MACHINES A CYLINDRES HORIZONTAUX ET A ENGRENAGES

Type Biche, Sentlnelle et Rolland. — MM. Mazeline frères ont été des premiers

de nos constructeurs qui aient établi des machines d'une disposition spécialement

appliquée aux navires à hélice. C'est de leurs ateliers que sont sortis , vers 1847,

I es appareils des navires de l'État la Biche, la Sentinelle et le Rolland, de 130 et

-400 chevaux de puissance nomincile.

Les deux premiers de ces appareils, d'une même puissance de 120 chevaux, étaient composés chacun de deux cylindres, tandis que le Rolland en avait quatre. II. 43

338 MOTEURS A VAPEUK.

Mais leurs disposilions étaient analogues el comparables à celle àe la Biche, dont nous allons nous occuper plus particulièrcmenl.

La fig. 191 représente, à l'écliclle de IS inrllimèlres par mèlre, une section Iransver^le (le ce navire, dans la partie qui renferme l'appareil à vapeur, dont l'une des machines est représentée en vue extérieure et l'autre en coupe faite par l'axe du cylindre.

Comme caractère d'ensemble, cet ap)>areil est disposé pour rester compris cnliiiement au-dessous de la ligne de flollaison ; c'est aussi l'un des premiers spécimens de cylindres horizontaux à deux tiges, dont il a été fait de nombreuses applications (1) .

Pig. ist.

Il comprend deux cylindres A placés horizontalement sur la même ligne, el opposés par les fonds , qtiî se loucheni sur l'axe général même du navire ; leurs pistons possèdent chacun deux liges parallèles, placées à droite et à gauche de la verticale du centre, et reliées avec une traverse dont les extrémités sont guidées dans des glissières ménagées au bftii général. A chacune de ces traverses se rattache une bielle B, qui, jouant entre les deux liges du piston, revient vers le cylindre, et est assemblée avec une manivelle calée sur un bout d'arbre qui perle une grande roue d'engrenage dentée de bois.

Ces deux roues, qui reçoivent ainsi leur mouvement de rotation de chaque cylindre correspondant, te transmetlenl simultanément à un pignon P, (Iguré seu- leùient par un cercle ponctué, fixé sur l'arbre de l'hélice & deux ailes E, dont le Iracé est également indiqué par des lignes poncluécs.

rons vu la premi^ «pplic«tioa du système de mKhines à deux tiges de p[«tOB rera I8t4, 'G à hélice (« NapoUon,ie 130 chevaux, doot les cylindres éuient ver^caui.

Pour compléter cet aperçu général, faisons remarquer que la va|>oi.r est amenée à la boite de distribution de chaque cylindre par. un conduit a, et qu'elle s'échappe au condenseur par le canal b. Les deux appareils, qui sont du reste parfaitement semblables, possèdent chacun un corps de pompe à air horizontal C^ dont le piston est commandé directement par une oreille appartenant à la traverse du piston à vapeur, dont il a, par suite, exactement la môme course.

On peut juger déjà de la transformation sensible opérée entre les machines à rooes et celle-ci, qui ne convient évidemmeni qu*à Thélice. Ce système devait disparaître cependant, avec les engrenages eux-mêmes; mais des |)erfectionnements de détails que ces machines possédaient en une (ouïe de points, ont été transmis h d'autres de construction plus récente.

Voici les dimensions principales de l'appareil de la Biche et du navire luimime (1) :

Diamètre des pistons 0" 980

Course . 0"900

Nombre de coups doubles par minute 53

Pression de la vapeur dans les chaudières t*' 6

Diamètre de Théllce 3-000

Pas moyen 3-500

Vitesse de rotation 80 tours p. T

Avancement théorique par heure 16800 mètres

Maîtresse section immergée de la coque 20- "i 90

Puissance nominale totale de l'appareil 120«>>-

Puissance nominale par mètre de section plongée S''' 7

Sillage moyen obtenu . . .^ 8''8 ou 1S534 mètres.

Type du Napolêo.^. — Ce navire, qui ne doit pas être confondu avec celui dont il a été question d-dessus(p. 313), est la première application, à un b&timent de guerre de haut rang, d'une machine à hélice d'une puissance capable de faire acquérir à un Taisieau d'un aussi fort tonnage la plus grande vitesse que l'on obtient ordinairement, pour les petits l)âtiments, avec les propulseurs à vapeur. Cette innovation, qui date de 1847, est due à M. Dupuy de L6me, et les machines sont sorties des ateliers d'Indret, où elles ont été construites sous la direction de M. Holl.

