Ces courbes sont tracées en tirets sur l'épure.

Remarque. — Lors de l'établissement d'un tiroir de détente conduit par un excentrique à calage variable, le constructeur peut toujours déterminer les éléments de ce tiroir de façon qu*avec un certain calage, les périodes d'introduction soient égales pour les deux courses; mais, pour un autre calage à l'excentrique, il y aura forcément des inégalités dans la durée des périodes d'introduction haut et bas. Ces effets sont dus aux obliquités des boites et ils sont d'autant plus marqués que ces obliquités sont plus grandes.

Montage d'une détente conduite par un excentrique à calage variable. — Le point d'attache se réglera d'abord, en agissant exactement de la même manière que pour le tiroir de distribution. Si le chariot d'excentrique est accolé à un tourteau devant être claveté sur l'arbre, ainsi que nous l'avons imaginé (fig. 550) on déterminera la position de ce tourteau en agissant de la manière suivante : on prendra l'avance accusée par la courbe de détente correspondant à la plus faible période d'introduction, on placera le piston au point mort pour lequel cette avance a été mesurée, puis on fera virer le tourteau dans le sens de la marche AT en faisant porter le butoir de l'excentrique au fond de la gorge, jusqu'à ce que l'avance produite par le tiroir de détente soit égale à celle accusée par l'épure.

Comme moyen de vérification on pourra fixer provisoirement le tourteau dans cette position, puis, laissant la machine immobile, on fera tourner le chariot jusqu'à amener le butoir de l'excentrique à l'autre extrémité de la gorge. Si tout est dans de bonnes conditions, l'avance de la détente doit être celle accusée par Tépure pour la plus forte introduction.

Une fois le montage effectué, il convient de prendre des repères analogues à ceux que nous avons indiqués pour faciliter le remontage et la vérification des tiroirs de distribution.

Tracé et analsrte d'vue épure de régnlationde détente i barrattee d'écartement variable conduit parunezceutriqueà calage fixe. {Détecte

REGULATION 7tJÔ

Meyer.) — Relevé des élémenU nécegsairea au tracé de l'épure. -- Le relevé des élémenU nécessaires au tracé de la courbe de détente de Meyer s'effectue de la même manière que s'il s'agissait d'un tiroir ordinaire de distribution, seulement, au lieu de placer la détente à mi-course pour mesurer les recouvrements, et afin de pouvoir étudier d'une manière complète les variations d'introduction qu'on peut obtenir avec ce genre de détente, on opère habituellement de la manière suivante.

On place le piston à l'un de ses points morts (au point mort bas, par exemple) puis on manœuvre la tige de l'organe de détente de façon que les blocs A et B (ï\^. 564 bis) viennent successivement à ^- ^<^

leur écartement maximum et minimum.

On mesure pour chacune de ces positions des blocs, la quantité pA(fig- S63) dont l'orifice o est découvert par l'arête g du bloc A. On place ensuite le piston à son point mort haut et on mesure de même les quantités dont l'orifice & de la figure 66 bis est découvert par l'arête h lorsque les blocs sont à leur écartement maximum et minimum. Les quantités ainsi mesurées sont prises en note.

Tracé de l'épure. — L'épure {ùg. S>6i) a été tracée avec les éléments relevés sur la machine du Rigault de Genouilly qui est du système Woolf à bielles en retour à trois paires de cylindres bout à bout avec calage à 120®. La régulation de chacune des paires de cylindres étant la même, nous n'avons tracé que l'épure d'une seule paire de cylindres.

Le tracé des sinusoïdes du piston, du tiroir et de la détente s'effectue comme d'habitude, et, pour ne pas embrouiller la figure, nous avons pris même ligne mi-course pour la sinusoïde du tiroir et de la détente. Les différentes annotations suffiront pour reconnaître et les courbes tant du piston que du tiroir de la détente.

Les tiroirs des grands cylindres, au nombre de deux pour chacun, sont en coquilles àdoubies orifices ; ceux des petits cylindres, également en coquille sont à simple orifice. Les tiroirs des deux cylindres d'une même paire sont conduits par un même vilebrequin de l'arbre des tiroirs.

Les régulations produites par les tiroirs de distribution des cylindres admetteur et détendeur ne diffèrent que par le fait de la différence des recouvrements à l'évacuation. Les courbes pour les pistons et les tiroirs de distribution sont par suite communes aux cylindres admetteurs et détendeurs; l'organe de détente n'agit que pour modifier l'introduction dans le cylindre ad metteur. L'angie

de calage de la détente est de 70® en avant de la grande manivelle, tandis que celui du tiroir de distribution est de 134« par rapport

Fig. 564.

à cette même manivelle ; par suite la manivelle de détente est en JR, de la manivelle du tiroir de 134°, 70«, 64^

Analyse de Tépure. — Si nous voulons étudier la régulation de la détente correspondante Técartement maximum des blocs portons à partir du point 6 et en dessous une quantité bu égale à celle dont l'orifice o était découvert par l'arête g du bloc A (fig. 563) au moment où le piston étant au bas de sa course, les blocs possédaient leur écartement maxitnum, puis calquons la sinusoïde de la détente et faisons-la glisser verticalement et parallèlement à elle-même jusqu'à ce que son origine c vienne passer par le point u.

Nous obtiendrons de la sorte la courbe tracée en trait plein pour la mi-course ascendante du piston et en points ronds pour la micourse descendante.

Portons également sur l'ordonnée PH à partir du point f et audessus, une quantité fp égale à celle dont l'orifice o' était découvert par l'arête h du bloc B (fig. 564 bis) au moment où le piston étant

Fig. 564 bis.

en haut de sa course les blocs possédaient leur écartement maximum, puis calquons la sinusoïde de la détente et faisons-la glisser verticalement et parallèlement à elle-même jusqu'à ce que le point f de cette sinusoïde vienne passer par le point p; nous obtiendrons de la sorte la demi -sinusoïde de droite tracée en trait plein.

Analysons d'abord la distribution obtenue, en considérant la sinusoïde de détente qui a son origine en u,

Au moment où le piston est à son point mort bas, Torilice o du tiroir de distribution (fig. 564 bis) estidécouvert de la quantité x" 6. Lorsque le piston commence sa montée, les tiroirs de distribution et de détente montent également et si les vitesses linéaires de ces deux organes étaient les mêmes, la distance entre les arêtes g du bloc et f de l'orifice (ûg. 95 bis) resterait invariable, mais il n'en est pas ainsi car, au début, le tiroir de détente monte plus rapidement que le tiroir de distribution, et lorsque ce dernier atteint son point mort haut après avoir monté de la quantité 6m depuis l'origine du mouvement le tiroir de détente a monté d'une quantité plus grande nn. Les arêtes g eif [fig. 564 bis) se sont donc [rapprochées

l'une de l'autre et leur écoulement actuel est mesuré par TH a,

La rotation se continuant, le tiroir de distribution descend, tandis que le tiroir de détente continue sa montée ; les deux arêtes f ei g se rapprochent de plus en plus et leur écartement est toujours mesuré sur l'épure, pour un point quelconque de la rotation, par la portion d'ordonnée, correspondant à ce point, comprise entre les deux courbes.

Le point de rencontre d des courbes du tiroir et de la détente correspond à l'instant où l'arêlc g du bloc A vient se placer en regard de l'arête f de l'orifice; l'introduction par l'orifice o cesse à ce moment et la détente commence au point d' de la course du piston.

(Sur notre épure et par une circonstance toute fortuite, le tiroir de détente se trouve au point mort haut précisément à ce moment.)

