Association du congrès international des chemins de fer : huitième session : Berne : juillet 1910 : compte rendu général
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- ASSOCIATION
- DU
- CONGRÈS INTERNATIONAL DES CHEMINS DE FER
- HUITIÈME SESSION
- BERNE : Juillet 1910
- COMPTE RENDU GÉNÉRAL
- DEUXIÈME VOLUME
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- M T,t ilff-
- ASSOCIATION
- CONGRES INTERNATIONAL
- DES CHEMINS DE EER
- HUITIÈME SESSION
- BERNE : Juillet i910
- COMPTE RENDU GENERAL
- DEUXIÈME VOLUME
- BRUXELLES
- SOCIÉTÉ ANONYME
- M. WEISSENBRUCH, IMPRIMEUR DU ROI
- 49, RUE DU POINÇON, 49
- 1911
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- â' SECTION - TRACTION ET MATÉRIEL
- SÉANCE D’INSTALLATION
- Le 4 juillet 1910, à 5 heures de relevée
- Présidence provisoire de Mr BEAUGEY,
- MEMBRE DE LA COMMISSION PERMANENTE DU CONGRÈS.
- Mr le Président. — Messieurs, j’ai été chargé par la Commission permanente de procéder à l’installation de la 2e section.
- Je ne prendrai pas, Messieurs, l’attitude d’un président d’âge ou d’un président d’assemblée parlementaire et je n’ai ni conseils ni instructions à vous donner ; je ne me permettrais d’ailleurs pas de le faire, car Mr Weissenbruch, notre éminent secrétaire général, a tout à l’heure défini en excellents termes et le rôle du Congrès et celui des différentes sections qui le composent.
- Je me bornerai à vous dire que nous comptons beaucoup sur les discussions ou plutôt sur les échanges de vues qui auront l’occasion de se produire entre vous. Si, comme le rappelait Mr Weissenbruch, le Congrès ne peut pas arriver à formuler des conclusions bien nettes, — il est rare qu’on parvienne à se mettre d’accord sur de telles conclusions, — il n’en reste pas moins que les renseignements contenus dans les rapports très complets qui ont été rédigés et les vues que vous échangerez entre vous sur les questions qui vous intéressent plus particulièrement et sur lesquelles ces rapports ont
- appelé votre attention, seront pour nous d’une grande utilité.
- En effet, il ne faut pas se le dissimuler, celui qui devient administrateur ou directeur d’un réseau se trouve parfois fort embarrassé devant certaines questions. Par la force même des choses, celui-là cesse en quelque sorte d’être un homme technique. Ce peut être là dans certains cas un avantage et il est peut-être bon de ne pas rester jusqu’au bout un homme technique, car je crois qu’il peut être fort mauvais qu’un directeur ou un administrateur prépare lui-même la solution des questions dont il a à s’occuper; cela peut même être fort dangereux. 11 faut cependant et il suffit qu’il reste assez technicien pour pouvoir se former une opinion sur les questions qu’il a à trancher et ne pas se laisser aller à l’opinion de sentiment qu’il a pu conserver.
- Vous aurez, Messieurs, à étudier un certain nombre de questions fort intéressantes et fort importantes, qui sont de celles qui, à l’heure actuelle, nous préoccupent les uns et les autres. J’espère que de vos discussions jaillira pour nous plus de lumière.
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- 2e SECTION I TRACTION ET MATÉRIEL.
- Vous avez, Messieurs, à composer votre bureau. La Commission permanente vous propose de désigner, pour présider vos travaux, Mr Gerstner, conseiller de régence, chargé de la représentation des directeurs de la direction impériale royale pour les lignes de la société des chemins de fer de l’État autrichien. (Applaudissements.) Je suis heureux de constater que vos applaudissements ratifient le choix de la Commission.
- Je vous propose en outre, au nom de la Commission permanente, de désigner :
- 1° Comme vice-presidents : Mr Busse, administrateur, directeur du matériel et de la traction des chemins de fer de l’État danois; Mr Flury, vice-président de la direction générale des Chemins de fer fédéraux suisses; Mr Ernest Gérard, secrétaire général du ministère des chemins de fer, postes et télégraphes de Belgique, et Mr Steinbiss, conseiller intime supérieur de construction à l’Olïïce central des chemins de fer de l’État prussien ;
- 2° Comme secrétaires principaux : Mr Antochine, membre du conseil technique du ministère des voies de communication de Russie; Mr Mazen, ingénieur
- du service électrique des chemins de fer de l’État français, et Mr Paul-Dubois, ingénieur principal du matériel et de la traction du chemin de fer d’Orléans.
- S’il n’y a pas d’observations, je déclare ces propositions adoptées. Il ne me reste plus, Messieurs, qu’à céder le fauteuil de la présidence à Mr Gerstner qui se chargera de régler l’ordre et la marche de vos travaux. (Applaudissements.) (Mr Gerstner remplace M1 Beaugey au fauteuil de la présidence.)
- Mr Gerstner. — Messieurs, je ne puis que remercier Mr Beaugey pour les paroles si aimables qu’il vient de prononcer et vous exprimer toute ma reconnaissance pour l’honneur que vous me faites en m’appelant à diriger vos travaux. Je me permets de compter sur votre bienveillant concours et je vous promets de mon côté de consacrer toute mon activité à l’accomplissement de ma tâche. (Applaudissements.)
- — La Section, sur la proposition du président, complète ensuite son bureau et arrête un ordre du jour provisoire.
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- 2e SECTION : TRACTION ET MATERIEL
- [ 621 .131.2 & 626 .216 ] QUESTION V
- EMPLOI DE L’ACIER
- ACIERS SPÉCIAI'X
- A. Emploi de l’acier dans la construction du matériel de traction et de
- transport. Voitures et wagons entièrement en acier.
- B. Emploi des aciers spéciaux et à haute résistance pour la confection des
- divers organes du matériel de traction et de transport (bandages, essieux, ressorts, attelages, chaudières, etc.).
