II
-Hl> moteuks a vapelk.
la tringle z\ comme ceiilre, et à Taidc de laquelle on le fait tourner eu agissant par sa poignée. Cette opération, que l'on nomme capiiclwnner la machine, ne se fait que lorsqu'elle doit rester en station et en feu pendant quelque temps, afin d'arrêter la vaporisation, et pour éviter les incendies si elle se trouve dans l'intérieur d'un dépôt; il faut, du reste, pour exécuter cette manœuvre, que le mécanicien quitte sa place habituelle pour se porter sur l'avant de la machine.
Mais il a sous la main la possibilité de modifier le tirage en marche sans se déplacer. C'est un registre 2*, placé sur le côté de la boîte à fumée, et qui se manœuvre de l'arrière par le volant z^, fig. 2, organisé comme celui f pour le mécanisme des registres du tuyau d'échappement. En ouvrant le registre 2*, on donne accès directement dans la boîte à fumée à de l'air froid qui réduit d'autant le vplume de celui appelé au travers de la grille du foyer.
Mentionnons encore la porte à deux ventaux L* qui ferme la boîte à fumée, et par laquelle on peut ramoner et déboucher les tubes , et une disposition qui permet de renverser la grille du foyer pour jeter prompfement le feu dans un cas urgent.
Cette dernière disposition consiste à faire reposer l'une des extrémités Me la grille sur un support rendu facilement mobile à volonté. L'un des côtés du cadre, celui qui porle les barreaux do grille, est appuyé sur deux crochets a** qui font euxmêmes partie d'un axe horizontal a' , capable de céder en oscillant sous le poids de la grille; mais il en est empêché par une barre verticale a', assemblée avec le bras de levier a* solidaire de cet axe, et qui vient buter par un talon saillant contre le palier P, qu'elle dépasse néanmoins par son extrémité qui se trouve engagée dans' une ouverture assez grande pour laisser passer le talon de butée.
11 suffit alors, si l'on veut se débarrasser promptcment du feu, de déplacer la tige a* dans la mortaise de façon à ce que le tîUon s'échappe. La lige pouvant s'élever librement au travers du palier P, l'ensemble du mécanisme, privé de point d'appui, cède sous le poids de la grille qui se dégage des crochets-supports aî, et se renverse en répandant le feu.
On comprend que cette manœuvre ne peut être effectuée que dans une circonstance pressante, telle qu'un accident arrivé au générateur ou l'impossibilité d'alimenter, etc., car la grille, ainsi bouleversée, exige un certain temps pour être remise en place.
Construction des houes et essieux. — Sans entrer dans tous les détails de construction d'une locomotive, nous désirons nous arrêter quelques instants sur les roues et les essieux, organes si importants par leur emploi et par les perfectionnements qu'ils ont reçus.
Primitivement, dans la machine Stephenson (p. 181), par exemple, les roues étaient formées de rais, ou rayons en bois, emmanchés dans un moyeu en fonte, et assemblés dans une couronne, aussi en bois, laquelle était chaussée d'un cercle en fer et ensuite du bandage portant le rebord ou boudin. Plus tard, on fit les rais en fer creux. Ensuite, on les composa de bandes de fer à T, réunies dos à dos, qui formaient en même temps la jante, cl dont les exlréinilés ccnirales se trouvaient
MAGHJNES-TENDEU. -lU
prises dans un inoyqn en fonte coulé dircclemont sur elles; le croisillon ainsi construit était ensuite chaussé d*un cercle eii fer et entouré du bandage.
Ce système a été longtemps employé; plus tard, cherchant à rendre la roue aussi homogène que possible, et h diminuer le nombre de pièces assemblées, on a forgé la couronne et les bras d'une seule pièce, en rapportant le moyeu coulé en fonte sur les extrémités centrales des bras.
Aujour(l'hui , on est parvenu à faire ces roues d'une seule pièce de forge, moyeu, rais et couronne, le bandage seul rapporté, comme devant être tourné au fur et à mesure que fusure se manifeste et remplacé au bout d'un certain temps.
Une roue ainsi construite est un chef-d'œuvre de forge, aussi pure en sorlant du feu que si elle avait été limée. I^s rais sont nombreux et minces, sensiblement cVégale épaisseur du centre à la circonférence. Si la roue doit être motrice, directement ou par connexion, le moyeu présente le mamelon nécessaire pour y fixer un bouton de manivelle.
