FONCTIONNEMENT

Prenons la mise en train à mi-course correspondant à la position de stop et indiquée parla figure 197. Si Ton abaisse le levier Z, la manivelle m' va s'élever, le point S restera fixe puisque la machine est encore immobile, le levier Q va s'élever et entraînera à l'aide de la bielle P les tiges des tiroirs à vapeur et à eau. L'admission de la vapeur v se faisant à la partie inférieure du cylindreCv sur la face inférieure du piston R qui va monter ainsi que le piston Ne hydraulique.

Le tiroir t hydraulique quand il a été déplacé par la première manœuvre du levier Z a mis les deux extrémités du cylindre hydraulique Ce en communication avec le réservoir à air L, de sorte que l'eau refoulée à la partie supérieure du cylindre Ce par le piston pe est venue dans L et oppose une résistance à l'action de la vapeur; avec la pression de l'air, il y a donc une résistance progressive qui évite l'emballement de la machine. L'eau passant par le réservoir L revient remplir le volume libre, laisse derrière le piston pe qui monte. Le degré d'ouverture des robinets I et K modère déjà les emballements de la mise en train. Le volume du réservoir L doit être calculé pour pouvoir recevoir le volume engendré par la tige du piston pe pendant une course, plus le volume réservé à l'air. Les pistons Pv et pe montant les bielles D actionnent l'arbre de relevage X, la manivelle m agissant sur la tringle US, le point R du levier RS étant fixé la tige P des tiroirs

s'abaisse et ceux-ci reprennent leur position de mî-course. Le tiroir T ferme l'introduction de la vapeur et le tiroir t intercepte la communication entre les deux extrémités du cylindre hydraulique.

La mise en train s'arrête et les secteurs de mise en marche ont été rappelés à la position qui convient pour le sens de la marche demandé.

Si Ton déplace le levier z de bas en haut sur la gauche, on obtient un mouvement inverse à l'arbre de relevage et par conséquent à la machine motrice. Lorsque Touverture des robinets L et K régulateurs d'eau est bien établie, on peut agir promptement sur le levier Z de manœuvre. Le défaut de ce mécanisme est de ne pas permettre à l'arbre de relevage de se fixer dans des positions intermédiaires permettant des variations dans celles des secteurs. La durée de l'introduction est donc toujours la même; il faut donc pour obtenir une variation, avoir un mécanisme spécial de détente au cylindre admetteur.

Dans le réservoir L, le but de la soupape de sûreté N est d'empêcher ce réservoir d'éclater par suite de son trop-plein, quand le piston hydraulique est au bas de sa course.

Pendant la course montante l'excès de l'eau est rejeté par cette soupape de sûreté, tandis que pendant la course descendante la quantité d'air utile s'introduit dans L par la soupape atmosphérique M ; par cette disposition, l'appareil règle de lui-même la quantité d'eau nécessaire.

Dans cette mise en train, l'eau n'a qu'un seul but, agissant à la fois sur les deux faces du piston pe du cylindre hydraulique; elle bloque l'arbre de relevage à une position déterminée en fermant le tiroir t hydraulique.

En cas d'avaries de la machine à vapeur, ou étant au mouillage, si on veut actionner la mise en train, on se sert d'une petite pompe Po à eau qui permet d'introduire alternativement l'eau sur chacune des faces du piston pe, par conséquent de déplacer l'arbre tde relevage ou de rappel des secteurs, de déterminer un déplacement des tiroirs dans un sens ou dans l'autre et d'opérer la mise en marche de la machine.

Sur le Brennus, il existe une petite différence dans la transmission du mouvement des pistons à l'arbre de relevage. Entre les deux cylindres la tige commune aux pistons est filetée d'un pas rapide, elle se Visse dans un écrou sur lequel viennent s'articuler les bielles B.

Mise en train da « Chasseloup » , da « Lanbat d et du « Priant » . — Les appareils moteurs de ces croiseurs ont été construits par les Forges et Chantiers de la Méditerranée; ils se composent de deux machines verticales à trois cylindres, un admetteur et deux détendeurs,

de diamètres croissants et de même course. La mise en train (fig. 198) actionne les coulisses de Stéphenson. L'ensemble du mécanismesecompose d'un petitmoteuràvapeurà deux cylindresc,

le pignon R engrenant avec une roue R' calée sur la tige d'une vis sans fin V engrenant avec une roue R" ; l'axe de cette vis sans fin et c' dont les bielles B et B' des deux pistons P et P' sont calées à 90<> et actionnent les manivelles M et M' d'un arbre A portant

à Tune de ses extrémités un palier de butée P', ne peut que tourner dans ce palier.