- Rapporteurs :
- Amérique. — Littéra A. — Mr D. F. Crawford, general snperintendent of motive power, Pennsylvania Lines West of Pittsburgli.
- Tous les pays, sauf VAmérique. — Littéra A. — Mr Ernest Szlabey, inspecteur principal, sous-directeur au service du matériel et de la traction des chemins de fer de l'Etat hongrois.
- Amérique. — Littéra B. — Mr R. L. Ettenger, Consulting mechanical engineer, Southern Railway.
- Pays faisant partie de l’Union allemande. — Littéra B. — Mr Otto Hônigsberg, ingénieur à la Société des chemins de fer du Sud de l’Autriche.
- Grande-Bretagne. — Littéra B. — Mr Wilson Worsdell, chief mechanical engineer, North Eastern Railway.
- Autres pays. — Littéra B. — Mr Le Rlant, ingénieur du service des réceptions et atelier des essais mécaniques de la Compagnie des chemins de fer de l’Est français.
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- QUESTION V
- TABLE DES MATIÈRES
- Pages.
- Exposé a0 1 (littéra B) (tous les pays, sauf l’Amérique, les pays faisant partie de l’Union allemande et la Grande-Bretagne), par Mr Le Blant. (Voir le Bulletin
- de juillet 1909, p. 615.)................................................Y — 5
- Exposé n° 4 (littéra.B) (Amérique), par Mr R. L. Ettenger. (Voir le Bulletin
- d’avril 1910, p. 1789.)..................................................V — 25
- Exposé n° 3 (littéra B) (pays faisant partie de l’Union allemande), par Mr O. IIônigs-
- berg. (Voir Te Bulletin d’avril 1910, p. 2019.)..........................V — 35
- Exposé n° 5 (littéra A) (tous les pays, sauf l’Amérique), par Mr E. Szlabeï. (Voir
- le Bulletin de mai 1910, 2e fasc., p. 2467.).........- . . -...........V — 79
- Exposé n° 2 (littéra A) (Amérique), par Mr D. F. Crawford. (Voir le Bulletin de
- mai 1910, 2e fasc., p. 2743.)............................................V — 159
- Exposé n° 6 (littéra B) (Grande-Bretagne), par Mr W. Worsdell. (Voir le Bulletin
- de juin 1910, p. 3283.) .................................................V — 243
- Discussion en section.......................................................V — 255
- •Rapport de la 2® section. ...x.............................................V — 281
- Discussion en séance plénière...............................................V — 281
- Conclusions.................................................................V — 286
- N. B. — Voir aussi les tirés à part (à couverture brune) nos 2, 44, 48, 53 et 62.
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- [ 621 .131.2 & 626 .216 ]
- EXPOSÉ N° 1
- (tous les pays, sauf l’Amérique, la Grande-Bretagne et les pays faisant partie de l’Union allemande)
- Par Mr LE BLANT,
- INGÉNIEUR DU SERVICE DES RÉCEPTIONS ET ATELIER DES ESSAIS MÉCANIQUES DU MATÉRIEL ET DÉ LA TRACTION DE LA COMPAGNIE DES CHEMINS DE FER DE L’EST FRANÇAIS.
- I. — Considérations générales.
- Cent cinquante-deux compagnies ou réseaux ont été consultés sur cette question : vingt-sept seulement ont répondu. Sur ce nombre, quinze n’emploient pas, même à titre d’essai, d'aciers spéciaux et douze en emploient. La proportion des intéressés actuels à la question est donc seulement de 8 p. c.
- En se tenant à la rédaction stricte de la question, on voit qu’un acier doit, pour y répondre, être à la fois à haute résistance et avoir une composition chimique spéciale. Pour ne pas éliminer trop de réponses, nous avons eu l’honneur d’entrer en relations épistolaires avec nos distingués collègues, rapporteurs pour les autres pays, et'nous nous sommes mis d’accord pour interpréter largement le texte, en considérant comme rentrant dans la question les aciers donnant plus de 60 kilogrammes de résistance par millimètre carré de section primitive à l’essai de traction. La question des aciers à ressorts, qui rentrent tous dans cette catégorie, a été réservée.
- Dans ces conditions, les seules matières pour lesquelles nous avons eu des réponses et qui, par suite, font l’objet du présent rapport, sont :
- Les essieux coudés de locomotives ;
- Les bandages ;
- Enfin, quelques pièces diverses.
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- On voit, par cette brève énumération, que l’emploi d’aciers spéciaux dans le matériel de chemins de fer des régions qui nous occupent, est encore restreint.
- Nous croyons personnellement que, dans l’avenir, les conditions de travail des métaux en service deviendront de plus en plus difficiles à remplir, et qu’on sera amené, par la force des choses, à chercher la solution de durée alliée à une légèreté relative des pièces, par un emploi de plus en plus étendu d’aciers spéciaux.
- II. — Essieux coudés de locomotives.
- Danemark et Bulgarie.
- L’État danois et l’État bulgare emploient des essieux coudés en acier à teneur de 5 à 7 p. c. de nickel, donnant 60 kilogrammes de résistance, avec 18 p. c. d’allongement et de 40 à 45 p. c. de striction à l’essai de traction.
- Ces réseaux n’ont pas donné de résultats en service comparativement avec les essieux coudés en métal ordinaire.
- Italie..
- L’État italien emploie des essieux coudés à 5 p. c. de nickel donnant de 55 à 70 kilogrammes de résistance avec 18 p. c. d’allongement mesuré sur 200 millimètres et 38 kilogrammes de limite des allongements proportionnels à l’essai de traction. On fait, en outre, un essai au choc sur entaille et un pliage après trempe.
- Des incidents en service ont été attribués à une trop forte teneur en nickel et cette teneur a été ramenée à 5 p. c., ce qui a fait disparaître les ruptures.
- Ce réseau ne nous a pas donné de chiffres de parcours.
- France.
