DU FIIOTTEHEMT. OU DE LA RESISTANCE PASSIVE

ARTICLE PREMIER

DÛ FROTTEMENT DES MACHINES ISOJiÉES.

§ I. Des divers modes de détermination.

. Après avoir déterminé la résistance qu'opposent les objets à mouvoir ^ U convenait de connaître aussi la résistance passive propre aux moteurs (|ué nous avons à employer ; car ce n'est que le surplus de leur force, au-delà de ce qu'il leur feut pour se mouvoir eux-mêmes, que ces moteurs peuvent appliquer au hallage des fardeaux. .

Le frottement d'une machine locomotive est la résistance propre de cetle machine au mouvement.. C'est la force qu'il faut lui appliquer pour vaincre tous. les frottemens qui s'opposent à sa progression, dans . le moment où elle exécute le tirage d'un train. Dans l'instant qu'elle «xerte cette traction, il lui faut évidemment, i**. une certaine force pour faire avancer le train, ou vaincre la résistance de tous les chariots chargés; et 2*. uHe autre force pour se pousser elle-même en surmon-

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tant ses propres frottenietis. C'est cette seconde force y celle qui pousse la machine, qui est le frottement de cette machine , ou plutôt qui est égale an frottement de cçUe machiiïe / tafidis que la première est lai résistance de la c/^rge , et que Tenseipble des deux forces constitue la force totale appliquée par le moteur.

, Xa force nécessaire pour mouvoir une machine locomotive diffère selon trois circonstances diffërentes.

i\ Si la vapeur reste enfermée dans la chaudière sans avoir aucun accès ou sans exercer aucune pression sur le.mécaAisme^ de sorte que la progression de la machine soit produite par un agent extérieur , là machine ne tirant d^ailleurs aucune charge.

a*« Si .la vapeur est l'agent qui produit le mouveknent ;• mais que, comme dans le premier premier cas, aucun train ne soit attaché à la machine.

3^ Si la machine ne peut se mouvoir sans tirer après elle tin fardeau dont la résistance , créant un surcroît de pression sur toutes les parties du mécanisme^ doit nécessairement accroître le^frottèment sur- chacun des joints^ et ainsi la résistance totale de la machine. ^ ^ '

La différence -entre le premier et le second cas ne peut être très grande; car dans les deux circonstances la charge de la machine reste la même y n'étant autre chose que son propre poids. En ou-^ tre> quel que soit le mbyen qui la fait mouvoir,, elle avance; ainsi à chaque taur de ttme il y a

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une révolotion complète, et ainsi un frottement complet de tout le mécanisme. La vapeur aurait appliqué , pour faire mouvoir la machine , une ceiv taine force. Cette forc^ aurait produit des pressions et par conséquent des frôttemens proportioimék sur tous les points comprimés , comme sur la manivelle de Fessîeu et sur tous les joints mouvans en gétiéral. Or ,- dès que nous faisons avancer la mar chine, nous appliquons une force égale à eelle qu'aurait appliquée la vapeur. Ainsi nous prodai-* sons et sur la 'manivelle et sur tous les joints la même pression et par conséquent le même frotte-^ ment qu'y aurait produit la force due à la vapeur. De tous ces joints ou centrés de pression., il n'y a donc que ceux sur lesquels la .vapeur agit d'une façon directe et particulière , qui cessent ' d'être' comprima également dans les deux cas. Ces partîts étant pressées fortement l'une contre l'antre lorsque la vapeur est admise dans les cylindres , cessent d'éprouver cette pression , et par conséquent ont* incontestablement un frottement moindre, quand la vapeur n'a pas de part à la création du mouve^ ment. Mais ces parties sur lesquelles la .vapeur exerce une pression directe , se réduisent aux deux tiroirs.* . .

La surface du tiroir, sur laquelle s'exerce la pression de la vapeur , est en général de 7'''' ^ sur 6, ou 45 pouces quarrés. C'est doncgô pouces quarrés pou;: les deux tiroirs ensenible. Lorsque nous parlons de la machine se mouvant seule , et san3 tirer

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après elle aucun train , nous nç pouvons supposer que la pression de la vapeur dans la chaudière ait besoin detre h plus dé lo Ibs. Nous verrons par ■expérience qu'elle peut n'être que de 4 ^^ 5 Ibs, La pression exercée par la valeur sur lestiroirs est donc au plus de. 900 Ibs. Ainsi en prenant (i) le frottement du fer sur fer avec enduit et poli à -^ de la pression I ce serait un frottement de 90 Ibs. Mais on sait que l^s résistances effectives en divers, points d'une machine^ sont en raison des vitesses auxquelles ces parties doivent semouvoir. Le tiroir ne se meut que de 3 pouces par coup de piston> ou de ^ pied par tour de roue; c'est^i-rdire ne parcourt que ~ pied > quand la machine ayant une roue de 5 pieds> avancé de. 1 5^,71'. Le frottement du tiroir I considéré comme s'opposant au mouvement de la machine X ne crée donc qu'une résis-

tanoé définitive de ——-p — -f ou 3 Ibs environ. D'où

l'on voit que l'on peut.regarder dans la pratique le froftément|, déterminé soit.dans le premier cas soit dans le second ^ ço^ime étant le vrai frottement de la machine lorsqu'elle né tire aucune charge.

Quant à la différence entre ces deux premiers cas et le troisième , on sait que le. frottement est toujours en raison directe de la pressioû. Or, il est évi»dent que les pressions qui ont lieu sur les parties

(i) D'après les expériences de Coulomb sur Ta résistance des surfaces.

frottantes de la machine y varient en proportion de la charge quelle tire. Cette loi est vraie , pourvu qu'oncoinprenne c(Hnaie faisant partie de la charge le poids de la machine locomotive elle-même. Les' seules parties qui fassent exception, à jcette loi sont : lé piston y qui reste dans tous les cas serré de la même manière , la vapeur n'ayant pas accès dans son intérieur; le tiroir r ^^^^^ 1^ frottement varie avec la pression dans la chaudière, qui ne dépend que secondairement de la charge; et enfin les ^* centriques , dont lefrottement suit celuides tiroirs* Toutes les auti^s parties de la maehine isont assur jet lies à la règle énoncée plus haut. La principale pression a lieu sur la coudure de Fessieu;:€t celle* là est en stricte proportion de la charge. •

Il j aura donc une considérable différejtfce entre le frottement de la machine sans charge et celui de la machine chargée. C'est à Texpérience . que itous aurons recours pour en fixer la détermination. ' Nous allons d'abord chercher à connaître le. frotr temen't de la machine prise isolé!çnent ; puis nous reviendrons sur la seconde partie du problèmei qui consiste à déterminer l'influence de la charge sur ce frottement. Alors nous aurons tè moyen de calculer la résistance passive des locomotives en

toute circonstance.

§ :i. Frottement des machines déterminé par la

moindre pression. .

Les réflexions développées plus haut, ettenâaiit