Sur Taxe A' de cette roue R" est calée la manivelle M^; sur cet arbre A' sont calées les manivelles de rappel des secteurs articulées aux bielles B' B" B'" correspondantes à chaque secteur ,

— S' S" S'" de chaque machine. Le mouvement du moteur de la mise en train est continu; la machine motrice commandée par celle de la mise en train passe donc successivement de la marche M à la marche A. Un cadran Ca avec aiguille indicatrice a indique que la machine est en M ou en R.

On peut manœuvrer cette mise en train à bras en agissant directement sur le volant Vo. Le robinet R^ permet, par sa manœuvre dans le sens de la marche voulue, de mettre en M ou en A, lorsque la machine est échauffée.

Mise en train STstème Bonjour appliquée sur la canonnière V « Ondine » ponressaiB et ensuite sur Ta Infemet» etlea Dnpetit-Thonars ».

— La machine motrice de VOndine se compose de deux cylindres verticaux compound , dont les manivelles M et M' sont calées à 90*. Le système de mise en train appliqué à cette machine es

Fig. 199. — Vues 1 et 2.

dû à M. Bonjour, ingénieur au Creusot ; elle se compose de deux pompes dont les axes sont inclinés à 45® et forment ensemble un angle de 90^ ces pompes reçoivent leur mouvement d'un seul excentrique calé à l'extrémité de Tarbre moteur ; c'est par la disposition particulière du refoulement de ces pompes sur les faces d'un petit piston commandant le tiroir de distribution à chaque cylindre de la machine que l'on obtient la régulation et les changements de marche.

Cette disposition supprime une grande partie des organes

employés actuellement aux changements de marche ; par conséquent, diminution des chances d'avaries et économie d'entretien pendant la marche. L'excentrique E qui conduit les pompes P et P', est à calage variable, il est placé sur le bout de l'arbre moteur; une rainure tracée sur l'arbre et inclinée par rapport à l'axe longitudinal fait tourner l'excentrique à l'aide d'une clavette que l'on enfonce dans la mortaise de l'arbre et dans une semblable rainure pratiquée dans le chariot de l'excentrique, c'est un décalage que l'on opère; le mécanisme qui commande cette clavette peut être une vis, ou le système d'un servo-moteur, mais le moyen quel qu'il soit ne présente aucune difficulté, chacune des pompes P et P' refoule dans des cylindres C et C agissant sur des pistons pi p/ commandant directement les tiges des tiroirs des cylindres moteurs C et C. On conçoit la nécessité que les pompes et les tuyaux de communication soient complètement privés d'air, il ne faut aucune élasticité, car par la moindre augmentation de résistance des tiroirs, cet air pourrait être comprimé et agir ensuite violemment; il y aurait donc à un moment donné cessation de conduite des tiroirs, puis mouvement précipité; une disposition spéciale de tuyautage de robinet et de réservoir permet de se servir de la même eau, de réparer les pertes inévitables et le retour de cette eau dans un réservoir spécial. Le schéma figure 199, permet de se rendre compte de l'installation qui a été faite sur ÏOndine. Les résultats ont été satisfaisants et cette mise en train doit être établie sur les cro'iseursDupetit-Thouars et Infemei,

Rapport de M. Bonjour, auteur du Bystôme et ingénieur au Creuset. TransmiBsion hydraulique aux tiroirs. — La solution de ce problème est intéressante pour tous les mécaniciens, elle prend une importance de premier ordre dans les applications aux grandes machines de la marine dont les cylindres multiples comportent pour chacun une distribution par secteur à deux excentriques ou une distribution Mazeline, elle est abandonnée presque totalement pour les machines à haute pression dont la manœuvre et le changement démarche doivent être rapides.

Malgré les quelques simplifications qu'on a pu apporter dans ces sortes de transmissions, tant qu'on s'en est tenu à des combinaisons cinématiques, il a été impossible d'échapper à une complication excessive , entraînant des difficultés considérables pour l'agrément de la machine, pour le graissage, et pour l'entretien des frais élevés , des chances d'avaries nécessitant un personnel nombreux et qui doit être très exercé pour se mouvoir sans trop de grands risques dans les emplacements étroits, encombrés par tout cet attirail.