- En France, les Compagnies du Midi et de l’Orléans n’ont pas encore de résultats en service. Elles emploient des aciers au nickel-chrome trempés et recuits. Ces aciers donnent en long de 60.5 à 75.6 kilogrammes de résistance avec 18 à 26 p. c. d’allongement sur 1/66.67S et de 41.5 à 58.8 kilogrammes de limite des allongements proportionnels. La striction varie de 59 à 62 p. c. La Compagnie du Midi impose un essai au choc sur éprouvettes en long. L’éprouvette est ensuite pliée à la presse jusqu’à rupture ou jusqu’à bloc. La composition chimique varie, pour le nickel, de 1 à 1.4 p. c., et pour le chrome de 0.25 à 0.35 p. e. Au Midi il y a 21 p. c. d’essieux au chrome-nickel par rapport à l’effectif total des essieux coudés. Il n’y a que quelques essieux en essais à l’Orléans.
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- La Compagnie de l’Est a en essai des essieux au chrome-nickel et au nickel trempés et recuits :
- 1° Les essieux au chrome-nickel donnent en moyenne 70 kilogrammes de résistance et 21 p. c. d’allongement sur \/ 66.67S. L’essai au choc sur éprouvettes consiste en un choc, sans criques, ni ruptures, de 1,500 kilogrammètres sur un barreau de 30 X 30 millimètres, avec écartement d’appuis de 160 millimètres;
- 2° Les essieux au nickel donnent 67.7 kilogrammes de résistance moyenne avec 18.2 p. c. d’allongement sur \/66.67S. L’essai au choc sur éprouvettes est le même que pour les essieux au chrome-nickel.
- Toutes les éprouvettes sont découpées en long.
- La composition chimique des [aciers au chrome-nickel a donné en moyenne 1.5 p. c. de nickel et 0.2 p. c. de chrome.
- D’autres essieux en acier au chrome-nickel et en acier mangano-siliceux sont en essai, mais leurs parcours actuels sont trop insignifiants pour qu’on puisse les mentionner.
- Comme résultats en service, nous pouvons citer les parcours suivants relevés au 31 décembre 1908 :
- 473,000 kilomètres, moyenne (de 349,000 à 540,000) pour des machines à grande vitesse 4-4-0 ;
- 530,000 kilomètres, moyenne (de 489,000 à 574,000) pour des machines 4-6-0, trains express ou marchandises accélérées.
- Mais aucun des essieux en acier ordinaire montés sur ces deux séries de machines n’a encore été retiré du service. La proportion des essieux en acier spécial, par rapport à l’effectif des essieux en service, est de 14 p. c. pour les machines 4-4-0 et 3 p. c. pour les machines 4-6-0. Dans ce dernier nombre, sont compris les essieux à 6 p. c. de nickel, dont un a été retiré du service pour fissure au tourillon, après un parcours de 287,000 kilomètres.
- L’avenir nous apprendra si la pratique italienne, de limiter à 5 p. c. de nickel, est justifiée, comme semblent le montrer les renseignements italiens et l’incident relaté ci-dessus.
- La Compagnie du Nord emploie des essieux au chrome-nickel trempés et recuits, donnant en moyenne 67 kilogrammes de résistance, 19.6 p. c. d’allongement sur 100 millimètres, 49 kilogrammes de limite des allongements proportionnels et 61 p. c. de striction sur éprouvettes en long. Pas d’essai au choc officiel.
- L’effectif des essieux en acier spécial par rapport aux essieux coudés en service est de 8.6 p. c.
- Les gains de parcours ont varié avec les séries de machines de 6 à 117 p. c.
- La Compagnie du Nord paraît disposée à étendre l’emploi de ces essieux coudés en acier au chrome-nickel.
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- La Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée emploie des essieux en acier au chrome-nickel trempés et recuits et des essieux en acier au nickel.
- 1° Essieux en acier au chrome-nickel.
- Les chrome-nickel donnent 64 à 87 kilogrammes de résistance, de 15 à 23 p. c. d’allongement sur \/80S, de 38.6 à 64 kilogrammes de limite des allongements proportionnels. Un essai au choc suivi de pliage à la presse jusqu’à rupture ou jusqu’à bloc sur éprouvettes.
- Tous les essais ont lieu en long.
- La composition chimique a varié pour le chrome de 0.12 à 0.5 p. c. et pour le nickel de 1.07 à 2.6 p. c.
- Les essais sont peu avancés : on remarque cependant quelques ruptures prématurées, telles que : 1° 150,000 kilomètres contre 332,000 kilomètres pour le métal ordinaire, l’effectif en métal spécial étant de 33 p. c. pour cette série de machines. Mais il y a encore deux essieux sur quatre en service depuis 1897; 2° 48,000 kilomètres contre 119,000 kilomètres pour les essieux en métal ordinaire. Mais il y a encore un essieu sur deux en service depuis 1897 sur cette série de machines — les essieux en métal spécial forment 3 p. c. de l’effectif de la série; 3° 176,000 kilomètres contre 322,000 kilomètres pour un effectif en métal spécial de 33 p. c. Mais il y a encore quatre essieux sur cinq en service depuis 1899. On trouve aussi des parcours plus satisfaisants avec 246,000 kilomètres pour l’acier spécial contre 232,000 kilomètres pour l’acier ordinaire avec un effectif de 24 p. c. en acier spécial et quinze essieux sur dix-huit encore en service depuis 1900.
- 2° Essieux en acier au nickel.
- 3 p. c. de l’effectif n’ont donné que des résistances inférieures à 60 kilogrammes et par suite ne rentrent pas dans le cadre adopté. 6 p. c. ont donné de 55 à 63.6 kilogrammes de résistance avec 17.6 à 24.5 d’allongement sur |/80S et 42 à 52 kilogrammes de limite des allongements proportionnels. Un essai au choc continué par un pliage à la presse jusqu’à rupture ou jusqu’à bloc sur éprouvettes.
- Tous ces essais ont lieu en long. Ces essieux étaient commandés à 6 p. c. de nickel.
- Les parcours ont été de 225,000 kilomètres contre 275,000 kilomètres pour les essieux en métal ordinaire avec un effectif de 28 p. c. Il y a encore trois essieux sur cinq en service depuis 1900 pour une série de locomotives et cinq sur cinq sur une autre série.
