MACHINES LOCOMOTIVES DE TYPES ET D'EMPLOIS DIFFÉRENTS

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' En considération des principes généraux énoncés à la fin du chapitre précédent, les ingénieurs-constructeurs de locomotives sont arrivés à produire des machines * de systèmes très-divers, et parmi lesquels on reconnaît d*abord les points caractéristiques suivants :

1^ Le nombre de paires de roues, leur diamètre et leur répartition par rapport à l'ensemble de la machine ;

3° L'isolement de l'essieu moteur, ou sa connexion avec Tun des autres ou avec tous;

3^ La position des cylindres, horizontaux ou inclinés, placés à l'intérieur ou à l'extérieur du cadre qui porte la machine;

4^ Enfin la puissance même de la machine, caractérisée surtout par l'étendue pUn ou moins grande de sa surface de chauffe.

Ainsi qu'on l'a expliqué ci-dessus, la même machine ne pouvant pas posséder les propriétés réunies de vitesse et de puissance de traction au plus haut degré, les modifications essentielles qui distinguent une machine d'une autre donnent lieu à quatre classes principales de machines, appliquées à des services différents, et qui sont désignées ainsi :

1^ Les machines dites à voyageurs, qui sont destinées au service à grande vitesse, ' susceptibles d'atteindre depuis 40 jusqu'à 100 kilomètres à l'heure, et dans lesquelles la puissance motrice se traduit en vitesse au détriment de la traction qui est comparativement peu élevée. Cette traduction est opérée en donnant aux roues motrices un très-grand diamètre, en rapport avec la vitesse à atteindre, de fiiçon à restreindre le nombre de pulsations du mécanisme à l'unité de temps. L'essieu moteur se trouve isolé des autres, dont les roues ont alors un plus faible diamètre. Ces machines entraînent des convois de voyageurs qui peuvent comprendre de quinze h vingt voitures, en service ordinaire, lorsque la vitesse ne dépasse pas 40 à 50 kilomètres; mais qui se réduisent à sept ou huit, même avec les machines les plus puissantes, quand la vitesse atteint 80 à 100;

^^ Les machines dites à mardiandises, avec lesquelles on utilise la puissance en forte traction, mais en se bornant à une vitesse de 20 à 30 kilomètres à l'heure, u. 27

Pour cela, leurs roues sont petites, d'égal diamètre et accouplées pour les rendre toutes motrices, afin d'utiliser le poids total de la machine pour Fadhérence ;

3^ Les machines mixtes, qui sont appelées à faire un service intermédiaire et à entraîner des trains plus ou moins chargés, de voyageurs et de marchandises, mais h des vitesses dépassant peu AK kilomètres à llieure. Ce qui les distingue, comme structure extérieure, c'est que deux de leurs essieux sont moteurs et les roues correspondantes de diamètre égal. Aujourd'hui les machines mixtes sont d'un emploi très-fréquent, car pour les vitesses moyennes, <|ue Ton ne peut pas dépasser sur les lignes dont les stations sont fréquentes, elles offrent l'avantage de leur puissante adhérence et permettent d'entraîner des convois de voyageurs trèsconsidérables, sans avoir recours, aussi fréquemment qu'il y a quelques années, h remploi de deux machines pour le même train;

4° Les machines dites h forte rampe, ou machines Engerth, du nom de l'ingénieur qui en fit le premier l'application. Ce sont des machines qui sont combinées pour le plus grand effort de traction possible, et qui, participant en cela du système à marchandises, en diffèrent néanmoins dans leur structure par des points que nous ferons connaître.

En dehors de ces quatre classes principales, il existe aussi les machines-tender, dans lesquelles le tender ou chariot d'approvisionnement d'eau et de combustible, ^constituant un véhicule séparé pour les autres machînest est supprimé dans celles-ci qui portent elles-mêmes leur approvisionnement. Ce système, appliqué déjà depuis longtemps, a reçu, dans ces dernières années, une extension considérable. Il est vrai que ces machines sont d'un uçage très-commode pour le service des lignes à faibles parcours, et d'un maniement facile pour les manœuvres. Comme c'est une machine de. ce système que nous décrivons plus lohi dans tous ses détails, nous n'ajouterons rien à leur sujet, quant à présent.

Nous allons examiner quelques types des quatre classes, en produisant seulement le tracé géométrique de leur structure. Il suffira pour cela de se rappeler là désignation de leurs parties principales, qui sont :

La boite à feu renfermant le coffre du foyer;

Le corps cylindrique ou tubulaire ;

La botte à fumée ;

Le réservoir de prise de vapeur;

f^ cadre, formé des longerons et des traverses extrêmes, et qui réunit la chau* dière avec le mécanisme, en même temps que s'y rattachent les essieux par lesquels l'ensemble de la machine repose sur la voie.