Les dispositifs imaginés par M. Bonjour, ont pour but de modifier dans une mesure très large ces transmissions si complètes et

si volumineuses et de les remplacer par de simples tuyaux que parcourt un fluide incompressible. En un point quelconque de l'arbre moteur est monté un excentrique, lequel suffît à lui seul pour donner la distribution à un nombre quelconque de cylindres. Supposons d'abord qu'il ne s'agisse que d'un seul cylindre (flg. 200) ; l'excentrique mettra en mouvement une pompe foulante

Pig. 200.

dite génératrice, laquelle comprimera le liquide et l'enverra par un tuyau sous un piston appelé récepteur et monté sur la tige du tiroir. L'ensemble de la transmission étant supposé sans fuite ni dilatation, les mouvements du tiroir suivront exactement ceux du piston générateur et la distribution se fera comme avec un excentrique à connexion directe, le liquide renfermé remplaçant exactement l'action de la bielle d'un excentrique ordinaire. Mais il est indispensable de parer aux eCTetis des fuites et des dilatations, et c'est ici que se montrent le soin et l'ingéniosité que l'in-

venteur apporte dans l'étude de ces questions, l'un des nombreux dispositifs qu'il propose est représenté parles schémas 1, 2, 3, 4, 5, qui nous serviront à en expliquer le principe et le fonctionnement.

L'excentrique M monté sur l'arbre moteur actionne le piston générateur Ajà'double effet ; par les tuyaux EE, E', E^, les fonds du cylindre générateur sont réunis à ceux du récepteur B dont le piston est fixé sur la tige du tiroir de distribution.

Le cylindrejgénérateur A est immergé dans un réservoir GG plein de liquide avec lequel il communique par les trous DD percés surtout son pourtour; grâce à ces orifices, dits d'enclenchement,

que le piston A découvre à fin de course, le cylindre se maintient toujours plein de liquide. Le cylindre récepteur B présente une disposition analogue ; il est percé en son milieu d'une série de trous GG, dits orifices de libération, qui sont découverts par le piston à chaque fin de course. Ges orifices communiquent avec la décharge F qui ramène le liquide au réservoir GG. Le volume engendré par le piston générateur étant un peu plus grand que celui engendré par le piston récepteur, on voit qu'il s'établira une circulation continue de l'un à l'autre, le liquide en excédent étant à chaque coup de piston ramené au réservoir GG ; de plus, les fuites seront constamment réparées et les excursions du tiroir exactement limitées. La course sera constante. Le changement de marche et les variations de la détente s'obtiennent facilement ; il suffit, suivant un principe bien connu, de modifier la position de l'excentrique M sur Tarbre, c'està-dire de modifier l'angle de calage. Soit o (fig. 202) la position du centre de l'excentricité, la manivelle étant en MH, pour la marche Fig. 202. en avant avec l'admission maxima, si nous

reportons le centre d'excentricité au point 6 symétrique de a par rapporta MH, nous obtiendrons la marche JR, dans des conditions analogues de distribution. Si au moyen d'un des dispositifs employés pour le décalage de l'excentrique, celui du servo-moteur ou d'un secteur, nous fixons successivement le centre d'excentricité aux différents points de la corde a6, nous obtiendrons les divers degrés de détente, soit dans la marche avant, soit dans la marche arrière ^omme avec la coulisse. L'idée d'opérer le changement de marche et la variation de la détente par une manœuvre hydraulique est fort séduisante par sa simplicité et la nouvelle application sur des grands croiseurs, fera connaître d'une façon décisive les avantages pratiques que l'on peut obtenir d'une disposition aussi simple. Nous avons supposé dans ce qui précède que le système était appliqué sur une machine à un seul cylindre; mais il s'adapte avec la plus grande simplicité, au cas de deux, trois cylindres ou davantage; il suffît de relier au collier de l'excentrique un nombre de pompes génératrices égal à celui des cylindres ; l'excentrique étant, par exemple, monté en bout d'arbre, n'aura que des proportions minimes et les tuyaux de communication se logeront le long des bâtis ; le mécanisme principal de la machine sera complètement dégagé et accessible de toutes parts, ce qui en rendra singulièrement facile la surveillance, l'entretien et le graissage. C'est dans ces conditions, comme l'indique le schéma que nous avons tracé, que le système a été appliqué à titre d'essai à la machine compound à deux cylindres du bateau Ondine du port de Lorient.

DESCRIPTION DES MACHINES 2i87

Les expériences sont toutes récentes, elles ont été faites à Lorient sous le contrôle des ingénieurs de la marine. Ces expériences paraissent avoir complètement réussi; la machine s*est bien comportée, aussi bien au point fixe qu'en marche libre et même par gros temps.

Les diagrammes relevés, ci-joints, montrent d'abord que la distribution s'est opérée avec régularité complète. Au moment où ils ont été relevés, la machine marchait à l'allure ci-après :

Nombre de tours par minute 158

Pression effective à l'arrivée de vapeur. ... 4 kg.

Pression au recel ver 0>«,150.

Pression moyenne au petit cylindre lk«,840

Pression au grand cylindre 0>«,710

Puissance Indiquée ( au peUt cylindre . . . . 92,5 chev. i^u«oaui.c 1UU14UCC ^ ^^ grand cylindre . . . 93.9 chev.