- Suisse.
- La Compagnie du Gothard emploie l’acier au nickel pour les essieux coudés des compounds donnant de 59 à 61 kilogrammes de résistance avec 20 à 21 p.c. d’allongement sur 100 —-,—— avec 46 à 49 p. c. de striction. h
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- La teneur en nickel varie de o à 7 p. c. Cette compagnie n’a pas donné de résultats de parcours.
- Les Chemins de fer fédéraux emploient l’acier au nickel pour les essieux coudés de locomotives à deux, trois et quatre cylindres compound et à trois cylindres à surchauffe. Cet acier donne de 60 à 67.5 kilogrammes de résistance avec 18 à 21 p. c. d’allongement sur 200 millimètres ou 11.3 j/ F et 45 à 52 p. c. de striction. Ce réseau n’étendra pas l’emploi des essieux au nickel n’ayant pas de ruptures avec l’acier ordinaire et n’ayant pas, jusqu’à présent, remarqué de différences d’usure entre les parties frottantes des deux nuances d’acier employées.
- CONCLUSIONS GÉNÉRALES.
- Il semble que l’on peut tirer des faits énoncés précédemment les conclusions suivantes :
- 1° Emploi actuel.
- Un nombre assez important de compagnies de chemins de fer fait des essais d’essieux coudés de locomotives en acier spécial à haute résistance. La période d’essais n’est pas terminée et il n’y a que la Compagnie du Nord (France) qui paraisse décidée actuellement à en étendre l’emploi.
- 2° Essais mécaniques.
- Tous les aciers spéciaux essayés jusqu’à présent ne donnent de bons résultats que sur les éprouvettes prélevées en long. Les parties de l’essieu coudé qui travaillent en travers et dans lesquelles ont lieu en général les fissures, expliquent au point de vue essais les ruptures prématurées relevées en service.
- 3° Métallurgie.
- Les métaux spéciaux nécessitent toujours des traitements thermiques, trempes et recuits, que les aciéries productrices sont à même de déterminer pour leurs produits.
- Les aciers au nickel semblent jusqu’à présent donner de moins bons résultats que les aciers au chrome-nickel, surtout lorsque leur teneur atteint ou dépasse 6 p. c. de nickel. Il y a lieu toutefois de remarquer que la teneur en carbone modifie d’une façon très importante les propriétés d’aciers au même pourcentage de nickel ; on ne doit donc pas être trop absolu en ce qui concerne la teneur maximum en nickel.
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- 4° Développement futur de l’emploi de ces aciers.
- D’après les premiers résultats de parcours d’essieux en acier ordinaire sur des locomotives Est 4-6-0 à roues motrices de 2 mètres, nous pensons que c’est le facteur « vitesse » qui influe le plus sur la durée de l’essieu coudé, toutes choses égales d’ailleurs. Comme les vitesses ne sont pas près de diminuer et que les aciers ordinaires n’accomplissent pas des parcours suffisamment élevés pour certaines séries de machines, nous pensons que l’emploi se généralisera au moins pour les grandes vitesses. Les résultats des essais en cours permettront de mieux préciser les meilleures compositions chimiques à employer.
- III. — Bandages.
- Danemark, Bulgarie.
- L’État danois et l’État bulgare emploient des bandages analogues aux bandages de la catégorie B du cahier des charges unifié des chemins de fer français, dont il est question plus loin. La seule différence est que ces réseaux imposent quelquefois la fabrication de l’acier au creuset, tandis que les réseaux français la laissent fabriquer au four à sole.
- Nous n’avons pas reçu de renseignements sur les résultats en service de ces bandages.
- Italie.
- Les chemins de fer de l’État italien emploient pour les locomotives et tenders des bandages en acier au creuset donnant de 75 à 85 kilogrammes de résistance avec de 15 à 12 p. c. d’allongement sur 50 millimètres. L’essai au choc consiste en trois chocs de 5,000 kilogrammètres, sans criques^ni ruptures.
- Nous n’avons pas reçu de renseignements sur les résultats en service de ces bandages.
- France.
- Toutes les compagnies françaises emploient des bandages à 70 kilogrammes minimum de résistance et 14p. c. d’allongement suri/66.67S d’une façon courante. Ces bandages subissent comme condition de réception, qualité B : trois chocs de 10,000 kilogrammètres ; qualité C : six chocs de 10,000 kilogrammètres ; qualité D : essai de déformation à la presse, suivi de redressement au choc; sans criques, ni ruptures, suivant les réseaux qui les commandent. On essaie un bandage par coulée. Nous ne ferons intervenir qu’à titre de comparaison ces bandages dans ce qui suit, ne les considérant pas comme rentrant dans le cadre du rapport.
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- La Compagnie d’Orléans a appliqué, en 1892, vingt bandages sur machines de gare, en acier donnant 88.8 kilogrammes de résistance et 9.2 p. c. d’allongement. A la suite de ruptures en service, elle a retiré d’office les quinze bandages restants. Ils avaient parcouru environ 40,000 kilomètres et usaient au moins autant, si ce n’est plus, que les bandages en acier ordinaire.
- La Compagnie de l’Est a mis récemment en essais trois aciers extra-durs : 1° au carbone, 2° au chrome, 3° au nickel.
- Leurs compositions chimiques sont les suivantes :
- Carbone. Silicium. Manganèse. Chrome. Nickel.
- Pour cent. Pour cent. Pour cent. Pour cent. Pour cent.
- Au carbone De 0.65 à 0.59 De 0.25 à 0.39 De 0.73 à 0.52
- Au chrome 0.58 De 0.27 à 0.31 De 0.61 à 0.59 De 0.53 à 0.47
- Au nickel 0.6 >3
- Les bandages au carbone sont trempés et recuits, les bandages au chrome ne subissent aucun traitement thermique, mais sont finis de laminage à basse température, enfin les bandages au nickel sont finis de laminage à basse température et subissent un recuit dont la température maximum n’atteint pas 700°. Les conditions de réception sont celles des bandages C du cahier des charges unifié (six coups de 10,000 kilogrammètres) mais les résistances devaient être au moins de 85 kilogrammes avec 7 p. c. d’allongement sur {/66.67S.