Parmi les essieux, qui sont tous en excellent fer forgé, ceux moteurs et coudés sont de remarquables pièces, aussi bien pour la forge que pour l'ajustement. Comme ils sont actifs dans toute leur étendue, pour l'application des roues, des excent^riques et des bielles motrices, ils sont entièrement tournés, et les deux parties ooudées dressées avec soin. Nous donnons à ce sujet, dans levigtwle des mécaniciens, cies détails intéressants sur l'exécution des arbres et des essieux coudés en fer forgé.
Le montage des roues sur l'essieu se fait // frotumeni dur, c'est-à-dire en forçant 1. 'essieu à pénétrer dans l'alésage du moyeu à l'aide d'une pression fournie par une presse hydraulique. La solidité obtenue ainsi esl suffisante, et pourrait dispenser €d'un clavelage, que l'on applique cependant par mesure de prérantion.
CONDITIONS DE MARCHE DE LA LOCOMOTI VE-TENDEIl
REPRKSENTÉK PL. 38 A 40.
Celte machine, appliquée, comme nous l'avons dit, au service des trains ^e tnlieue sur le chemin de fer de l'Ouest, n'est appelée à effectuer que de faibles ircours, d'au plus 30 kilomètres par voyage; mais elle est susceptible d'entraîner ^: les trains pesamment chargés, ainsi que cela a lieu souvent sur ces lignes très-fré- ^Tjuentées.
I>es machines-tender, comme celle-ci , sont disposées favorablement pour remplir
^es conditions. Le corps tubulaire, très-allongé, donnant lieu à une surface de
chauffe assez étendue, permet, tout en insérant les trois paires de roues entre la
K=M)îte à feu et les cylindres , de leur donner un diamètre suffisant pour atteindre la
"^i^itesjse nécessaire aux trains ordinaires de voyageurs; on accouple deux paires de
^■r^ues, de façon à profiter, pour l'adhérence, d'une plus grande partie du poids,
1 ^quel est accru de l'approvisionnement d'eau et de combustible.
Nous ne pouvons mieux faire, pour rendre un compte exact des conditions
«#•#4^^ «1^ ^'^'^^' machine, que de transcrire la note que nous devons à Tadmi- ^jk^MiMa J^*«( vlHfrinins de fer de TÔuest, et particulièrement à Tobligeauce de % VKM^M^^IN^^rtail» ingénieur, à Thabileté duquel est confiée la direction du :Mi«rHt^ ^ iW la traction.
fUMl^ de la chaudière 8"
I Foyer 6" ' 016
Tubes 87» ' 420
Totale 93- ' 436
Siufocc de grille 1« <i 04
Volume d*cau dans la chaudière 2*^ 400
Volume de vapeur dans la chaudière i^-^ 400
Volume d*eau dans les caisses à eau 3-^ 800
Poids de combustible (coke ) 1000 kil.
Poids de la machine vide 24200
I avant 6220
milieu 8040
arrière 9940
Poids de la machine pleine 31S60
it avant 8450
Poids sur les roues, machine pleine { milieu ilSSO
( arrière 11560
Effort de traction à la circonférence des roues 3400
On constate que ces machines traînent, en moyenne, 100 tonnes à la vitesse de t»5 kilomètres à Theure, en service sur la ligne de Paris à Versailles (rive droite), c!ont la distance est de 23 kilomètres, composée de 6 kilomètres en palier et 17 en rampe de 5 miUimèlres par mètre.
La consommation de combustible est de 7''5 de coke par kilomètre, et celle de Teau de 80 litres pour le même parcours.
A la vitesse de 55 kilomètres, le nombre de tours des roues est égal à :
En adoptant le poids de 100 tonnes pour le train, sans la machine, et en prenant Li rampe de 5 millimètres par mètre, on trouve que la vapeur doit exercer sur les deux pistons une pression utile moyenne d'environ 3 kilogrammes.
En effet la résistance du train, sans la machine, peut être évaluée à 13 kilogrammes par tonne, 8 pour la traction simple (p. 192), et 5 pour la gravité; ce qui ^lit déjà 1300 kilogranunes pour le train.
La machine absorberait pour elle-même environ 21 kilogrammes par tonne, dont 16 de traction simple, c'est-à-dire un effort total de 630 kilogrammes,* en éxaluant son poids à 30 tonnes en nombre rond.
L'effort total de traction à exercer serait donc d'environ 1930 kilogrammes.