La rotation se continuant, les deux tiroirs descendent avec des vitesses dififérentes et le tiroir de distribution marchant plus rapidement que celui de détente l'arête gr recouvre l'arête f. Ainsi que nous l'avons déjà dit pour un point quelconque de la rotation.

récartement de ces deux arêtes se mesurera par la portion d'ordonnée comprise entre les deux courbes, la distance fe mesure notamment la quantité dont Tarête g du bloc recouvre l'arête f de l'orifice o lorsque le piston est au point mort haut.

Au point TB le tiroir de distribution va commencer sa montée tandis que le tiroir de détente continue de descendre, les arêtes feig (fig. 564 bis) vont donc à la rencontre Tune de l'autre et elles se trouvent en regard au point K, alors que le piston est au point K' de sa course descendante. Cette avance considérable à l'admission dans l'orifice o ne présente d'ailleurs aucun inconvénient puisque l'orifice V du cylindre est alors fermé par le tiroir de distribution et que la vapeur ne pourra pénétrer dans le cylindre que lorsque le tiroir de distribution viendra se placer à l'avance à l'introduction.

Cette dernière circonstance se produira au point x de la rotation et à ce moment l'arête g du bloc A sera au-dessous de Tarêtc f de l'orifice o, de toute la quantité afx". Enfin, au point mort bas du piston l'orifice o sera découvert de la quantité Vt*' = bu.

Remarque. — Nous pouvons remarquer que la marche de l'arête g du bloc A (flg. 95 bis) par rapport à l'arête f qu'elle dessert, n'est intéressante à étudier que pendant la course ascendante du piston î de même la marche de l'arête h du bloc B par rapport à l'arête K ne présente d'intérêt que pendant la course descendante du piston. C'est pour ce motif que nous n'avons tracé que la demi-sinusoïde p,«,^ de la détente, pour la course descendante du piston, et qui est relative à la marche de l'arête h sur l'arête K.

Examinons actuellement la marche du bloc B (fig. 564 bis) sur l'orifice o*.

Ayant constaté qu'au point mort haut du piston l'orifice o' est découvert de toute la quantité fp, nous remarquerons que lorsque le piston effectue sa détente, les tiroirs de distribution et de détente descendent également, mais avec des vitesses linéaires différentes.

Au point TB, l'orifice o' est découvert de la quantité TBj, et à partir de ce moment les deux tiroirs vont marcher en sens inverse et cette ouverture deviendra rapidement de plus en plus petite.

Au point S point de rencontre des deux courbes, les arêtes h et K sont en regard et la détente commence ; le piston est parvenu au point S* de sa course descendante. A partir de ce moment les arêtes A et K vont se recouvrir et lorsque le piston atteindra son point mort bas, l'arête h recouvrira l'arête K de toute la quantité qb\

Pour étudier la régulation correspondant à récartement minimum des blocs, portons la quantité bh égale au découvremcnt de l'orifice o, mesuré lorsque le piston était au bas de sa course cl

que les blocs possédaient leur écariemeai minimum ; puis traçons la demi-sinusoide tide.

Portons de même fo égale au découvrement de Torifice o' mesuré lorsque le piston étant au haut de sa course, les blocs possédaient leur écartement minimum, puis traçons la demi-sinusoïde 0 y r de la même manière que nous avons tracé la demi-sinusoïde pyS,q.

Au point mort bas du piston, Forillce odu tiroir de distribution est découvert de la quantité bh ; les tiroirs de distribution et de détente montent en même temps que le piston et la fermeture de Torifice o a lieu au point t. La détente commence par suite dès que le piston est au point f de sa course ascendante.

Au point mort haut du piston, Torifice o' du tiroir de distribution est ouvert de la quantité fo ; les tiroirs de distribution et de détente descendent en même temps que le piston et la fin de l'introduction a lieu au point y alors que le piston a franchi la portion PHy' de sa course descendante (c'est par une circonstance fortuite que le piston y se confond avec TB).

Remarque I. — A cause de l'obliquité des bielles, les périodes d'introduction déterminées par le tiroir de détente sont inégales pour les courses ascendantes et descendantes du piston.

Remarque H. — Lorsque l'on dispose l'organe de détente pour de faibles périodes d'introduction, les orifices o et o du tiroir de distribution sont très peu ouverts pendant l'introduction, de sorte que dans ces conditions l'organe de détente produit, au point de vue de Técoulement de la vapeur, l'effet que produirait l'étranglement du registre. (Ce fait se remarque sur l'épure (fig. 95) en considérant la courbe qui correspond à 0»14 d'introduction moyenne.)

Remarque IIL — La longueur hu mesure la marche du bloc A dans le sens de Taxe de la tige de la détente et la longueur po celle du bloc B, pour passer de la période d'introduction minimum; si les filets des vis de la tige de détente sont de môme pas, on a évidemment hu = po.

Le nombre de tours N à faire faire à la tige de détente, pour passer d'une période extrême à l'autre, est donné par la relation N=zhu.

La détente n'étant pas disposée pour la période d'introduction minimum, par exemple, on obtiendra la courbe de régulation correspondant à un certain nombre de tours ou de fraction de tour, imprimés à la tige de détente, dans le sens de l'écartement des blocs, en portant au-dessous du point h et au-dessus du point a, des longueurs hc et of égaies au produit du pas par ce nombre de tours, et en faisant passer les courbes de détente par ces points c eif.

L'analyse de ces courbes ne présente d'ailleurs aucune difficulté : Tintroduction cesse en G pour la course ascendante, et en M pour la course descendante.

Remarque ÏV. — Sur beaucoup de bâtiments et notamment sur le RigauU-de-Genouilly, l'organe de détente Meyer ne se déclenche pas ; il est par suite intéressant de se rendre compte de la régulation de l'organe de détente lorsque la machine tourne en .R.

Ainsi que nous l'avons déjà dit, sur la machine qui nous occupe, les manivelles de la détente et du tiroir de distribution sont clavetces sur le même arbre et la première est en .R de la seconde d'un angle de 64^ lors de la marche ^V.

Lors de la marche JR. c'est évidemment l'inverse qui a Heu. c'est-à-dire que la manivelle de la détente est en avance de 64** sur celle du tiroir.

. La figure 565 donne l'épure de régulation du Rigault-de-GenouiUi/ pour la marche A. Cette épure a été tracée en faisant glisser la courbe de détente sur la gauche, et parallèlement à elle-même d'un angle de 04® x 2 = 128°. De la sorte, l'angle de calage des

RÉGULATION 761

manivelles est bien celui qui correspond au sens de la rotation qui nous occupç.

En analysant la courbe qui correspond à des recouvrements nuls (c'est-à-dire celle qui correspond à un écartement des blocs A et B tel que gf = /iK) (fig. 564 bis) nous voyons que au point mort bas du piston, l'orifice o du tiroir est encore recouvert de la quantité bi et cet orifice ne commence à se découvrir qu'au point 2 c'est-à-dire bien après que le piston a franchi son point mort bas. A partir du point 2 Torifice o reste ouvert jusqu'à la fin de la course ascendante.

De même, l'orifice o' (fig. 564 bis) ne s'ouvre qu'au point 5 c'est-àdire après que le piston a franchi son point mort haut ; et, à partir du point 5 l'orifice o' reste ouvert jusqu'à la fin de la course descendante. Il y a par suite un retard assez considérable à l'introduction lorsque les recouvrements de la détente sont nuls.