MACHINKS A VOTAGKUBS.

Typb avec ESSIEU A l'arrière DE LA BOITE A PEU. — Les premières machiaes qui furent mises en circulation sur nos chemins de fer étaient de làiUe puissance et construites assez sensiblement sur le principe de celle de Stephenson,

MACBINES A VOYAGEURS. 311

dont on a vu précédemmeat un« irrage. (fig. 119). Le pen «le dimension de ces locômotbes permettait de les faire reposer seulement sur quatre roues, dont les essieux étaient nécessairement pinces entre le corfre du foyer et la bollc à feu. Hais bienidt, par la nécessité d'établir des machines plus puissantes (ce qui conduisait h augmenter la surface de chauffe, et, de toute façon, le poids total de Tappareil), on conslniisit des machines i six roues dans lesquelles un troisième essieu se trouTait en arrière du foyer. Plusieurs conslrnctcur», parmi lesquels on pourrait citer MM. Sharp, Roberis, Stef^ienson, Gavé, etc., ont exécuté de semblables machines aVant 1839 et 1840.

Néanmoins les anciennes locomotives à quatre roues conliniiaient de circuler sur les chemins français, lorsque survint le terrible accident du 8 mai 1842, sur le chemin de fer de Versailles (rive gaucbe), et dont la cause est altribunble à la rupture de l'essieu moteur de la machine du système h quatre roues, et qui sortît immédiatement de la voie, ne possédant plus qu'un essieu pour la supporter et la maintenir.

Depuis lors, malgré l'avantage que présente le système à qnatre roues pour le passage des courbes, on crut prudent d'y renoncer, et les machines à six roues, dont la disposition est justifiée par l'augmenlalion toujours croissante des dimensions et du poids, furent exclusivemeni adoptées.

Comme type assez récent de ces machines h voyageurs, nous devons faire connaître celle du chemin de fer de Lyon, construite en 18S6 dans les établissements de MM. Cail et C*.

- lA Ag. ns npréamle la dUponUoD ginénte de cette machine, avec les iltfnensiiHig principales. '- . .

^s cylindres a vapeur sont exlèriewrs, c'est-à-dire fixés en dehors du cadre, et communiquent respectivement avec chaque roue motrice, qui porte directement le bouton sur lequel s'assemble la bielle. Cette disposition, appliquée dans l'origine par R. Stephenson, avait pour but principal la suppression de l'essieu coudé, qui est d'une exécution difQctle pour l'obtenir avec toute la solidité nécessaire, mais dont l'emploi est forcé lorsque les cylindres sont placés à Tintérieur des roues; elle est très-répandue aujourd'hui, bien qu'on lui préfère le mode à cylindres intérieurs, qui conserve mieux la stabilité de la machine, et qui est rendue plus facile maintenant qu'autrefois^ par les progrès accomplis dans la fabrication des arbres coudés.

Celte machine est établie dans les conditions suivantes :

Ipar les tubes 83" *» 60

par le foyer 6 78

totale.. 90 28

Nombre des tubes ; « 156

Diamètre des pistons 0"400

Course id 0 600

Diamètre des roues motrices 1 810

Poids total de la machine à vide «WOO kil.

Id. id. en marche 28860

Charge, en marche, sur Tessieu d'avant 12340

Id. id. moteur 12640

Id. id. d'arrière 3580

Vitesse, par minute, des roues motrices, pour 60 kilomètres à l'heure 178,8 tours.

L*aspecl du tracé de celte machine et la répartition de son poids sur les trois essieux permettent d*apprécier les conditions recherchées pour sou établissement, et pour celles du même genre.

En principe, on doit chercher à éviter les porte-à-faux, et pour y réussir complètement il faudrait pouvoir placer les principales masses extrêmes entre deux paires de roues. Mais cela n'est pas possible ici à l'égard des cylindres, car pour disposer uûe paire de roues en avant d'eux, et reculer néanmoins assez l'essieu moteur, dans la limite indiquée par la botte à fqu, pour laisser à la bielle une longueur suffisante, la distance de ces deux paires de roues ne permettrait plus, à cause du passage des courbes, d'ajouter une iroisième paire de roues, et la botte à feu retomberait en porte-à-faux.

On dispose alors la première paire de roues en arrière des cylindres, mais le plus près possible, et la troisième en arrière du foyer; la distance des roues extrêmes, à leur point de tangence avec les rails, est ainsi réduite à 4"" 49. Mais par la position môme des trois paires de roues et par la résistance des ressorts de suspension qui leur sont appliqués, on s'est arrangé pour que.ia plus grande partie du poids repose sur les deux essieux d'avant, et la principale sur Tessieu moteur. . : . - .