HACHINESTENDER. 3i5
Ëii employant la règle exposée plus haut (p. 199) « el dont les tenncs ont, pour le cas actuel, les valeurs suivantes :
fV Effort de traction à la circonférence des roues = 1930 kil.
R Le rayon des roues motrices = 0»816
r Le rayon des coudes-manivelles = 0"280
d Le diamètre des pistons , en centimètres = 42
on trouve y pour la pression p^ cherchée, par centimètre carré :
Pour avoir une idée de la puissance développée, exprimée en chevaux, c*esl-àdire le produit de la traction par la vitesse, on fait le calcul suivant :
Ainsi, en supposant que le train de 100 tonnes conservât la vitesse de 55 kilomètres en parcourant une rampe ascendante de 5 millimètres, la vapeur devrait développer directement sur les pistons cette énorme puissance de près de 400 chevaux, qui ue serait du reste que momentanée, et à laquelle le générateur répond par un peu plus de 90 mètres de surface de chauffe.
D'ailleurs, ceci étant la puissance totale absorbée par la machine et par le train, la résistance du train sans la machine ayant été estimée à 1300 kilogrammes, la puissance réellement absorbée en traction utile serait seulement de :
393 X j^^ = 264 chevaux environ.
Néanmoins, en consultant le tableau précédent des conditions de marche de cette machine , on voit qu'il lui est attribué un effort de traction bien supérieur, et atteignant 3400 kilogrammes. Mais cela ne signifie pas qu'elle doive soutenir continuellement un pareil effort, et surtout en vitesse normale; c'est la mesure de celui qu'elle serait capable de surmonter au besoin, en considération de la dimension des cylindres et de sa puissante adhérence.
En effet, 3400 kilogrammes représentent environ i/7'' du poids adhérent, qui égale 23110 kilogrammes, et serait équilibré par une pressipn utile de 5^5 par centimètre carré de la surface des pistons.
En résumé, les machines-tender, dont nous présentons le type perfectionné, sont
de puissantes machines mixtes, auxquelles on a donné, comme chaudière et
cylindres, les dimensions nécessaires pour utiliser le grand effort adhérent dont
elles sont capables par l'addition de l'approvisionnement au poids propre de
icur mécanisme.
it« MOTEURS A VAPEUH
MACHINS -TKlVBEIi POUR FORTX8 RAMFK8
Par M. J. PETIET, Ingi^nieuren chef da chemin de fer du Nord.
Noms tlêsirons t iler encore un type nouveau de machine-lender qui a été étudié par M. IVtiet , et construit pour la traction des marchandises sur les fortes rampes des onibranchonients de la ligne du Nord.
La structure tte cette machine est remarquable par la caisse à eau placée entre le corps de la chaudière et les essieux, et par rapplication de ses quatre paires de mues accouplées, de faible diamètre, avec l'essieu d'arrière passant au-dessous du foyer. Les cylindres sont eitérieurs ainsi que toutes les parties du ipécanisme.
Ia\ réiiuction du diamètre des roues a permis, en reportant la chaudière en contiv-haut, de lui donner, ainsi qu'au foyer, des dimensions très-grandes, et d'utiliser l'adhérence totale d'un \HAâs de près de 40 tonnes. Ensuite l'entre-axe des essieux exilâmes ne dépasse [las la distance convenable; le petit diamètre de ces nmos est d'ailleurs en rapport avec la traction et la faible vitesse (p. 205).
Voici, d'après le tatileau dressé par les savants auteurs du Guide du mécanicien . les dimensions princif»ales de cette machine :
Ipar le foyer 6" <» 68
par les tubes il7" ' 00
totale 423" ' 68 .
Nombre des tubes 289
Diamètre des pistons 0» 480
Course 0" 480
Diamètre des roues 1« 065
Écartement des essiepx extrêmes 3» 330
Poids total de la machine à vide 28000 kil.
Id. id. en marche 37500
Chargé uniforme, en marche, sur chaque essieu 9375
Nous citerons deux expériences dont les éléments sont puisés dans l'ouvrage de M. E. Flachat.
Expérience dd 28 janvier 1860. — La machine remorquait, de Creil à Luzarches, en rampe ascendante de 5 millimètres par mètre, un train composé de :
22 wagons de houille ayant un chargement utile de 240000 kil.