- L’acier à bandages C donne comme composition moyenne en p. c. : carbone, 0.51 ; manganèse, 0.73 avec quelquefois 0.25 de silicium.
- Les bandages extra-durs ont été montés sur des roues de bissels, des roues accouplées, des roues de bogies et des roues de tenders fortement chargées. Ces trois derniers genres d’essieux sont freinés.
- Les résultats actuels en service sont les suivants, les parcours étant ceux calculés pour une usure au roulement de 3.5 millimètres.
- Bissels. Roues accouplées. Bogies. Tenders.
- Au carbone 34,000 kilomètres (p. . 47,000 kilomètres. 77,000 kilomètres. 84,000 kilomètres.
- Au chrome 65,000 — 53,000 — 97,000 — 60,000 — p).
- Au nickel 65,000 - 97,000 — 84,000 —
- Acier C ordinaire . . 37,000 — 35,000 - 51,000 — 83,000 —
- Mais il y a lieu de remarquer que le grand parcours avant usure normale n’est pas la seule qualité que l’on doive demander à un bandage en dehors de la non-fragilité qui doit tout primer.
- (9 Ces résultats peuvent être sujets à caution, par le fait qu’ils portent sur un très petit nombre d’essais et que l’influence d’un fait isolé peut fausser dans de fortes proportions la moyenne.
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- Il arrive fréquemment, en effet, que des lamelles analogues à des pailles se détachent plus ou moins complètement de la surface de roulement et nécessitent, soit un retournage anticipé, soit le retrait d’un bandage dont l’épaisseur moyenne est encore loin de l’épaisseur limite réglementaire. Ces sortes de défauts .sont très onéreux parce qu’ils entraînent non seulement une réduction considérable d’épaisseur lors du retournage du bandage, mais aussi une réduction correspondante du second bandage du même essieu, qui souvent n’aurait eu besoin que d’un léger rafraîchissement au roulement. Nous ne sommes pas fixés sur l’origine de ces défauts, que les compagnies ont naturellement tendance à attribuer à des soufflures initiales de l’acier et que les aciéristes attribuent aux coups de freins et aux chocs sur les abouts de rails ou appareils de voie.
- Quoi qu’il en soit, si nous classons les quatre nuances d’acier employées à l’Est, l’ordre de mérite serait le suivant :
- 1° acier au nickel ;
- 2° acier au chrome ;
- 3° acier au carbone ;
- 4° acier ordinaire C du cahier des charges unifié.
- Il y a lieu de remarquer que ces deux derniers aciers donnent des résultats sensiblement équivalents.
- Dans ces essais de bandages, les usures varient non seulement avec les séries de machines et tenders, mais aussi, ait moins sur le réseau de l’Est, avec les dépôts auxquels sont affectés les engins. Cela revient à dire que les usures varient avec le profil des voies, puisqu’une machine affectée à un dépôt ne se meut en principe que sur une section bien déterminée du réseau. Ces variations sont très importantes et peuvent atteindre du simple au double de parcours, pour une même usure : il y a donc lieu d’en tenir grand compte dans l’établissement de la statistique.
- Suisse.
- Chemin de fer rhétique. — Ce réseau emploie des bandages donnant de 70.4 à 93.4 kilogrammes de résistance avec 11.8 à 16.9p.c. d’allongement et de 24 à 60 p.c. de striction pour les voitures et wagons, à deux ou quatre essieux freinés avec maximum de charge de 10 tonnes par essieu. L’essai au choc des bandages a lieu suri p.c., avec minimum d’un essai par coulée. Les chocs de 3,000 kilogrammètres doivent amener une réduction de diamètre intérieur d’au moins 12 p. c. avant crique ou rupture. Les bandages de locomotives sont constitués par le même acier, mais ils sont agrafés tandis que les bandages de voitures et wagons sont fixés par boulons.
- Nous n’avons pas reçu de renseignements sur les résultats en service de ces bandages.
- Chemin de fer du Gothard. — Ce réseau emploie des bandages en acier Martin
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- donnant en moyenne 75 kilogrammes de résistance, 16 à 18 p. c. d’allongement
- calculé sur 100 —— et 30 à 40 p. c. de striction. Ils subissent un essai au choc
- l/o
- avec puissances kilogrammétriques variant de 3,000 à 5,000 kilogrammètres. On obtient jusqu’à quinze coups de mouton avant rupture. Çes bandages sont recuits avec refroidissement lent après laminage.
- Ils sont montés sur essieux chargés de 15 à 16 tonnes pour les moteurs et de 10 à 14.5 tonnes pour les porteurs. Ils sont freinés de 60 à 70 p. c. du poids adhérent. Ils sont fixés sur la jante au moyen de cercles de retenue et de vis. On sertit avec précaution.
- Les résultats en service par comparaison avec les bandages en acier ordinaire sont les suivants :
- — Usure par 1,000 kilomètres de parcours.
- Bandages spéciaux Bandages ordinaires. . . 0.104 à 0.119 millimètre. 0.152 à 0.176 —
- Le parcours moyen avant le premier retournage pour les bandages spéciaux.est de 50,000 kilomètres pour les locomotives à grande vitesse et de 70,000 à 80,000 kilomètres pour les autres locomotives.
- Chemins de fer fédéraux. — Ils utilisent des bandages en acier au creuset, à 80 kilogrammes de résistance et 10 p. c. d’allongement sur 200 millimètres. Ils sont essayés au choc dans la proportion de 1 p. c. de la fourniture et doivent supporter une réduction de 12 p. c. du diamètre, sans criques, ni rupture. Un «hoc de 3,000 kilogrammètres est appliqué et augmenté de 500 kilogrammètres par «hoc suivant tant que la flèche du coup précédent est inférieure à 10 millimètres. On pousse l’essai au moins jusqu’à la réduction de 12 p. c. du diamètre.
