MOTIFS DE LÀ DISPOSITION

Dans le vaste réseau de lignes ferrées qui couvrira dans un temps très-prochain la Péninsule italienne, il se trouve une section, de Bologne à Pistoîa, qui offre des difficultés sérieuses à cause de la traversée des Apennins. De Bologne, ki ligne présente des rampes de 8 à 9 millimètres par mètre sur une étendue de 58 kilomètres, et de là atteint le point culminant par une rampe de 18 millimètres sur une étendue de plus de 43 kilomètres. A la descente, sur le versant opposé, se présente une pente descendante de 28 millim.ètres» pendant 23 kilomètres, qui s'étend jusqu'à Pistoîa.

A ces conditions difficiles de rampes si prononcées se joignent des courbes de faible rayon, de 300 mètres seulement, ce qui est pour ainsi dire inhérent à la configuration des monMgnes,qui pbligent à faire des détours subiis et nombreux pour trouver le développement nécessaire à la ligne.

D'après cet état de choses, on a posé les conditions suivantes pour la constructiou des machines locomotives appelées à circuler sur cette ligne accidentée :

« Construire un appareil capable de remorquer de 100 à 110 tonnes par les plus mauvais temps, et 150 tonnes avec des conditions climatériques favorables, sur la rampe de â8 millimètres, ladite rampe, qui a 23 kilomètres 1/2 de longueur, devant être franchie en deux heures par les trains de mi^rchandises, el en une heure el demie, soit 16 kilomètres à l'heure, par les trains mixtes ;

a Combiner l'appareil de telle .sorte qu'il accomplisse le travaUprécité sans qu'on emploie son maximum de puissance, et sans qu'aucuifde ses essieux soit diargé de plus de douze tonnes. »

Sans vouloir çnlrer dans le détail de l'examen criUque des syslèmes de macbmes existants auquel M. Beugnio4 s'est livré, pour eherehan'iteréimideirt plus ouinoim aux conditions du programme, voici le prqjet auquel cet ingénieur s!est arfêté :

Machine locomotive à généraieur d'une très -grande étendue de surface de efaauffoy portée sur huit roues coupldet, mais dont les eBsîeuK «ont onàniMi pour (hcillter le passage des courbes; tender Indëpe.ndant sur lequel il est néanmoins possible de reporter une partie du poida de la machine, et dont le poids propre,

très-considérable^ est utilisé par son inertie^ à Taicle du frein qui s'y trouve appliqué, pendant la descente des rampes.

C*est sur ces bases principales qu*onl été construites les machines, la Rampe et la Courbe, dont la première, qui est représentée sur la planche 41, n*a pas moins de 173 mètres carrés de surface de chauffe et 48000 kilogrammes de poids adhérent^ après élimination même de la partie du poids reportée sur le tender, et qui pourrait, comme nous allons le montrer, être utilisée, mais dans (Te moins bonnes conditions, pour Tadhérence.

Nous allons expliquer le^ dispositions principales de cette machine, en insistant plus spécialement sur les points qui lui sont particuliers.

ENSEMBLE DE LA CONSTRUCTION

La fig. 1 de la pi. 41 est une coupe longitudinale de la machine, la Rampe^ faite sui Taxe du générateur, et qui permet d'apercevoir la liaison de la machine avec le tender, dont on n'a pu représenter que le premier essieu ;

La tîg. 2 en est un deipi-plan, le générateur enlevé, et montrant principaleiïicnt la disposition du train de roues.

FoTER, CORPS TABULAIRE ET BOÎTE A FUMÉE. — Ccs trois orgRUcs pHncipaux nc diffèrént pas, en principe, des machines ordinaires, si ce n'est par leurs grandes proportions.

Le corps tubulaire A a 1^,48 de diamètre et renferme 222 tubes a de 4'",80 de longueur. Il porte, vers son milieu, le dôme B, à l'intérieur duquel s'ouvre le conduit G d'introduction de vapeur, qurse bifurque, dans la boite à fumé^, en deux branches C dirigées sur les boites des tiroirs. Ce dôme, qui est surmonté d'une soupape de sûreté^ est enveloppé d'une chemise en tôle mince b et d'un sablier e, duquel partent deux conduits extérieurs qui viennent se terminer devant les deux roues centrales, afin de répandre du sable devant l'une d'elles, suivant le sens de la marche, si l'état de la voie le réclame; on saft que le sabUer doit être placé, autant que possible, près d'une partie très-chaude, de façon à lui conserver un état de sécheresse qui rend son écoulement plus facile.