Si les recouvrements étaient faits positifs, ou autrement dit si l'on rapprochait les blocs l'un de l'autre, les retards à l'introduction iraient en augmentant et le fonctionnement de la machine deviendrait impossible, ainsi que l'on peut s'en convaincre en examinant la courbe qui correspond à récartcment minimum des blocs.

Au point PB Torifice o serait recouvert de la quantité bH et l'introduction ne commencerait qu'au point 3 pour la course ascendante, au point PII l'orifice o serait recouvert de la quantité fg et l'introduction ne commencerait qu'au point 6 pour la course descendante.

Si, au contraire, on place les blocs à leur écartement maximum on voit que : au point PB, l'orifice o est ouvert de la quantité ti et cet orifice reste ouvert pendant toute la durée de la course ascendante, au point PH l'orifice o' est ouvert de la quantité /'7 et cet orifice reste également ouvert pendant toute la durée de la course descendante.

Les quantités 6H et f7 étant supérieures aux ouvertures déterminées par le tiroir de distribution sur les orifices V et V (fig. 564 bis) la machine fonctionnera, lors de la marche .R, comme si l'organe de détente n'existait pas.

D'après ces remarques nous pouvons conclure que : 1^ la détente Mcyer ne peut servir que pour la marche ^V; 2*^ dans les manœuvres et lors de la marche, il faudra placer les blocs à leur écartement maximum afin que l'organe de détente n'empêche pas le départ de la machine.

Tracô d une épnre de régulation obtenue à différentes suspensions du secteur Stéphenson. — Le relevé des éléments, le tracé et l'analyse de l'épure ne présentent rien de particulier. Il est évident que si l'on veut étudier les régulatiojis correspondant à difl*érentes

MACHINES A VAPBUR MARINfiS

suspensions du secteur, il faudra prendre de nouveaux éléments pour la courbe du tiroir chaque fois que Ton changera de suspei^ sion.

Nous avons vu précédemment que, quelle que soit la suspension du secteur, la forme de la coulisse devait être telle que le tiroir étant placé à mi-course, il occupe la même position sur sa glace* Si ce résultat est obtenu lors du relevé des éléments, les épures relatives aux différentes suspensions pourront se superposer de manière que la ligne mi-course du tiroir soit la même pour toutes les courbes. De cette façon les mêmes orifices et les mêmes recouvrements serviront pour l'analyse des différentes régulations.

Secteur à bielles décroiséef . — La figure 560 a été tracée arec les éléments relevés sur une machine pourvue d*un secteur à

Fig. 566.

bielles décroisées, et pour trois suspensions différentes de ce sec* teur.

La courbe n^ 1 en trait plein correspond à la suspension ex*

iréme ; celle du n<> 2 en traits interrompus avec points interposés correspond à une suspension intermédiaire et enfin celle n® 3 en points ronds, correspond à la mi-suspension.

Analyse. — Les lettres inscrites sur l'ordonnée du point PH indiquent les différentes phases de la régulation pour les trois courbes.

La lettre A correspond à l'avance à l'introduction bas.

— A' — — haut.

— G correspond au commencement de la compression bas

en même temps qu'à l'avance à l'évacuation H. — • G' correspond au commencement de la compression haut en même temps qu'à l'avance à l'évacuation B.

— I fin de l'introduction pour la course ascendante.

— r — — descendante.

Les lettres ci-dessus portent en outre, en indice, le numéro de la courbe à laquelle correspond le point.

Nous pouvons remarquer que : i® la courbe n^ i correspondant à la suspension extrême donne une très bonne régulation.

2^ Les avances à l'introduction et à l'évacuation ainsi que les périodes de compression accusées par la courbe n9 2 sont beaucoup trop fortes pour une bonne régulation. La machine pourrait certainement fonctionner avec cette suspension du secteur, mais la vapeur serait mal utilisée.

L'accroissement considérable de l'avance à l'introduction et de la période de compression a pour résultat d'augmenter dans de fortes proportions la valeur de la contre-pression ; en même temps que la diminution de la période d'introduction et l'avance exagérée à l'évacuation diminue considérablement la pression moyenne absolue. 11 résulte naturellement, de l'ensemble de ces faits, une très grande diminution dans la valeur de la pression effective, et, par suite, dans le travail produit par coup de piston.

3® La période d'introduction accusée par la courbe n« 3 est excessivement réduite, elle ne correspond guère qu'aux 0,15 de la course, d'autre part, l'avance à l'évacuation et la période de compression commencent vers les 0,6 de la course du piston, et enfin l'avance à l'introduction a lieu alors que le piston a encore environ les 0,15 de sa course à parcourir. 11 est facile de concevoir qu'avec une semblable distribution le mouvement de la machine est impossible.

L'étude sommaire que nous venons de faire de l'étude de régulation du secteur à différentes suspensions nous conduit aux conclusions suivantes : 1® l'accroissement de la période de détente, produit à l'aide de cet organe, détermine une mauvam utilisation

de la vapeur par suite des avances et des compressions exagérées qui sont la conséquence de la modification de la suspension.

2<* A la mi-suspension du secteur, la régulation devient tellement défectueuse que le fonctionnement de la machine est impossible.

3® La diminution de la course du tiroir occasionne un étranglement de la vapeur â son passage par les orifices, et par suite une dépression de ce fluide pendant l'introduction.

Pour les motifs exposés en i<* et 3*, il est désavantageux de se servir d'une suspension intermédiaire du secteur, pour produire de la détente pendant une machine en route libre. Le fonctionnement à une suspension intermédiaire du secteur ne devra être employé pour modérer Tallure de la machine, que pendant les appareillages, les mouillages et les manœuvres.

Les machines pourvues de secteurs Stéphenson, comme organe de mise en train, possèdent généralement un organe spécial de détente dont il faut faire usage lorsqu'on veut, dans un but d'économie modifier l'introduction.

Secteur à bielles croisées. — La figure 567 a été tracée avec les éléments relevés sur une machine pourvue d'un secteur à bielles croisées, et pour trois suspensions différentes de ce secteur.

La courbe n» 1 en trait plein correspond à la suspension extrême, celle n^ 2, en traits interrompus avec points interposés, correspond à une suspension intermédiaire; et enfin celle n* 3 en points ronds correspond à la mi-suspension.

Analyse. — Les différentes lettres inscrites sur l'ordonnée du point PH, ont la même signification que celles inscrites sur la môme ordonnée de la figure précédente.

Nous remarquerons que : 1® la courbe n<* 1 accuse une régulation satisfaisante; 2<» la courbe n® 2 accuse des avances à l'introduction qui, en fraction de la course du piston, sont sensiblement les mêmes que celles accusées par la courbe n<* 1. Les avances à l'évacuation et les périodes de compression accusées par cette même courbe, valent en moyenne 0,24 de la course et sont, par suite, beaucoup trop fortes pour une bonne régulation ; enfin, la section maximum d'ouverture des orifices, à l'introduction, est très faible, d'où résulte un fort étranglement de la vapeur d'introduction et par suite une diminution de la pression absolue; 2^ la courbe n® 3, correspondant à la mi-suspension du secteur, accuse simplement un petit déplacement du tiroir à droite et à gauche de sa mi-course; mais ce déplacement est trop faible pour produire le dccouvrement des orifices à l'admission. Le mouvement de la machine est par suite impossible avec cette suspension.

Remarque. - Le secteur Stéphenson permet de modifier la durée

de l'introduction pour la marche dans les deux sens, tandis que les autres organes de détente variable, que nous avons étudiés,

Fig. 567.

sont réglés de manière à ne la faire varier que pour la marche en avant.