- Nous n’avons pas reçu de résultats en service de ces bandages.
- CONCLUSIONS GÉNÉRALES.
- U semble que l’on peut tirer des faits énoncés précédemment les conclusions suivantes :
- 1° Emploi actuel.
- Un nombre assez important de compagnies de chemins de fer emploient couramment l’acier à 70 kilogrammes minimum de résistance. Mais il y a actuellement peu d’essais d’acier à plus de 80 kilogrammes minimum de réception.
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- 2° Essais mécaniques.
- Toutes les compagnies se préoccupent, à juste titre (Tailleurs, de s’assurer de la non-fragilité des bandages par des essais de choc. Plus le bandage est dur et plus on doit, à notre avis, être rigoureux dans l’obtention des résultats aux chocs imposés.
- 3° Métallurgie.
- D’après les expériences de la Compagnie de l’Est, nous voyons que les métallurgistes se sont efforcés d’atteindre la dureté imposée tout en écartant la crainte de fragilité : 1° par traitements thermiques; 2° par addition de chrome ou de nickel. Nous pensons, d’après ces résultats, que c’est le deuxième procédé qui est le meilleur actuellement.
- 4° Développement futur de l’emploi de ces aciers.
- La dureté des rails actuels est analogue à celle des bandages ordinaires, les vitesses et les charges vont en augmentant, ou tout au moins ne sont pas près de diminuer. Nous croyons, qu’au moins pour certains essieux spécialement chargés ou freinés, on sera fatalement conduit à utiliser les bandages d’une dureté supérieure à celle de 70 kilogrammes actuellement employée d’une façon courante par plusieurs réseaux.
- IV. — Pièces diverses.
- Danemark.
- L’Etat danois emploie de l’acier analogue à celui de ses bandages pour les contre-manivelles et de l’acier au nickel analogue à celui de ses essieux coudés pour les boutons de manivelle et les boutons de têtes de bielles.
- Nous n’avons pas reçu de résultats en service de ces aciers.
- Italie.
- L’État italien emploie pour les tiges de piston, les têtes croisées et leurs guides, de l’acier au creuset de 65 kilogrammes minimum de résistance et de 12 p. c. minimum d’allongement sur 200 millimètres.
- Nous n’avons pas reçu de résultats en service de ces aciers.
- France.
- Diverses compagnies françaises emploient des sellettes de suspension de ressorts de locomotives en acier coulé au manganèse. Cet acier fort dur ne peut se travailler
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- qu’à la meule. Il présente l’avantage sur les aciers cémentés et trempés cl’avoir'une dureté constante sur toute son épaisseur et par suite une usure plus régulière en service.
- Le Nord français a en essai des essieux droits de locomotives, 1.5 p. c. de l’effectif en service. Ces essieux sont en acier au chrome-nickel, comme celui des essieux coudés. Toujours dans la même nuance d’acier, cette compagnie a en service un certain nombre de manivelles et de boutons de manivelle.
- Les essais ne sont pas encore assez avancés pour avoir des résultats en service.
- Suisse.
- Les Chemins de fer fédéraux suisses emploient des tiges de suspension de ressorts en acier au nickel donnant 60 kilogrammes de résistance, 18 p. c. d’allongement et 45 p. c. de striction.
- Nous n’avons pas reçu de renseignements sur les résultats en service.
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- ANNEXE.
- Questionnaire détaillé relatif à la question V-B.
- I. — Bandages en aciers spéciaux et à haute résistance.
- Emploi.
- 1. Faites-vous emploi courant de ces bandages?
- 2. Faites-vous emploi à titre d’essai ? o. Comptez-vous faire un essai :
- 4. Sur essieux :
- — moteurs —
- 5. Fortement chargés (locomotives et tenders). Indiquer le poids moyen par essieu.
- 6. Freinés (locomotives et tenders). A combien pour cent du poids du véhicule?
- — porteurs —
- 7. (Pour voitures et wagons) ?
- Conditions de fabrication.
- 8. Imposées : sur sole, au creuset, à la cornue.
- 9. Tronçonnage de gros lingots ou un lingot par bandage.
- 10. Importance des chutes imposées.
- 11. Fabrication libre : quelles sont les conditions ci-dessus choisies par les aciéristes ?
- 12. Quel est le traitement thermique subi par le bandage après laminage ?
- Conditions de réception.
- 13. Traction : résistance en kilogrammes par millimètre carré de la section primitive : imposée,
- obtenue.
- Allongement pour cént de la longueur entre repères : imposé, obtenu. •
- Sur quelle formule est calculé lè pour cent de l’allongement?
- Limite élastique ou des allongements proportionnels : imposée, obtenue.
- Striction ou contraction : imposée, obtenue.
- Les conditions imposées sont-elles des minimums ou des moyennes ?
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- 14. Essais au choc :
- Poids du mouton.
- Hauteur de chute : appliquez-vous une proportion entre la hauteur de chute et l’épaisseur ou le diamètre des bandages essayés. Quelle est cette proportion?
- Nombre de coups de mouton avant rupture : imposés, obtenus.
- Quelles sont les mesures relevées après chaque coup de mouton ?
- 1 S. Essais à la presse ou divers.
- 16. Composition chimique : imposée, réelle.
- Résultats en service.
- 17. Usure moyenne comparée avec les bandages en acier ordinaire montés sur les mêmes
- véhicules.
- 18. Parcours moyen avant le premier retournage.
- 19. Sur combien de bandages portent ces renseignements?
- 20. Quel est le pourcentage des bandages spéciaux par rapport aux bandages en acier ordinaire
- en service ?
- 21. Comment les ba,ndages sont-ils fixés sur la jante : boulons, vis, agrafes?
- 22. Prend-on des précautions spéciales à l’embattage pour éviter les tapures, éviter la dénatura-
- tion du grain donné par l’aciérie, éviter les criques au sertissage, dans le cas d’agrafes?
- 25. Ruptures ou incidents en service ou à l’atelier.
- 24. Etes-vous disposés à étendre l’emploi de ces bandages et dans quelle proportion?