Le foyer est remarquable par sa grande dimension générale; comme il est entièrement reporté en arrière de la dernière paire de roues, sa. largeur intérieure a pu être rendue égale à celle même de la voie.

La botte à fumée D^ en raison de la position des cylindres, est très-vaste, et la cheminée E, dont la hauteur totale est, comme on lô sait, limitée par celle des ouvrages d'art de la ligne, dépasse peu extérieurement, mais pénètre au contraire à rintérieur et vient s'ouvrir en entonnoir au-dessus«de la tuyère d'échappement F.

Ce dernier organe, dont les fonctions ont été expliquées précédemment^ offre ici un mode particulier de réglementation. Au lieu de clapets à charnière, son orifice supérieur est muni intérieurement d'un bec conique creux d, qui se meut verticalement par un mécanisme à portée du machiniste^ et qui, à son maximum d'élé-

vatiou, peut réduire l'ouverture de la buse jusqu'à la sienne {>ropre, imais non jus» qu'à la fermer complètement.

Cylindres et distribution. — La disposition des cylindres à \apenr G se distingue complètement des autres machines locomotives. Comme ils sont très-grands, et qu'il eût été dangereux, pour la stabilité, de les mettre à l'extérieur, mais que leur diamètre s'oppose également à ce qu'ils soient compris entre les roues, l'auteur a imaginé de les placer dans l'axe même de ces dernières; il fallait alors renverser le mécanisme habituel, c'est-à-dire faire sortir la tige du piston par l'avant-bout du cylindre et trouver ensuite le moyen de la rattacher à l'essieu moteur.

A cet effets la tige H, qui est forgée de la même piècç que la masse du piston, esl assemblée avec une Iraverse en fer H^ dont les extrémités, guidées dans des glissières e, sont munies de bielles I, lesquelles^ revenant vers l'arrière, vont attaquer le premier essieu J, qui devient celui moteur; les cylindres sont légèrement inclinés, de façon à relier plus facilement le mécanisme des glissières avec la traverse du châssis. '

Cet arbre, qui reçoit ainsi son mouvement de quatre bielles, forme d'abord deux coudes d'équerre, comme à l'ordinaire, puis il est muni à ses extrémités de manivelles supplémentaires f, rapportées, et placées en concordance parfaite avec le coude correspondant.

Les bottes des tiroirs sont reportées exactement à la partie supérieure des cylindres et tout à fait horizontales. Les tiroirs sont commandés par le mécanisme ordinaire à double excentrique et coulisse de changement de marche. Les excentriques g sont montés sur l'arbre moteur J, entre la boite à graisse du châssis extérieur et la manivelle f; leui: relation avec le tiroir est établie par la coulisse h et par une bielle de renvoi en retour i, qui est assemblée avec une pièce guidée;, laquelle se relie directement à la tige du tiroir par une branche d'équerre destinée à racheter la différence d'axe.

Indiquons, pour mémoire, l'axe horizontal k, sur lequel est monté le levier de changement de marche, et muni du contre-poids k\

Disposition des châssis et du mécanjsiib des essieux. — Cette partie de la machine est la plus caractéristique de sa composition. Pour obéir au passage des courbes de faible rayon les essieux sont mobilisés, mais non pas en se prêtant à la disposition angulaire des rayons de courbure, ce qui conduirait à faire fléchir les longerons du châssis, mais bien en se déplaçant transversalement, sans cesser de rester parallèles entre eux. Nous allons expliquer l'ingénieuse disposition à l'aide de laquelle l'auteur y est parvenu.

L'ensemble du générateur et des cylindres est rattaché à un châssis extérieur K, complètement rigide, et par lequel, comme avec les machines ordinaires, se transmettent les efforts de traction jen montant, et qui résiste à la poussée du train en descendant; ce châssis repose^sur les quatre essieux J, i\ P et J^ qui sont montés, suivant la disposition habituelle, par leurs collets tournants dans les bottes à graisse L, avec chacun deux ressorts de suspension correspondants , placés extérieurement contre les flancs de la chaudière.

Hais, outre cela, les essieux poi-lcnl, à l'intérieur des roues, un deuxième collet avec coussinet, et sont en quelque sorle reliés deux A deux, et de chaque cAté, par quatre plaques de garde H et M', sur lesquelles le corps de chaudière s'appuie, par des pivots à rotule l, et fait supporter une partie de son poids aux collets intérieurs par huit autres ressorts N, dont les tiges m sont forgées avec une chappe qui em- . brasse exactement les coussinets de ces collets intérieurs. Avant d'aller plus loin, voici comment Tonctionne ce mécanisme : On peut considérer les deux paires d'essieux comme formimt, avec les plaques de gurde intérieures M et W, deux parallélogrammes articulant chacun d'apn's deux points fixes l, appartenant au corps de ctiaiidiëre, et solidaires, par conséquent, du châssis extérieur K auquel celte chaudière est rigidement rattachée.