Vérification et rectification, à Taide d'une coorbe de régulation, du montage d'un tiroir conduit par un secteur Stéphenson. — Nous venons de voir qu'un changement de suspension du secteur produisait une modification de calage et de la course du tiroir.

Lorsqu'on voudra contrôler la régulation d'un tiroir conduit par un secteur, en se servant d'une épure de régulation prise lors du montage, la première chose à faire sera de sassurer si le secteur est à la suspension qui correspond à la courbe de régulation dont on doit faire usage. On conçoit facilement qu'un changement dans la longueur de la bielle de suspension provenant de l'usure de ses articulations, vient modifier le point de suspension du secteur et par suite modifier la régulation.

Supposons que la courbe donnée appartienne à un tiroir en coquille et corresponde à la suspension extrême du secteur.

Pour s'assurer que la longueur de la bielle de suspension n'a pas varié, on placera le secteur à sa suspension extrême et on relèvera les éléments nécessaires au tracé de la courbe du piston et du tiroir; si l'épure tracée à Taide de ces éléments accusé une courbe et un angle de calage conforme à celui de l'épure donnée, c'est que la bielle de suspension a conservé sa longueur primitive. Mais, si la course accusée est plus faible et l'angle de calage plus grand, c'est que la bielle de suspension est plus courte; il faudra en conséquence l'allonger jusqu'à ce que la course du tiroir devienne égale à celle accusée par l'épure donnée. Ce résultat obtenu, la vérification, et au besoin la rectification du tiroir, s'effectuera comme il a été dit précédemment pour le cas d'un excentrique à calage fixe conduisant un tiroir dont la tige serait articulée directement au pied de la bielle d'excentrique.

§ l<'^ — Description des indicateurs de pression. — Ainsi que nous l'avons dit, dans les premières leçons, la loi de la variation de la pression de la vapeur dans un cylindre pendant le fonctionnement de la machine est très complexe et le calcul ne saurait donner le moyen de la déterminer d'une manière rigoureuse. Les instruments connus sous le nom d'indicateurs sont les seuls appareils à l'aide desquels il est possible d'obtenir cette loi d'une manière à peu près exacte.

L'indicateur de pression imaginé par Watt pour étudier le fonctionnement des machines à vapeur, a été reproduit et perfectionné par divers inventeurs ; mais les modifications qui ont été apportées à l'instrument primitif ont été surtout nécessitées par l'allure de plus en plus rapide des appareils. La plupart des nouveaux indicateurs reposent encore sur le principe de celui de Watt.

Un petit piston mobile dans un cylindre est relié à un ressort dont les flexions sont proportionnelles aux efforts supportés, est constamment en communication, d'un côté avec le cylindre de la machine à étudier et de l'autre avec Tatmosphère, ta tige de ce petit piston actionne un crayon dont les déplacements sont proportionnels aux variations de la pression dans l'indicateur et par suite dans le cylindre. Dans tousles cas, devant le crayon et dans une direction perpendiculaire à celle de son mouvement un papier se déplace d'un mouvement semblable comme étendue A celui du piston de la machine à vapeur qu'on étudie. Grâce à ces dispositions, le crayon trace sur le papier un diagramme où les abscisses

sont proportionnelles à la pression de la vapeur en question ; par suite, ia surface du diagramme se trouve proportionnelle au travail développé par la vapeur sur une même face du piston de la machine considérée.

Les indications actuellement le plus en usage dans la marine française sont : i^ l'indicateur de Paul Gamier petit modèle ; 2f* l'indicateur Richard et 3« l'indicateur Martin. Tous ces instru* ments reposent sur le principe que nous avons énoncé plus haut, et la légende explicative donnée pour chacun d'eux permettra de se rendre facilement compte de leur fonctionnement.

cJtxJtt'Xlluit C^i^fTH^t

Fig. 568.

Légende de l'indicateur Paul Gamier, petit modèle (fig* ^68).

Vue i. Elévation de l'instrument.

Vue 2. Plan.

Vue 3. Coupe suivant xy de la vue 2«

768 MACHINES A VAPEUR BIAIU^^S

Vue 4. Coupe du robinet de purge.

Vue 5. Coupe indiquant le mode de fixation du porte-crayon sur la tige du piston de Tindicateur.

C. Cylindre à vapeur de l'instrument ouvert à sa partie supérieure.

P. Piston sans garniture frottant d'une manière étanche dans le cylindre C, le dessus de ce piston est constamment en communication avec l'atmosphère et le dessous peut être mis en communication avec le cylindre de la machine ou avec l'atmosphère.

B. Boite cylindrique fixée au cylindre C par sa partie inférieure qui est filetée. Cette boite porte une fente verticale destinée à livrer passage et à servir de guide au crayon traceur. Cette fente permet à l'air d'agir sur la face supérieure du piston P.

F. Couvercle vissé sur la boite B. La tige du piston P traverse librement ce couvercle.

R. Ressort à boudin en acier, soudé à ses deux extrémités sur les talons en bronze r et r'. Le talon r est fixé au couvercle F par deux vis, et le talon r' à la tige du piston P sur laquelle il est vissé.

Chaque indicateur est muni de trois jeux de ressorts que Ton met en place à volonté; l'un pour les basses pressions fléchit de 20 millimètres par kilogramme de pression sur 1 centimètre carré; l'autre, pour les moyennes pressions a une flexion de 15 millimètres ; enfin le troisième employé pour les hautes pressions ne fléchit que de 10 millimètres par kilogramme de pression sur 1 centimètre carré. Les ressorts sont généralement construits de telle sorte que les flexions par compression sont égales aux allongements par traction, pour le môme effort exercé par centimètre carré de surface de piston.

H. Robinet servant de monture à l'instrument, il porte deux tenons taraudés dont l'un h se visse sur la tubulure d'un robinet à deux voies, qui communique avec les deux extrémités du cylindre de la machine, et l'autre fait joint étanche avec le cylindre de l'indicateur au moyen d'un emmanchement conique parfaitement rodé. La jonction de ce dernier joint est effectuée par l'écrou E portant deux filetages de pas différents ; le serrage est produit par le différence des pas.

Le boisseau et le tournant du robinet H sont percés, sur un côté, d'un petit orifice o et o' afin de purger l'instrument en mettant le dessous du piston P en communication à la fois avec le cylindre et avec l'air libre. Dans la position do la vue 3, le robinet H établit la communication de l'indicateur avec la machine, et les orifices 0 et o' ne sont d'aucune utilité. Mais si on place le robinet H dans la position de la vue 4. .la communication de l'indicateur avec la machine est interceptée, tandis qu'elle est établie entre le dessous du piston P et l'atmosphère.

RKGULATION 769

d. Douille fixée sur la tige du piston P et en contact avec le dessous du ressort R ; cette douille est destinée à recevoir entre ses collets le porte-crayon A.

A. Porte-crayon en deux partieà articulées en a. Une de ces parties porte une fourchette dont les deux branches font ressort et pincent fortement la douille d; il résulte de cette disposition que le porte-crayon suit rigfoureusement le mouvement du piston P. Sur cette première partie est fixé un index i qui parcourt les degrés d'une échelle de flexion D fixée à la boite B.

La deuxième partie, qui est mobile autour de l'articulation a porte le crayon traceur c',et une lame d'acier f appuie le crayon c' sur le cylindre porte-papier K. On relève la partie mobile du porte-crayon dès que le diagramme est tracé.

j. Plate-forme fixée à la boite à ressort B par un collier que serre la vis v. Cette plate-forme sert de supporta tout le système d'enroulement de la bande de papier.