1 Id. de coke id. id. id 10000
4 Id. dépavés id. id. id 40000
1 Id. de poudre id. id. id 1700
Poids du matériel 120200
1 Fourgon lesté 1 5000
Poids total du train remorqué t-= 423900 kil.
MACHIN ES-TENOtR. 247
On a obtenu les résultais principaux suivants :
Vitesse moyenne à l'heure, déduction faite des arrêts. 45"^ 6
Étendue totale du parcours 22 kiloiu.
Consommation totale d*eau 5500 lit.
Id. par kilomètre 250
Id. totale de houille 725 kilog.
Id. par kilomètre 33
fd. d'eau, par heure et par mètre carré de surface
de chauffe M^H
En adoptant, avec cette faible vitesse^ 4^25 de résistance à la traction, par tonne^ pour le train et la machine, plus 5 kilogrammes pour la rampe, ce qui fait 9^ 25, pour l'effort total de traction par tonne, M. Flachat estime l'effort total de traction exercé par la machine à :
Expérience du 30 janvier 4860. — Le même parcours a été effectué dans les conditions suivantes :
30 wagons pesant avec le chargement 420390 kilog.
i Fourgon lesté 12000
Poids total du train = 432390 kilog.
Voici les résultats constatés :
Vitesse moyenne à l'heure, déduction faite des arrêts 14'""3
Consomin,ation totale d'eau 6960 lit.
Id. par kilomètre (1) 316
Id. totale de houille 775 kilog.
Id. ' par kilomètre 35^22 •
Id. d'eau , par heure et pur mètre carré de surface de chauffe 36^ 9
En opérant comme ci-dessus, on trouve pour l'effort de traction totale exercé :
Remarques sur ces deux expériences. — Le maximum de traction obtenu est celui de la deuxième expérience, où il atteint plus de 4300 kilog. Mais il est
irmis de supposer qu'il pourrait s'élever davantage, tout en marchant à la même "^ntesse, surtout s'il s'agissait d'un travail d'une moindre durée que dans ces expériences. En effet, dans la seconde, par exemple, la vapeur maintenue dans le géné-
ileur à une pression de 7,5 à 8 atmosphères a été employée avec détente, avec
fl) Ce chiffre de dépense kilométrique, beaucoup plus élevé que dans la première expérience, est ttribué à une fuite par une garniture nMU faite.
admission variable de 40/100 el 50/100 de la course des pistons : par conséquent on dépensait pcut-ôlre tout ce que le générateur est capable de produire, mais sans faire développer à la vapeur son maximum de puissance. Ceci revient à dire, en résumé, que si le travail ci-dessus est celui que la machine est capable de développer en service soutenu, elle pourrait largement produire davantage, s*il s'agissait, par exemple, de franchir une rampe beaucoup plus forte, mais de peu d'étendue.
C'est qu*ici la puissance seule du générateur est en cause, car la machine, par son poids, est capable d'une adhérence bien supérieure.
Divisant TefTort de traction maximum ci-dessus par son poids de 37500 kilog., on trouve :
L'effort de traction ne s'est donc élevé qu'à moins des 12/100 du poids adhérent, tandis qu'il peut s'élever presque à 15 ou 20 pour 100, d'où la machine en question pourrait, en ne considérant que son adhérence, surmonter un effort de traction atteignant presque 7000 kilogrammes.
On pourrait donc objecter que, soit intentionnellement, soit par impossibilité de faire différemment, on donne aux machines locomotives un pouvoir adhérent bien supérieur à l'effort qu'elles sont appelées à produire, el pour lequel le générateur est établi. Nous dirons que ce fait est vrai et intentionnel, car, comme le fait remarquer M. Flachat, dans le même ouvrage, il faut toujours avoir à sa disposition un grand excès d'adhérence disponible, pour assurer la régularité et la continuité du service, en tenant compte de toutes les causes accidentelles qui peuvent concourir h la réduction de cette puissance, et ne pas juger celle d'une machine par. le travail qu'elle est capable de développer dans une expérienf e de peu de durée.
Celles de Creil sont au contraire de nature à déterminer la valeur des services que la machine peut rendre régulièrement, et que nous résumons ainsi :
Remorquer une charge brute de plus de 400 tonnes, sur une rampe continue de 5 mill. par mètre, à la vitesse de 14 à 16 kilom. h Theure;
Et, pour le même effort de traction, en remorquer 1000 sur palier, toujours à petite vitesse, etc.
PIN DU CHAPITRV QUATRI^MR.