- II. — Essieux en aciers spéciaux et à haute résistance.
- I. — Essieux coudés.
- Emploi.
- 1. Faites-vous emploi courant de ces essieux ?
- 2. Faites-vous emploi à titre d’essai ?
- 3. Comptez-vous faire un essai :
- 4. Sur locomotives à deux, trois ou quatre cylindres, compound ou à simple expansion?
- 5. Position de l’essieu coudé par rapport aux autres essieux. Est-il accouplé?
- Conditions de fabrication.
- 6. Imposées : sur sole, au creuset, à la cornue.
- 7. Importance des chutes imposées dans les lingots.
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- 8. Fabrication libre : quelles sont les conditions ci-dessus choisies par les aciéristès ?
- 9. Quel est le traitement thermique subi par l’essieu après forgeage et dégrossissage s’il y
- lieu ?
- Conditions de réception.
- 10. Traction : Résistance en kilogrammes par millimètre carré de la section primitive imposée, obtenue.
- Allongement pour cent de la longueur entre repères : imposé, obtenu.
- Sur quelle formule est calculé l’allongement pour cent ?
- Limite élastique ou des allongements proportionnels : imposée, obtenue.
- Striction ou contraction : imposée, obtenue.
- Les conditions imposées sont-elles des minimums ou des moyennes ?
- i 1. Essais au choc :
- Dimensions des éprouvettes.
- Mode de prélèvement : en bout, dans les coudes, en long ou en travers.
- Poids du mouton et'hauteur de chute.
- Nombre de coups.
- Distance entre appuis.
- Faces de l’éprouvette qui reçoivent les coups successifs.
- Résultats imposés.
- Résultats obtenus.
- 12. Autres essais.
- 13. Composition chimique : imposée, obtenue.
- Résultats en service.
- 14. Cause de retrait du service.
- la, Nombre de kilomètres moyen suivant les types de locomotives avant le retrait du service.
- 16. Comparaison avec les essieux en métal ordinaire pour les mêmes séries de locomotives.
- 17. Pourcentage des essieux en métal spécial par rapport aux essieux en métal ordinaire.
- 18. Ruptures ou incidents en service.
- 19. Etes-vous disposés à étendre l’emploi de ces essieux et dans quelle proportion?
- IL — Essieux droits.
- Emploi.
- 1, Faites-vous emploi courant de ces essieux?
- 2. Faites-vous emploi à titre d’essai ?
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- 3. Comptez-vous faire un essai :
- 4. Sur locomotives à deux, trois ou quatre cylindres, compound ou à simple expansion? o. Ces essieux sont-ils moteurs, accouplés, ou simplement porteurs?
- Conditions de fabrication.
- 6. Imposées : sur sole, au creuset, à la cornue.
- 7. Importance des chutes imposées dans les lingots.
- 8. Fabrication libre : quelles sont les conditions ci-dessus choisies par les aciéristes?
- 9. Quel est le traitement thermique subi par l’essieu après forgeage et dégrossissage s’il y a
- lieu?
- Conditions de réception.
- 10. Traction : Résistance en kilogrammes par millimètre carré de la section primitive : imposée, obtenue.
- Allongement pourcent delà longueur entre repères : imposé, obtenu.
- Sur quelle formule est calculé l’allongement pour cent?
- 4 Limite élastique ou des allongements proportionnels : imposée, obtenue.
- Striction ou contraction : imposée, obtenue.
- Les conditions imposées sont-elles des minimums ou des moyennes?
- i 1. Essais au choc :
- — sur éprouvettes —
- Dimensions des éprouvettes.
- Poids du mouton et hauteur de chute.
- Nombre de coups.
- Distance entre appuis.
- Faces de l’éprouvette qui reçoivent les coups successifs.
- Résultats imposés.
- Résultats obtenus.
- — sur pièces : —
- Eprouvez-vous les fusées, les corps?
- Quelles sont les règles suivies : pour le poids du mouton ; la hauteur de chute ; le nombre de coups ?
- Pour les fusées et les corps suivant leurs dimensions. Ecartement des points d’appui ou encastrement.
- Faites-vous des flexions et redressements des fusées et des corps au choc ?
- Quelles sont les mesures relevées dans les flexions et contreflexions ?
- Résultats imposés.
- Résultats obtenus.
- 12. Autres essais.
- 13. Composition chimique : imposée, obtenue.
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- Résultats en service.
- 14. Cause de retrait du service.
- 15. Nombre de kilomètres moyen suivant les types de locomotives avant le retrait du service.
- 16. Comparaison avec les essieux en métal ordinaire pour les mêmes séries de locomotives.
- 17. Pourcentage des essieux en métal spécial par rapport aux essieux en métal ordinaire.
- 18. Ruptures ou incidents en service.
- 19. Etes-vous disposés à étendre l’emploi de ces essieux et dans quelle proportion ?
- 111. — Ressorts en aciers spéciaux et à haute résistance.
- Emploi.
- 1. Faites-vous emploi courant de ces aciers à ressorts?
- 2. Faites-vous emploi à titre d’essai ?
- 3. Comptez-vous faire un essai ?
- 4. Pour qùels genres de véhicules :
- Locomotives à essieux moteurs ou porteurs.
- Tenders.
- Voitures à voyageurs et fourgons.
- Wagons à marchandises.
- 8. Quelles sont les formes de ces ressorts spéciaux: à lames parallèles, en spirale, Timmis, etc.
- Conditions de fabrication.
- 6. Imposées : sur sole, au creuset, à la cornue.
- 7. Fabrication libre : quelles sont les conditions choisies par les aciéristes ?
- 8. Quelles sont les conditions de trempe et de recuit appliquées aux aciers à ressorts avant leur
- finition à l’état de ressorts ?
- Essais de réception.
- 9. Comment mesurez-vous l’allongement élastique de la barre choisie pour essais? Longueur de
- la barre, flèche de fabrication, charge d’essai, perte de flèche indiquant que la limite élastique est atteinte, etc.
- 10. Résultats imposés.