G. Poulie à gorge venue de fonte avec une douille très allongée L montée folle sur un axe en acier N qui est fixé sur la plaie-forme j. L'axe porte une forte embase qui repose sur la plate-forme et qui empêche la poulie de frotter sur ladite plate-forme. La douille L porte à sa partie supérieure un barillet 6, dans lequel est renfermé un ressort d'horlogerie dont Tune des extrémités est fixée à la paroi du barillet 6 et l'autre à Taxe N. Un cylindre en laiton K' qui ne monte pas tout à fait jusqu'à la hauteur du barillet 6, pour permettre de changer facilement le ressort d'horlogerie est soudé sur une amorce venue de fonte avec la poulie G. Ce cylindre est destiné à recevoir à frottement le cylindre porte-papier K.

K- Cylindre porte-papier emmanché à frottement sur le cylindre K'. Il porte une petite entaille 5 à sa partie inférieure dans laquelle vient se loger la tête aplatie d'une petite vis pour déterminer sa position.

La bande de papier enroulée sur le cylindre K a ses deux bouts maintenus par la fourchette ^dont les branches font ressort et qui est fixée au cylindre K par quatre petites vis.

Q. Petit arbre en acier, supporté parallèlement à la plate-forme. Cet arbre est percé, près du palier 2, d'un petit trou fraisé, dans lequel se fixe par un nœud, le bout d'une corde â boyau l qui s'enroule sur tout le pourtour de la poulie G et s'y fixe en passant par un petit trou derrière lequel on fait aussi un nœud. La petite équerre e fixée sur la plate-forme par une vis, sert de guide à la corde à boyau pour l'empêcher de sortir de la gor;;3 de la poulie G.

Sur l'autre extrémité de l'arbre Q, en dehors de la plate-forme j, est montée une poulie en bois u sur laquelle est fixé et enroulé le cordon V, dont l'autre extrémité s'accroche sur la tige de piston de la machine sur laquelle on prend le diagramme.

aiACMLNES UABINES. 49

770 MACHINES A VAPEUR MAIUXES

X. Guide qu'on emploie au besoin pour empêcher le cordon V de se décapeler de la poulie u pendant l'enroulement.

3 et 3' sont deux petites vis à tête ronde, constituant les points d'arrêt du système porte-papier et limitant son mouvement de rotation.

La vis 3 est ûxée sur la plate-forme j et la vis 5, sur la poulie à gorge G. Ces deux vis sont représentées en pointillé sur la vue 2 au moment où elles sont en contact, l'instrument étant au repos. Le cylindre porte-papier K ne peut pas faire un tour complet à cause des branches de la fourchette f, qui rencontreraient le crayon de l'indicateur.

Si on tire sur le cordon V on fait tourner la poulie u et avec elle l'arbre Q qui enroule la corde à boyau / ; celle-ci entraîne la poulie G et le ressort d'horlogerie enfermé dans le barillet prend de la bande. Dans ce mouvement, lorsque la vis 5* est venue en 3" (vue 2) le système d'enroulement ne peut plus tourner et, si c'est le piston de la machine qui tire sur le cordon Y, il faut que ce piston ait terminé sa course un instant avant. Lorsque le piston de la machine revient sur ses pas, le ressort d'horlogerie rappelle tout le système, la poulie G enroule la corde à boyau t, et cette dernière oblige l'arbre Q et par suite la poulie en bois u à tourner ; cette dernière enroule alors le cordon V à mesure que la tige du piston de la machine lui donne du mou.

Il résulte naturellement de cette disposition que le mouvement de la poulie G et par suite celui du cylindre porte-papier K est exactement proportionnel à celui du piston moteur.

Pour donner au ressort d'horlogerie une bande convenable avant de se servir de l'instrument, on enlève la vis 3'' de la poulie G puis on fait tourner le cylindre K à la main dans le sens de la flèche de la vue 2 et lorsque le ressort fait une résistance suffisante, la vis o' est remise en place dans son trou qui doit alors dépasser la vis 3; après quoi le cylindre K étant laissé libre, la tète de la vis 3' vient porter sur celle de la vis 3 et le ressort reste bandé. Ce n'est qu'après cette opération que la corde à boyau / est mise en place dans la gorge de la poulie G.

Indicateur Richard. — Cet indicateur est représenté par la figure :i09.

C. Cylindre de l'indicateur ouvert à sa partie supérieure: il est monté sur un robinet de purge H semblable A celui de l'indical^îur f/flfniicr précédemment décrit; le serrage du cylindre C avec lo robinet de purge s'effectue au moyen de Técrou à oreilles E.

P. Piston de l'indicateur, sans garniture, et ajusté à frottement doux dans le cylindre C. La tige t est vissée sur le piston P et porte à son extrémité supérieure une petite douille 3 qui peut tourner autour de la tige, mais qui est fixée dans le sens de Taxe.

RKGULATIOX

Ce double résultat est obtenu au moyen de deux vis taraudées dans la douille et dont les extrémités s'engagent dans une rainure circulaire pratiquée au bout de la tige t.

cJnôicakut ilAMcnarO

B. Boîte à ressort on bronze vissée par sa partie inférieure sur le cylindre C et fermée à sa partie supérieure par le couvercle à vis F. Ce couvercle est percé d'un trou central pour le passage de la tige t et de deux petits trous oi qui permettent à l'air de pénétrer dans le cylindre C au-dessus du piston P.

R. Ressort à boudin en acier, soudé à ses deux extrémités sur des écrous en bronze r et r'; le premier r se visse sur le couvercle F et l'autre / sur la tête du piston P. L'indicateur Richard possède généralement quatre jeux de ressorts qu'on met en place à

volonté, et dont les flexions mesurées au placement du crayon C sont de 6, 10, 15 et 20 millimètres pour 1 kilogramme de pression par centimètre carré de surface du piston P.

A. Double bras courbe servant de support au système portecrayon. Ce double bras porte une douille qui s'engage à frottement doux dans la boîte à ressort B, et qui est maintenue, dans le sens vertical, entre une embase de la boîte B et son couvercle F ; cette douille est mobile autour de la boîte B.

a, a', a", système de mouvement du crayon traceur. Le crayon iV est fixé au milieu de la tringle a qui relie les deux balanciers a' et a" articulés, d'autre part, sur des tourillons portés par les deux branches du bras courbe A. Le mouvement du crayon c' s'effectue suivant une ligne sensiblement droite et parallèle à l'axe du cylindre G. La petite menotte 2 s'articule sur la douille 3 et en un point situé au quart de la longueur du balancier a\ à partir de l'axe d'oscillation m.

Le chemin parcouru par le crayon c' est, par suite, quatre fois plus grand que la flexion du ressort H. Pour appuyer ce crayon sur la bande de papier enroulée sur le cylindre K, on fait tourner le double bras A autour de la boîte B. (Sur notre figure le crayon est écarté du cylindre porte-papier.)

J. Plate-forme sur laquelle est monté le système d'enroulement de la bande de papier. Cette plate-forme est munie d'une haute douille fendue qui s'emmanche sur le cylindre B avant que celuici ne soit mis en place et que l'on serre au moyen de la visv. Dans le sens vertical, la douille de la plate-forte est emprisonnée entre l'embase du cylindre e et celle de la boîte à ressort B.

G. Poulie à gorge, en tout semblable à celle décrite pour l'indicateur Gaimier.

g. Guide-corde muni d'un collier emmanché à frottement sur une partie cylindrique en relief de la plate-forme J.