D'après cela, lorsque la machine entre dans une courbe, dans la marche en avant, le rail extérieur presse contre le boudin de la roue, et, à la faveur d'une certaine quantité de jeu laliral ménagé dans les boites extérieures L, repousse l'esfieu J, auquel il n'est permis, comme aux autres, qu'un déplacement perpendiculaire h l'axe longitudinal de la machine; mais, en se déplaçant, il lait osciller les dcui plaques M, qui lui correspondent d'après leurs deux points (Ixes I, lesquelles plaques entraluenl & leur tour le second essieu J', qui exécute un mouvement transversal égal à celui du premier et de sens contraire.

Le même effet de réaction de la courbe se produisant sur le troisième essieu, la même disposition mécanique fournit les mêmes résultats, el finalement les quatre essieux sont disposés pour ainsi dire suivant des plans étages conformément h la courbure de la voie, sans que l'ensemble rigide de la machine en ait éprouvé l'influence, les variations entre les parties mobiles et celles qui ne le sont pas ayant été supportées, comme nous l'avons dit, par un jeu latéral ménagé dans le montage des bottes à graisse extérieures L.

Fig. i»0.

Voici, pour compléter «et aperçu, un tracé géométrique, tîg. 130, ù l'échelle de IS inUlimélres par mètre, qui repd compte exaclement de la position de la machine et de ses essieux dans une courbe que nous supposons, à dessein, d'un rayon trèspetit, 13 mètres, a&n de rendre l'effet du mécanisme plus sensible. Il est à peine nécessaire d'ajouter que non-seulement un aussi faible rayon ne se rencoirtK pas, mais que le passage de la machine n'y serait pas possible.

Soient l, l', P, l*. les quatre points fixes déterminant un système rigide, et d'aprrs lesquels les quatre essieux se déplacent deux h deux comme s'J trouvant reliés par les quatre balanciers M et M'.

On voit qu'en pleine courbe symétrique les deux essieux extrêmes se trouvent reportés d'un cAté de l'axe invariable 1-3 de la machine, tandis que les deux essieux moyens sont reportés de l'autre cdlé d'une quantité semblat)le, déplacement qui ne peut s'efTectuer librement qu'en vertu du jeu ménagé dans les assemblages avec le chÀssis rigide exlériem-.

Les figures du dessin, pi. 41, permettent de comiH'endre comment la construction des plaques de garde ou balanciers H et H' a été entendue pour que les fonctions ci-dessus s'exécutent, et que la charge soit régulièrement Reportée sur les ressorts N.

D'abord, ces plaques de garde peuvent jouer verticalement et tournent d'après les tiges m et d'après des guidas semblables inférieurs m', solidaires des coussinets. Enaaile, les flexions deâ ressorts sont égalisées, pour chaque paire, par un balancier n, qui constitue le point de suspension de la plaque de garde entre les essieux, et avec laquelle ce balancier est rattaché par articulation.

Hais il ne faut pas oublier que les quatre essieux sont connexes par des bielles 0', et que leur déplacement latéral forcerait l'assemblage, s'il n'y avait été pourvu préalablement. Comme, à.\ni\ que le montre la fig. 130, les variations réciproqoes des essieux ont lieu entre ceux extrêmes et les deux intermédiaires, les boutons des bieltes 0' qui les relient sont sphériques, tandis que ceux de ta bielle intermédiaire 0 sont maintenus sensiblement cylindriques. Le tourillon d'assemblage des bielles motrice I avec la traverse H' est également ovalisé.

Toutefois, M. Beugniol déclare» dans son mémoire, qu'un tracé géométrique exécuté, en supposant une court>e de 100 mètres de rayon seulement, ne permet pas de mesurer l'influence de l'obliquité sur les boutons des manivelles, tant elle est peu sensible ; néanmoins, ovaliser les boutons élail indispensable (1).

Relatim u u ucauK ATK LB TEitftEB. — l.c tciider applique ù cette machine est porté par trois ^rù de rones, dont une, platée comme en avant-train, c»t particulièreHBent dUpoiéc pour qoe la ouchine vii^nne s'y appuyer.