L'appareil du Napoléon est d'une puissance nominale de 900 chevaux. Il se compose de deux machines horizontales placées en travers de la coque, avec glissières et bielles directes. Les pistons, dont la course est courte relativement , sont armés d^une tige qui traverse le cylindre des deux bouts.

L'arbre que les bielles attaquent est reporté sur le côté de la coque , et n'est pas, par conséquent, celui de l'hélice, auquel il transmette mouvement par engrenages : on n'osait pas encore commander directement.

La transmission d^un axe à l'autre a lieu par une roue et un pignon qui , pour

(i) Cet apparail a été décrit avec détails et dessiné à une grande échelle dans le vn* ?ol. de la Publication induêtridU,

:ilO MOTEURS A AAPEUR.

des |»uissances semblables et pour une application maritime, atteignent des profi^iftionf féritablement monstrueuses.

La roue fuée sur Farbre à manivelles a 3" 60 de diamètre, et celui du piji^on rju'crile commande, et qui se trouve fixé sur Tarbre de Thélice, est de 3 mètres. Hais ce qui est remarquable, c*est la largeur totale de leur denture, composée de cinq rangées de dents séparées l'une de Tautre par un petit intervalle et présentant une brgeur totale de 2*30; chaque rangée est fonnée de dents de 40 centimètres de largeur sur environ 8 cent, d'épaisseur.

Les pistons ont 2" 49 de diamètre, et t" 63 de course.

L'hélice a 5" 80 de diamètre, et fait moyennement 4S tours par minute.

On a obtenu un sillage de iO et 12 nœuds, et quelquefois même de 13. Mais il est lion de noter que la puissance développée réellement par cet appareil est bien supérieure à la force nominale ; elle s'est élevée à près de 2000 chevaux dont iSOO environ sont bien utilisés. La maîtresse section plongée étant moyennement de 98 mètres carrés, c'est donc une puissance de plus de 15 chevaux par mètre carré.

Enfin des expériences faites en vue de constater la poussée de l'hélice (p. 327) ont montré l'énorme eflbrt de plus de 19000 kilogrammes.

MACHIIVBS A CYLINDRES HORIZONTAUX SANS BNGRBNAGKS

Machines a qlatke cylindres fixes. — Les appareils qui ont été montés, après celui du Sapolton , ont été généralement combiués de façon à placer direètement l'hélice sur l'arbre à manivelles, afin de supprimer complètement les engrenages. Cette modification conduisait, comme nous l'avons dit, à augmenter là vitesse des machines pour la ramener à celle de l'hélice qui avait, de son côté, subi une réduction notable, comparativement aux premiers essais.

Pour réaliser cette combinaison , les machines doivent être descendues à la hauteur de l'axe de rhélice, dans une partie de la coque qui ne présente que peu de largeur , et où il devient difllcile d'installer un mécanisme volumineux. Néanmoins la machine tournant plus vite, est déjà, par ce fait, réduite de volume, à puissance égale, et en composant l'appareil complet de quatre cylindres au- lieu de deux, on est parvenu à résoudre ce problème ; nous verrons même plus loin dés appareils très-puissants qui n'en ont que deux.

On pourrait citer plusieurs navires de ce type, et particulièrement l'appareil de ia Bretagne, dont la puissance nominale est de 4200 chevaux , et qui a été exécuté à l'usine d'indret.

Cet appareil comprend quatre machines complètes, disposées sur deux lignes parallèles présentant chacune deux cylindres placés vis-à-vis Tun de Tautre, et actionnant simultanément l'un des coudes de l'arbre moteur qui se trouve placé au centre. Le mouvement est direct par les bielles, dont la longueur, malgré la réduclion de la course des pistons , est néanmoins très-faible.

1^8 pistons ont 1"900 de diamètre et l" 200 de course;

L'arïtre moteur, portant l'hélice, fait environ 45 tours par minute;

Là maîtresse section plongée est égale, en pleine charge, à 121 mètres carrés.

Aux épreuves on â obtenu un sillage de plus de 12 nœuds, el la machine a développé une puissance de plus de 30U0 chevaux de 75 kilogrammètres.

Od avait, parait>il, espéré, en construisant des machines à quatix; cylindres., que l'on pourrait ne faire fonctionner en temps ordinaire que la moitié du mécaoisme, en réservant la pleine marche pour les circonstances difficiles où toute la puissance est indispen^ble pour lutter de vitesse ou contre le mauvais temps. Mais comme il était plus aisé de modifier la puissance produite par les' générateurs, dont on n'allume qu'une partie k volonté, que de démonter la moitié du mécanisme, l'emploi de quatre cylindres cesse d'être avantageux, par l'entretien qui se multiplie autant que les organes semblables se répètent.