K. Cylindre porte-papier, en tout semblable à celui de l'indicateur Gamier.

/. Cordon de l'instrument enroulé sur la poulie à gorgeG et passant dans le guide-corde G entre deux galets placés verticalement.

Pour limiter le mouvement de rotation du cylindre portepapier K lequel ne doit pas faire un tour complet à cause de la fourchette f qui serait rencontrée par le crayon c', le dessous de la poulie à gorge G possède une excroissance de métal 5 (vue 3) qui remplace la vis fixée sur le dessous de cette même poulie dans l'indicateur Gamier et sur la plate-forme J est fixée une vis 4 qui a la tète en dessous et dont l'extrémité sert de butoir A l'excroissance de métal dont il est parlé plus haut.

Pour donner de la bande au ressort d'horlogerie renfermé dans le barillet, on desserre en partie la vis 4 jusqu'à ce qu'on puisse faire tourner le cylindre porte-papier K à la main; puis quand le

WJULATION

çJnJualiut Dlbattin*

ressort fait une résistance suffisante, la vis 4 est resserrée, le cylindre K est laissé libre et son butoir vient s appuyer sur Vextrémité de la vis; le ressort reste ainsi bandé.

Le développement du mouvemt^iil ûe rotation du cylindre portepapier est toujours le même, quelle que soit la longueur de la course du piston de la machine, ce développement est dans tous les cas, bien inférieur à cette course ; aussi estil nécessaire d'employer une transmission de mouvement pou^r faire conduire le cordon / par une pièce ayant un mouvement semblable à celui du piston moteur.

Indicateur Martin. — Cet indicateur est représenté en figure 570 à l'échelle i /2.

Vue 1. Élévation avec déchirure suivant Taxe du cylindre;

Vue 2. Plan de l'instrument;

Vue 3. Coupe dans le porte-crayon (au double de la grandeur naturelle).

c. Cylindre de l'instrument en tout semblable a celui de l'indicateur Richard et possédant comme lui un robinet de purge qui y est relié de la même manière.

P. Piston de l'indicateur, le piston est creu.\ et compli^k^nient fennp. LU nnlit r^Mitvoir d huile est ménagé sur le rles>us du piston et deux rainures sont pratiquées sur son p.urLour puiir assurer son étancheite.

a. Chambre à vapeur séparée du rylindre c pur la soupape ^ S. Soupape à trois croisillons poilani di^-^ talons f qui empêchent

la soupape de fermer complètenit'nl lonfur ina^^ritnrr du rvHn^

dre c.

Fig. :j7u.

Au repos, la soupape s repose sur la pièce e. Le premier choc de la vapeur se fait sur la soupape, et le piston est ainsi soustrait aux effets d'inertie qui seraient la conséquence du choc. La partie libre de la section annulaire autour du siège de la soupape est suffisante pour qu'il n'y ait pas de différence entre la pression dans le cylindre de l'indicateur et dans celui de la machine.

Pendant la période d'évacuation, la soupape s retombe sur la pièce e, ce qui augmente la section des orifices-

r. Robinet de purge de la chambre a et par suite du cylindre G.

R. Ressort à boudin, fixé exactement de la même manière que dans l'indicateur Richard.

A. Douille mobile sur la boîte à ressort, et portant deux bras A et A' sur lesquels sont articulés les bielles du parallélogramme qui guident le crayon traceur d, f, m, h, c'y p système du mouvement du crayon traceur. Le crayon G' est fixe à l'extrémité G' d'un balancier fc' articulé d'une part sur la tige du petit piston de l'indicateur par l'intermédiaire de la menotte mn, et, d'autre part sur le bras A' par l'intermédiaire du balancier df. Le point d'articulation m de la menotte est situé au quart du balancier fc' à partir du point ^de sorte que la course du crayon est quadruple de la flexion du ressort R. La direction rectiligne du crayon est assurée par le balancier ph articulé d'une part en un point h du balancier fc' et, d'autre part, à l'extrémité du bras A" de la douille mobile A.

J. Plate-forme sur laquelle est monté le système d'enroulement de la bande de papier. Cette plate-forme est maintenue de la même manière que dans l'indicateur Richard.

K. Cylindre porte-papier monté à frottement sur la pièce g laquelle porte une longue douille qui est enfilée sur l'axe i fixé sur la plate-forme.

G. Engrenage hélicoïdal, monté fou sur l'axe i et fixé au cylindre porte-papier par deux vis H, placées en dessous; Tune de ces vis sert de butoir pour limiter la rotation du cylindre K. La roue G est commandée par le pignon D.

D. Pignon à engrenage hélicoïdal commandant la roue G ; ce pignon est monté sur le petit arbre a^ supporté par deux paliers 2 fixés sur la plate-forme J. L'une des extrémités de l'arbre a^ reçoit en dehors de la plate-forme J, la poulie q sur laquelle est enroulé le cordon de l'instrument, ce cordon est fixé à l'un de ses bouts sur la poulie q et l'autre bout se croche sur un levier actionné par le piston de la machine. Le diamètre de la poulie q est calculé pour que, eu égard au rapport qui existe entre le mouvement du pignon D et celui de la roue G, le cylindre porte-papier se déroule

d'environ les ~ de sa circonférence pour une course du piston.

L'autre extrémité de l'arbre a^ traverse le barillet 6 qui con-

RÉGULATION 775

tient le ressort d'horlogerie, dont l'une des extrémités est fixée à la paroi du barillet et l'autre à l'arbre a^.

Cp Porte-crayon (vue 3). Le crayon est formé d'un fil de laiton, s'introduisant à frottement dur dans une douille portant un collet ^isposé pour recevoir un ressort à boudin logé dans la boîte du porte-crayon, la longueur du crayon est réglée pour que sa pointe appuie sur le papier et fasse légèrement fléchir son ressort. Il en résulte que la pression du crayon n'est plus subordonnée à la flexion du parallélogramme comme dans l'indicateur Richard ce qui dans ce dernier peut être une cause d'erreur.

Remarque. — Dans la vue 1 le crayon est écarté du cylindre porte-papier K, tandis que dans la vue 2 il est appliqué sur ce cylindre.

Comparaison des indicateurs Paul Garnier, Richard et Martin . — Le seul avantage de l'indicateur Garnier sur l'indicateur Richard, c'est que le premier porte lui-même le système de transmission de mouvement nécessaire pour réduire la course du piston à une longueur un peu inférieure au développement du cylindre portepapier. Cette installation est toujours A faire avec l'indicateur Richard. Par contre, l'indicateur Garnier présente d'assez sérieux inconvénients que nous pouvons résumer de la manière suivante : 1*> Le porte-crayon ayant le même mouvement de va-et-vient que le piston de l'instrument, il en résulte que l'opération de mettre le crayon en contact avec le papier devient presque impossible à une allure très rapide; 2° L'opération de crocheter le cordon conducteur directement sur le piston de la machine est déjà très difficile à une allure de 70 à 80 tours, surtout lorsque les courses sont un peu longues; mais, avec des allures de 100 tours et audessus, la chose est à peu près impossible et il faut établir une transmission par levier pour réduire la course du cordon; il en résulte que l'avantage que nous avons attribué à l'indicateur Garnier au commencement de cet article cesse d'exister; 3^^ La flexion des ressorts doit être relativement très grande pour que les ordonnées aient une hauteur suffisante; il en résulte que les ressorts vibrent énormément et que le diagramme devient indéchiffrable avec les grandes vitesses.