Total 186,4 chev.

ces résultats sont fort remarquables.

11 se passe d'ailleurs dans ces transmissions hydrauliques des effets inattendus et qui méritent l'attention : la colonne liquide atteint par instant des vitesses considérables et qui varient avec une grande rapidité, néanmoins les mouvements sont réguliers et s'accomplissent avec douceur.

DîTers Bystàmes. — Le système que nous venons d'examiner semble présenter des avantages importants en ce qui concerne la simplification des mécanismes. Au point de vue de la distribution les mouvements imprimés au tiroir ne diffèrent pas de ceux que fournit la commande ordinaire par barres d'excentrique avec ou sans coulisse; la colonne liquide sous pression remplit exactement le rôle des pièces de transmission solides sans modifier les relations ordinaires entre les déplacements des organes de commande et des organes commandés.

Parmi ces conditions, il en est une qui entraîne des inconvénients fort sérieux : la distribution par tiroir simple et excentrique circulaire ne s'accommode pas avec des détentes prolongées; aux admissions restreintes correspondent forcément des grandes avances et des compressions inacceptables. Mais il est possible, avec les transmissions hydrauliques, d'échapper à ces difficultés; il suffit, sur le trajet de la colonne, d'intercaler une petite distribution qui puisse, au moment voulu, faire tomber la pression du liquide et par conséquent arrêter le mouvement du tiroir; c'est une application du déclenchement hydraulique que nous allons indiquer. Cette distribution auxiliaire étant fort légère peut être mise sous la dépendance du régulateur. La

figure 203 représente une des combinaisons nombreuses imaginées pour cet objet par M. Bonjour. Le récepteur est constitué par deux pistons différents BB solidaires Tun de l'autre; le liquide sous pression est envoyé par les conduits E dans les boites de distribution DD et délivré successivement aux deux faces des pistons par les distributeurs oscillants FF, l'échappement se fait par le creux de ces distributeurs ainsi que par les orifices de

Fig. 203.

libération ce. L'aire a du piston récepteur étant beaucoup plus grande que l'aire annulaire 6, le retour se fait avec une grande rapidité de manière à couper brusquement l'admission de vapeur. Les différents systèmes que nous venons de décrire comportent, soit par eux-mêmes, soit par leurs combinaisons avec des mécanismes ordinaires, un nombre infini de variétés. Nous ne saurions toutes les examiner; ce que nous avons dit suffira pour faire apprécier la fécondité des principes proposés par M. Bonjour et les développements qu'ils paraissent susceptibles de prendre.

DECLENCHEMENT HYDRAULIQUE

Les premiers essais de ce dispositif datent de 1890. En voici le principe. Imaginons une machine Corliss à quatre distributeurs; les distributeurs d'échappement sont sous l'action d'un excentrique, agissant par l'intermédiaire d'une transmission dermochronique. La commande des distributeurs d'admission est faite, au contraire, par un dispositif à déclenchement. Dans les types ordinaires, ce déclenchement est obtenu à l'aide d'organes solides; à cet effet, le distributeur est sollicité par une force de rappel, un ressort par exemple, qui tend constamment à le rappeler à la position de fermeture; l'ouverture du distributeur est donnée par une transmission prise sur l'excentrique, laquelle lorsqu'elle agit

refoule le ressort de rappel; cette transmission est brisée en deux parties qui peuvent être rendues solidaires ou indépendantes; la solidarité est réalisée par l'enclenchement de deux touches en acier; quand ces touches viennent à manquer, la solidarité est rompue et le distributeur est brusquement ramené à la fermeture par le ressort de rappel; la position du point de déclenchement est sous la dépendance du régulateur. C'est ce système de déclenchement mécanique que M. Bonjour remplace par un déclenchement hydraulique. La transmission entre l'excentrique et le

distributeur est faite par une bielle en deux parties (fig. 204) lesquelles se terminent, l'une par un fourreau, Tautre par un piston entrant dans ce fourreau; Tintervalle entre le piston et le fond du fourreau est plein de liquide, lequel résiste par son incompressibilité à la poussée produite par l'excentrique et détermine ainsi l'ouverture du distributeur; mais à un point donné du parcours, un robinet s'ouvre dans le fond du fourreau; le liquide s'échappe, la force de rappel agit seule et ramène le distributeur à la position de fermeture.

Des combinaisons cinématique^ fort élégantes mettent ce robinet sous la dépendance de ce régulateur, ce qui fait varier la délente à la demande du travail imposé au moteur. Les chocs entre organes solides, si fâcheux dans les commandes par déclenchement, sont ainsi évités, ce qui permet d'abord les allures beaucoup plus rapides.