L'essieu J* de cette paire de fOues, que les fig. 1 cl a indiquent avec celle exlrémité du lender, est monté par des collels exli;rietira sur le chÂssis principal du lender, il, en dedaas des roue», par deux autres cotlels, sur deux plaques de garde M*, fixées sur des b&Us Intermédiaires s()6ciaux. Les boUcs à graisse correspondantes sont surmontées d'unfessort N', sur lequel vient reposer un arc en fcro, à peu près en forme de T, ayant sa lige centrale maintenue dans une glissière, de façon que cette pièce, tout en s'appuyant sur les extrémités du ressort N', peut céder à sa flexion et jouer verticalement ; celle tige centr^de e6t en outre percée et

(1) Si l'oD ulcSIe U Tslear du déplacement Ittéral qu'éprouveraient les roues bot une ooarbe de lOC n^ traa derafoo, on tnmve Bl/Smilliniétreedediuiue ctité. hta bielle* d'Kcoaplenieiit «yut l'30 da Ion' gueur, U s'eneait que la déviation correspondante qu'elles aoraieat k subir correspond i, un angle «yant !■ 30 de rayon et S 1/2 miliioiètres de ungente, soit environ 1/3 de degré.

loraudée longitudinaloment pour recevoir une Torle vis p, qui parce exlérienremenl cl sur laquelle l'an-tèrc de la machine peut venir s'appuyer.

Celle exlrdiuité de la uiacbine e&l en eBel munie d'un fort b&li eu lOIe V, soui la lace inférieure duquel on a fixé deux crapaudines spbériques q, en rapport avec let deux visp, dODl la léle acetle même forme el peut s'; emboJler exactemenl.

Par cooséqueol, si l'on remonte auffisammenl ces deux vii, il vient un moment où elles porleut tout à fait contre les crapaudines; eh conlinuanl de les loumer dans le sens où elles s'élèvent, la macbine est soulevée eu mtme tempe que lesare» mobiles o descendent en s'appuyant sur les ressorts N', dont la flexion représonta alors la part du poids de la- machine reportée sur cet essieu du lender, et qui peut être évidemment modifiée, puisqu'elle dépend du serrage des vis p.

On tire de cette disposition l'avantage d'avoir un grand foyer sans pM'le i ttmt, el de soustraire la niacbînc à toute instabilité résultant de ce défaut. On a pu se convaincre de la réalité de cet avantage en détournant les vis et en. marchait sans que l'arrière de la macbine fût soutenu, ce qui lui faisait prendre iramédialement la mauvaise allure qu'elle n'a pas dans le cas <x>nlraire.

L'atlelage des deux vébicuhis a été également comliiné en vue des courbes pn>> Doocées que l'on aurait k franchir, el de façon h éviter les effets de tracUou hvn daxe qai se produiraient oéceasairemont avec une barre d'attelage trop courte, lorsque l'axe de la machioe et du lender, placés sur une courbe de faible rayon, an coïncide plus avec celui de la voie.

Pour justifier la dispoûtion qu'il a adoptée h oet eflél, M. Beugoiot élabUl une proposition que nous allons rendre intelligible & l'aide d'un tracé géométrique, sur lequel nous avons conservé ce rayon de IK mètres, hors de to^es e«nditlons^ pratiques, afin de rendre apparent ce qui ne pourrait l'être si l'on clKÛaiaBBit mène le plus petit rayon en usage.

Flg. ISI.

La machine A et le lender B, fig. 191, se trouvant dans une courbe, t'axe 1-3 du lender et celui 3-4 forment un angle dont les cdtés s'écartent plus ou noint de l'axe S-6-7-8 de la voie, mais font néanmoins intersection avec lui en deux pohits6et7.

Pour que la Iractkm ^opér&t daùa les meilleures conditions possibles, Il taudratH

que la barre d'allelage vint relier les deiu véhicules à ces points d'inlersrction

6 et 7, et qu'elle eât, par conséquent, celte longueur; la déviation de la barre, par

rapport aux deux axes, atteindrait alors un minimum, et la- traction serait ramenée

au plus près possible de la direction des masses en monvement.

. Comme le point 7, situé à l'intérieur du mécanisme de la machine, n'est pas

accessrble, l'auteur l'a reporté au dehors du cadre en traçant la perpendiculaire ab ;

puis, attachant un balancier articulé ed au point 6 du tender, la barre d'aticlage

simple et centrale 6<7 a été remplacée par deux bielles latérales et parallèles ad

et 6c, qui réunissent les extrémités du balancier et deux points fixes o et 6, pris sur

le chftssis de la machine, sur la perpendiculaire passant par le point 7.

La Iraclton s'opère de cette façon par les bielles tid et bc, et le peu d'obliquité résultant de la position admise est rachetée par l'articulation du balancier sur son point d'attache 6.