Dans l'indicateur Richard, l'emploi du parallélogramme facilite beaucoup la manœuvre du crayon en n'obligeant pas l'opérateur à toucher directement ce crayon ; d'autre part la flexion des ressorts est beaucoup moindre, à pression égale et les ordonnées ont la même hauteur que slir les diagrammes relevés avec les indicateurs Garnier. La diminution ;^de flexion des ressorts diminue nécessairement les vibrations et rend le diagramme plus lisible. Cet indicateur donne de bons résultats même jusqu'à 300 tours.

L'indicateur Martin présente tous les avantages de l'indicateur Richard; son parallélogramme guide mieux le crayon suivant une parallèle à l'axe du cylindre porte-papier, la soupape placée à la base du cylindre atténue les vibrations sans nuire au vide et arrête les saletés qui, sans cela, pourraient rayer le cylindre. Enfin, la conduite du cylindre porte-papier, par un engrenage prévient rinertie de ce cylindre dans les grandes vitesses de rotation et empêche les déformations que l'on observe sur les diagrammes relevés avec l'indicateur Richard. En définitive ce dernier instrument est le plus satisfaisant sous tous les rapports.

Remarque. — Quel que soit Tindicateur que Ton emploie, il importe que les fiexions des ressorts soient parfaitement connues pour une pression donnée, car de là surtout dépend Texactitude (lu calcul. Aussi avant de se servir d'un indicateur, faut-il s'assurer que les ressorts ont conservé leur élasticité primitive, surtout avec les indicateurs Richard et Martin, Ja plus petite différence de flexion fausserait complètement les diagrammes, car l'erreur serait multipliée par 4 : ce nombre étant le rapport des bras de levier du crayon et du piston de l'instrument.

La vérification des ressorts se fait généralement à l'aide de poids calculés de manière à produire le même effet que des pressions de i, 2, 3 kilogrammes, etc., par centimètre carré de la surface du piston de l'instrument. A l'aide des flexions ainsi produites on trace une échelle que l'on compare à celle de l'instrument. On note la différence qui peut exister entre les deux échelles et l'on en tient compte dans le calcul du diagramme. Il peut arriver que le ressort ne travaille pas rigoureusement de la même manière par compression et par traction, il sera nécessaire de faire cette vérification et d'en tenir compte s'il y a des différences.

Indicateur Grosby. — L'indicateur Crosby est actuellement employé en France pour les machines à grande vitesse ; il a l'avantage d'être très léger tout en possédant une sensibilité et une précision remarquables.

Le cylindre à vapeur G et le support V du cylindre porte-papier sont ordinairement d'une seule pièce. La partie frottante du piston P porte 4 évidements rectangulaires /i, de 4 millimètres de profondeur, communiquant par des petits trous i, avec le bas du cylindre.

L'eau et les matières grasses sont retenues dans les évidements et favorisent l'étanchéité et le bon fonctionnement de l'organe. ♦

Le ressort R est double, c'est-à-dire formé de 2 spires qui sont réunies par le bas par une rotule F et dans le haut par une monture J vissée au couvercle B du cylindre.

La rotule s'engage clans le moyen du piston où elle est maintenue par la tige E. Celle-ci est creuse, son mouvement est transmis au crayon I par un parallélogramme qui diffère de celui de l'indicateur Martin en ce que la bielle directrice C est articulée sur la menotte ab au lieu de l'être sur le balancier g, ce dernier est d'ailleurs très long et donne une plus grande amplification du mouvement, ce qui permet d'employer des ressorts plus raides, diminuant les oscillations du piston et donnant une trajectoire plus droite.

Fig. 571.

Dans la paroi du cylindre, on a ménagé au-dessus du piston quelques trous t qui mettent la face supérieure du piston on communication avec l'atmosphère.

Le cylindre porte-papier H est monté comme à l'ordinaire au-dessus d'une poulie à gorge G qui reçoit le cordon conducteur.

Le ressort de rappel est un ressort à boudin à double spire S dont le pied est fixé sur la poulie G et la tète sur l'axe T. Avec ce dispositif, la tension de la ficelle est sensiblement la même pendant les deux courses, chose qui n'a pas lieu avec le ressort en spirale.

778 MACHINES A VAPEUR MAIUXES

Les détails de construction ont permis :

1° D'alléger de plus de moitié le poids des pièces mobiles ;

29 D'avoir une amplification plus grande du tracé permettant d'employer des ressorts plus raides tout en ayant un déplacement du crayon correspondant mieux avec une parallèle à l'axe du cylindre.

3® Le cylindre porte-papier est plus petit et par suite les courbes moins déformées dans le sens de la longueur.

L'indicateur Crosby a donné des courbes assez régulières sur des machines tournant à une vitesse de 650 tours par minute.

Soins à donner à rindicateur pour en assurer la conservation. —

La justesse des indications et la conservation de l'instrument dépendent essentiellement de son entretien. Après s'être servi de l'indicateur il sera nécessaire de le démonter afin de faire assécher le cylindre, le piston, etc., en un mot, toutes les pièces en cuivre ; les pièces en acier devront également être essuyées avec soin puis légèrement graissées avec de bonne huile d'olive.

Avant de se servir d'un indicateur, il faudra le démonter, laver le cylindre et le piston avec de bonne huile d'olive ou mieux avec de l'huile minérale lourde qui ne gomme pas; le plus petit corps étranger qui se trouverait dans le cylindre altérerait la précision des indications.

Placement de rindicateur suivant le système de machine. — Quel que soit le système de machine, l'indicateur doit être placé de manière à satisfaire aux conditions suivantes :

l'* Être placé le plus près possible du cylindre sur lequel on opère, afin que les pressions accusées par l'instrument se rapprochent le plus possible des pressions dans le cylindre au même instant.

2<* Comme on ne place habituellement qu'un indicateur par cylindre, et qu'on relève sur la même feuille de papier les diagrammes du haut et du bas, l'instrument doit pouvoir être mis en communication alternativement avec chacune des extrémités du cylindre à vapeur, car les deux diagrammes ne sont jamais identiques, les régulations étant différentes pour les deux courses.

3<* L'indicateur doit être facilement accessible pour que Ton puisse tracer le diagramme et changer la bande de papier sans courir les risques de se blesser.

4<* Le point d'attache du cordon doit être pris sur un crochet fixé à la tige du piston ou sur toute autre pièce ayant un mouvement scm6/a6/e à celui de cet organe; ce crochet doit être facilement accessible.

5*^ Il faut installer des poulies de retour en nombre limité, mais

RÉGULATION T79

pourtant sufisant pour que le cordon ne puisse être rencontré par aucune des pièces de la machine lorsque celle-ci fonctionne.

6® Les tuyaux qui mettent l'instrument en communication avec les deux extrémités du cylindre, doivent être d'un assez grand diamètre pour prévenir les étranglements de vapeur : 3 à 4 centimètres suffisent pour les divers indicateurs que nous avons décrits. Ces mêmes tuyaux ne doivent pas présenter de coudes trop brusques ; de plus ils doivent être garnis de feutre ou de tout autre corps mauvais conducteur de la chaleur afin d'éviter les condensations.

Il faut qu'à partir de la dernière poulie de retour; le cordon reste parallèle à la direction de la tige qui lui communique le mouvement, afin que pour des chemins égaux parcourus par le piston, le cylindre porte-papier se déroule de quantités proportionnelles.