Ce sont les principales considérations qui ont fait revenir aux appareils doubles, mais en adoptant alors le système à bielle renversée, qui permet de donner h cet oi^ne une longueur tufOaante, tout en maintenant la comise du piston dans des limites moins restreinlesv Ce sont des appareils de cette dï^osition, construits par M. Mazeline et par H. Nillus, qui se trouvent décrits [^oa loin avec beaucoup de détails, ce qui nous dispense d'insister davantage à cet égard. ns. )Bs.

Hachihbs a quatre cTLimiiKs osciLuirra. —Citons encore une machine anglaise, «)e MM. James Walt et C' (la célèbre ancienne maison Boullon, Watt et C*}, qui est «usei composée de quatre cylindres, mais oscillants, afin de gagner la longueur «les bielles.

La fig. 155 est un tracé de ce système, vu de face el en élévation. Il est aisé «le ae figurer l'appareil complet présentant deux systèmes semblables disposés cAle ^ c6le , el renfermant quatre cylindres à vapeur A qui actionnent simullanémenl l*arbre moteur par les Uges de pislon B.

C'esl une disposition qui , en définitive , ne s'est pas propagée .

MlCniKES A CTLINDREg VERTICIUI OU INCLIHAB

Ststëhe a pilon et a fourreau. — Nous désirons citer cette diEposition pour son type particulier et l'emploi du fourreau, qui a eu lieu dans des applications Irâsimportantes.

Pour des navires de' faible tonnage, désignés quelquèroia sous le nom de (rantporls, on peut appliquer des machines ayant des disposiUoris bien dilTérentes des précédentes, qui conviennent surtout aux plus grandes puissances.

La fig. 166 représente, en coupe transversale, l'une des machines composant l'appareil de 100 chevaux monté à bord du transport la Somme.

Fig. 1B6.

Les deux cylindres A sont montés verticalement, à la suite l'un de l'aulre, sur trois bdtis en fonte E qui servent en même temps de supports à l'arbre de l'hélice; l'intervalle des deux cylindres est occupé parle condenseur renfermanl la pompe h air, dont le piston est disposé comme ceux à vapeur et reçoit son mouvement d'un troisième coude ménagé ■'i l'arbre moleur.

La particularité intéressante ici réside dons )c fourreau B, qui appartient au piston et dans lequel se meut la bielle motrice C. Par ce procédé, dont on a déjà vu un exemple, mais dans un but différent, sur une petite uiacliine fixe (p. 80), le développement total du mécanisme est réduit .'i celui d'un appareil oscillant de même course, en évilanlcelte disposition spéciale, lorsqu'il y a inconvénient à l'appliquer.

Malgré le désavantage des énormes belles à éloupe, la disposition à fourreau n

été adaptéfi bien des fois k des macliirics à cylindres horizonlaiix, el sui-tout pour des pnissances de 1000 chevitiix el plus. Ces machines, qui réunissaient du reste d'autres perfection neinenls de détoil, nés en quelque sorte de la disposition principale, ont donné, d'assez bons résultais pour que le système ait reçu un grand nombre d'applications; mais il est probable que celui dit à bielle retwersèe, avec pistons & deux tiges, qui remplit les conditions du peu d'emplacement occupé, lui sera déUnitivement préféré jusqu'à ce qu'un autre plus avuntageux vienne prendre sa place.

Pour terminer ce qui regarde le pelit appareil à pilon de la Somme, faisons remarquer qu'il se trouve au-dessous de chaque cylindre une pompe alimentaire D, dont le piston est relié à celui à vapeur par une tringle, qui traverse à la fois les deux fonds du cylindre par des boites à étoupe.

Machines du ststëhe db H. Cache. — H. Cache aîné, de Nantes, est l'auteur d'une disposition de machine marine à hélice qui est très-appréciée, pour son application favorable au\ petites puissances, et pour la navigation fluviale.

Flg. 167.

Ce système, qui difl%re complètement de ceux que nous avons cités précédemknent, consiste, comme le représente la flg. 157, à coucher les deux cylindres à Vapear A sur les flancs du navire, sous une inclinaison réciproque de 90", en leur ffîaïsant attaquer l'arbre de l'hélice par une manivelle unique. On parvient ainsi à v-eporter la machine tout à fait à l'arrière du navire, et h la loger dans ses façons fines, ce qui laisse autant de place disponible dans la partie centrale pour le chargement utile.