Il reste raaintenantà taire une observation importante. Le tracé précédent démontre, par l'exiguïté exagérée du rayon de courbure, que le parallélogramme abcd n'est pas rectangle, et que ces quatre angles devraient être articulés, tandis qu'en exécution ils ne le sont pas. Cela tient à ce que, dans la plus petite courbe de 100 mètres de rayon, prise pour base de celte construction, le hors d'équerre du parollélogramme est peu sensible et que le moindre jeu y sufOt En cfTel, dans ces conditions, on trouve que l'angle aigu du parallélogramme devient à peu près 88° 8', au lieu de 90 sur voie droite {!).

Ce mécanisme est représenté sur les figures de la planche M, qui montrent les bielles Q et le Inlancier R, lequel est rattaché par une articulation au bfttî du tender; seulement le boulon r, à l'aide duquel cet assemblage est opéré, possède dans le balancier un jeu longitudinal suffisant pour effectuer la tension initiale de l'attelage, au moyen d'un ressort de butée oii.de choc, dont nous allons parler tout h l'heure. On remarque aussi une barre d'attelage centrale T, appliquée un peu par surcroît de précaution, car elle ne fonctionne pas en même temps que les . bielles Q, et n'est utilisée qu'en petites manœuvres, lorsque l'attelage principal n'est pas opéré. ^

Cette machine étant destinée à parcourir des rampes dans les deux sens, tant6t elle exerce un effort de traction et lantAt elle résiste h la poussée du convoi. La traction s'opère au moyen du procédé qui vient à'ùlrc. explitiué. Quant à la poussée, elle s'exerce contre le bâti P par deux tamponsS. en rapport avec un ressort appliqué coutre la traverse du tender, à laquelle nous iivons dit ci-dessus quo le balancier R est rattaché. Ce ressort, qui est complète mont indépendant du mécanisme de traction, ne fonctionne ainsi que pendant la descente ilii train dont il Iransnictla poussée & la machine par les tampons S, et la variation de distance qui en résulte entre le tender et la machine est supportée par le boulon r, auquel le jeu nécessaire est réservé à cet effet.

(I) H. Anioai, qal s'ett bonconp occupé de l'applicktiaD des roSes ferréM aTec des conrtMi de petita .niroM, s'eit Oit brereler en iseo pour un sjttàme ton iDginieni et trèa^elmple de train» trticnléa, qm noutaTon» décrit duuleTiDgtlimeToliuliedu'Crfnta indutlrial.

M. Beiigniot fait connattrô le moyen que l'on emploie pour cfferliior col atlelagc, un peu pins compliqué que dans les cas ordinaires :

« Lrorsque les tampons S sont adossés contre ceux de la machine qui leur font face (et qui sont en tôle trempée), il s*en faut de 40 millimètres que les barres Q puissent s'emmancher aux deux bouts du balancier R. Pour atteler on emmanche l'une des barres, en inclinant le balancier de la quantité nécessaire; nuis, après avoir eu soin de serrer h fond les sabdts du frein, on donne vapeur en arrière; la poussée de la machine fait céder le ressort do choc et la seconde barre s'emmanche. On dételle d'une fpçon analogue. »

DIMENSIONS ET CONDITIONS DE MARCHE

I^s fonctions de cette puissante locomotive ont pour bases les conditions de marche suivantes :

Ipar les tubes 163"* i 60

par le foyer 9" <»• 40

totale 173» <ï 00

Nombre de tubes 222

Diamètre des pistons 0'"540

Course 0° 860

Diamètre des roues 4"» 200

Écartement des essieux extrêmes - 3" 900

Poids adhérent de la machine en étal de marche 47300 kilog.

Charge sur le l** essieu (avant) 11800

W. 2« id. ) . , ^^^^^

- . o- ,1 [ ensemble 23600

Id. 3« id. )

Id. 4«. id. U900

Poids du tender , en marche. , 235fM)

Timbre de la chaudière 7 almosp.

Admission normale avec détente pendant 1/4 de la course des pistons.

Si l'on applique à cette machine les règles qui ont été exposées plus haut, et que l'on prenne, pour la pression utile moyenne sur les pistons, 8 kilogrammes par centimètre carré (ce qui résulterait à peu près de la vapeur à 6*' 1/2 employée avec admission 3/4, et contre-pression égale à 1"'- 3), on trouve que les pistons sont capables de développer un effort direct total de 22900 kilogrammes, ce qui correspond à peu près h un efTort de 6800 kilogrammes transmis h la circonférence des roues, et égal à la puissance de traction disponible.

Lsi machine présentjfint un poids total adhérent d'environ 48000 kilogrammes, il s'ensuU que, si l'on compare ces deux valeurs, on obtient :