Lorsque le cordon doit faire un coude, la poulie de retour doit être placée de telle sorte que le plan de sa gorge se trouve dans celui déterminé par les deux directions du cordon; cette précaution est indispensable pour que ledit cordon ne décapelle pas la poulie.

Avec l'indicateur de Paul Garnier, le cylindre porte-papier ne doit faire que 0,8 de tour à cause des targettes qui maintiennent le papier; de plus, le petit arbre Q sur lequel s'enroule la corde à boyau a un diamètre tel qu'il fait 10 tours pour un tour complet de la poulie à gorge. Il faudra par suite calculer le diamètre de la poulie à placer à l'extrémité de l'arbre Q pour que cette poulie ne fasse pas plus de 8 tours pour une course du crochet de commande.

Si nous désignons cette course par C et le diamètre de la poulie par D, nous aurons évidemment la relation suivante :

C zi: 8tîD d'où D = -71 — ou rrr- environ. 871 2o

Cette valeur de D est le diamètre minimum de la poulie. Si parmi les rechanges il ne s'en trouvait pas de ce diamètre, on prendrait celle du diamètre immédiatement supérieur.

La figure 572 représente le placement de l'indicateur Garnier sur une machine horizontale à bielles en retour.

K. Robinet à deux voies muni de trois tubulures S, S', S''. Le robinet de purge A de l'instrument est vissé sur la tubulure supérieure S et supporte l'indicateur. Le robinet H est généralement placé sur le parquet supérieur de la machine. Sur les tubulures S et S' sont montés les tuyaux t et t' qui aboutissent aux orifices du cylindre ; il existe parfois des robinets obturateurs à l'extrémité de ces tuyaux.

p et p'. Poulies de renvoi pour le passage du cordon "L de la poulie M, au point d'attache de ce cordon sur la tige du piston.

X. Crochet d'attache du cordon L. Ce crochet se prend généralement sur la tige supérieure afin qu'on puisse facilement accro-

Fig. 572 (Vue 1).

cher le cordon du parquet supérieur de la machine. Il convient du reste que ce crochet vienne aussi près que possible de Tinstrument quand le piston moteur est au bas de sa course, afin do diminuer la longueur totale du cordon et par suite restreindre l'allongement dû à son élasticité.

Réglage de rindicateur Qarnier. — Après avoir donné une tension convenable au ressort d'horlogerie destiné à rappeler le cylindre porte-papier, on passe la corde à boyau l et on lui fait faire un tour sur la poulie à gorge G après l'y avoir fixée, puis on fixe l'autre extrémité de cette corde dans le trou de l'arbre Q de manière que cette corde soit raide.

Le diamètre de la poulie M ayant été déterminé comme nous lavons indiqué plus haut, cette poulie sera montée sur Textrémité de l'arbre 0 et on y fixera l'extrémité du cordon L ; on fera faire une dizaine de tours à ce cordon autour de la poulie M> on passera l'extrémité libre sur les différentes poulies de renvoi. L'anneau destiné à se capeler sur le crochet X sera fixé sur le cordon L dans une position telle, que le crochet d'attache» étant dans sa position la plus rapprochée de l'indicateur, soit obligé de déterminer un petit mouvement du cylindre porte- papier pour pouvoir accrocher l'anneau.

Cela fait, on orientera la plate-forme J pour que la direction du cordon L soit parallèle aux joues de la poulie M ; puis on réglera la hauteur de la plate-forme sur la boite à ressort afin que le diagramme soit contenu tout entier sur la bande de papier.

REr.rLATIOX

Afin de a'artfiurer que le diamètre de la poulie M a été bien calculé, on allongera le cordon L à la main d'une quantité égale et même un peu supérieure à la course du crochet d'attache et on observera si le toc placé en dessous du cylindre porte-papier ne vient pas forcer sur le butoir de la plate-forme. Si ce dernier fait se produisait (ce que l'on verrait à la forte tension du cordon L) on remplacerait la poulie M par une autre d'un diamètre supérieur.

Fig. îi72 (vue 2).

Avec les grandes vitesses de rotation employées aujourd'hui, raccrochage direct du cordon sur la tige du piston moteur est une opération très difficile et dangereuse; au delà de iOO tours cet accrochage devient même impossible.

Pour éviter cet inconvénient, on réduit la course du crochet conducteur auquel on imprime un mouvement semblable à celui du piston. Cette réduction de course peut être obtenue de différentes manières : notamment en faisant conduire le cordon par le pied de la bielle d'un petit excentrique claveté soit sur l'arbre de couche soit sur l'arbre des tiroirs dans une position correspondante à celle de la grande manivelle fictive. Pour que les chemins

parcourus par le pied de cette bielle d'excentrique soient rigoureusement proportionnels à ceux parcourus par le piston moteur, il faut que le rapport entre le rayon du petit excentrique à sa bielle soit le même que celui de la grande manivelle à la grande bielle.

Ce procédé qui a été employé sur différentes machines est assez compliqué et présente quelques difficultés d'installations, aussi préfère-t-on employer l'un des moyens décrits ci-dessous.

La figure 573 représente l'installation d'un indicateur Richard ou Martin sur une machine horizontale.

L'instrument est monté sur son robinet de purge A et ce robinet est lui-même monté sur le robinet à deux voies R qui établit la communication de l'indicateur avec les deux extrémités du cylindre. Le cordon conducteur L du cylindre porte-papier s'accroche surla douille S qui glisse à frottement doux sur le guide g ; cette douille reçoit son mouvement du piston de la machine par l'intermédiaire d'un balancier articulé en K sur un support fixé aux bâtis. Le balancier est terminé à ses deux extrémités par des coulisses dans lesquelles glissent les boutons 0 et M; la longueur de ces coulisses est calculée de manière que dans les positions extrêmes des boutons 0 et M, elles embrassent encore ces boutons.

Le rapport entre les longueurs des bras KM et KO du balancier se calcule par la relation suivante :

KO Course du piston moteur.

— du développement de la poulie à gorge 0.

4f,jf\ M. Risbec sous-ingénieur des

A^^ ^ constructions navales a ima-

*Yy/' giné et appliqué sur un grand

Yjc nombre de navires, un petit

/>fK système articulé qui remplace

//l \\ le balancier OM en permettant

/ / ' \ \ de supprimer le guide (i et son

^ / ' !" \ roulisseau S. Cette installation

'/ / / 1 \ est représentée en simples traits

'^ II. w par la figure 574.

V ' Z'' / odkc et khma sont deux lo-

\ /| / sanges articulés et opposés par

' Y i / le sommet en K. Les côtés ak et

/ \ I / kh du petit losange ne sont que

\ / les prolongements des côtés kà

-J'. ^ — ^; 7 c^ ^^ d" grand; en d'autres

> termes, ad et hc sont des balan-

Fi^ ôî*- wers rigides pouvant osciller

RÉGULATION 783

autour du point fixe A*. Le point o est une articulation d'un collier fixé sur la tige T du piston moteur et en M se trouve le crochet sur lequel se fixe le cordon conducteur du cylindre porlo-papier.

On démontre facilement que lors du fonctionnement de la machine, la trajectoire du point M est parallèle à celle du point o et que les chemins parcourus par ces deux points sont constamment dans le rapport des côtés ak et kc de ces losanges.

En effet, considérons l'appareil dans la position indiquée en tirets alors que le point o est venu en o'. Dans une position quelconque du système, les diagonales ok et km! seront en ligne droite puisque ces diagonales sont les bissectrices des angles opposés par le sommet a'kb' et d'kc\

La similitude des triangles akm et cok donnent

flM KM