- Résultats obtenus.
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- i 1. Essais de traction sur l’acier :
- Dans quel état, au point de vue du traitement thermique subi, se trouve la barre dans laquelle on découpe l’éprouvette ? L’éprouvette subit-elle un traitement thermique ultérieur à son découpage ?
- Quelles sont les caractéristiques de traction que vous relevez?
- Résultats imposés.
- Résultats obtenus.
- I 2. Essais au choc :
- Dans quel état thermique sont les éprouvettes d’essais au choc (trempe, recuit, etc.) ? Dimensions des éprouvettes.
- Nombre et importance des chocs, poids du mouton, écartement des appuis, etc.
- Résultats imposés.
- Résultats obtenus.
- 15. Essais divers : cisaillage, trempe vive, etc.
- 14. Composition chimique : imposée, réelle.
- 18. Résultats en service :
- A combien d’allongement élastique faites-vous travailler le ressort sous charge normale ? Comparaison avec l’acier ordinaire à ce point de vue.
- Avachissement et rupture des ressorts en service.
- Aspect des cassures en service. Comparaison avec l’acier ordinaire.
- 1 G. Comptez-vous étendre l’emploi de ces aciers spéciaux et dans quelle proportion?
- IY. — Tôles en aciers spéciaux et à haute résistance.
- Emploi.
- i . Faites-vous emploi courant d’aciers spéciaux pour les tôles ?
- 2. Faites-vous emploi à titre d’essai?
- 8. Comptez-vous faire un essai ?
- 4. Pour quels usages : chaudières, longerons ?
- Conditions de fabrication.
- 8. Sur sole, au creuset.
- G. Éboutage des lingots ou tôles. Quelles sont îes proportions de chutes en tête et en pied du lingot ?
- Imposées.
- Faites par les aciéristes.
- 7. Quel est le traitement thermique subi par la tôle avant-la présentation en recette?
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- Conditions de réception.
- 8. Essais de traction :
- Caractéristiques délimité élastique, résistance, allongement pour cent (sur quelle formule), striction, etc.
- Imposées.
- Obtenues.
- 9. Essais de choc, pliages à chaud et à froid et divers.
- 10. Composition chimique : imposée, obtenue.
- Résultats en service.
- Difficultés d’emboutissage.
- Gain de poids par rapport à l’acier ordinaire.
- Corrosions dans le cas de chaudières.
- Ruptures par fentes ou fissures.
- 11. Dans quelle proportion ces tôles sont-elles en'service par rapport aux tôles en acier ordinaire?
- 12. Comptez-vous étendre l’emploi de ces tôles?
- Y. — Attelages en aciers spéciaux et à haute résistance.
- 1. Faites-vous emploi courant d’aciers spéciaux pour pièces d’attelage ?
- 2. Faites-vous emploi à titre d’essai?
- 3. Comptez-vous faire un ëssai ?
- 4. Quelles sont les pièces d’attelage que vous faites avec ces aciers spéciaux : vis, écrous,
- mailles, crochets?
- Conditions de fabrication.
- 3. Imposées : sur sole, au creuset.
- Choisies par les aciéristes.
- 6. Quel est le traitement thermique subi par la barre avant la présentation en recette?
- - Conditions de réception.
- 7. Essais de traction : Caractéristiques de limite élastique, résistance, allongement pour cent
- (sur quelle formule),-striction.
- 8. Essais de pliage, choc, etc.
- 9. Dans quel état thermique se trouvent les éprouvettes avant l’essai?
- 10. Composition chimique de l’acier : imposée, obtenue.
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- Résultats en service.
- •11. Quel est le traitement thermique subi par les pièces après forgeage ou étampage ?
- 12. Gain de poids.
- 1 o. Gain de résistance : essais de pièces en acier spécial comparés aux essais de- pièces en acier ordinaire du même type.
- 14. Dans quelle proportion se trouvent les pièces en acier spécial par rapport aux pièces similaires en acier ordinaire ou en fer?
- 1 o. Comptez-vous étendre l’emploi de ces aciers et dans quelle proportion ?
- Yï. — Pièces diverses sen aciers spéciaux et à haute résistance.
- Emploi.
- 1. Faites-vous emploi courant d’aciers spéciaux pour pièces'diverses ?
- 2. Pour quel genre de pièces ?
- 5. Quelles sont les caractéristiques d’essais physiques et chimiques de ces aciers ?
- 4. Comptez-vous étendre l’emploi et dans quelle proportion ?
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- [ 621 .131 .2 &_G28 .246 ]
- EXPOSÉ N- 4
- (Amérique)
- Par R. L. ETTENGER,
- INGÉNIEUR MÉCANICIEN CONSULTANT TU « SOUTHERN RAILWAY »
- La Commission permanente du Congrès international des chemins de fer nous ayant demandé un exposé sur l’emploi de l’acier spécial de haute résistance pour .a confection de differentes pièces des locomotives et du matériel roulant, nous avons envoyé le questionnaire suivant aux administrations adhérentes.
- Quarante-neuf compagnies nous ont fait parvenir une réponse.
- LISTE DES QUESTIONS.
- ESSIEUX.
- I. Lorsque vous avez substitué les essieux en acier aux essieux en fer, avez-vous, dans vos commandes, imposé des spécifications et prescrit des essais ?
- Si la fourniture était faite d’après des spécifications, pouvez-vous en fournir une copie ou indiquer la composition chimique prescrite et les conditions de Vessai au choc?
- 2 . En adoptant vos spécifications actuelles, quelle modification avez-vous apportée à la composition chimique ?
- 3. Avez-vous utilisé des aciers de composition spéciale ou des alliages contenant du nickel, du
- *
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- chrome, du vanadium, etc.? Dans l’affirmative, pouvez-vous donner la composition chimique, la charge de rupture, les conditions de l'essai au choc et les résultats que vous avez obtenus ?
- 4. Combien de temps ces essieux spèciaux sont-ils restés en service, et quelles étaient les dimensions de leurs fusées ainsi que la charge supportée par celles-ci :
- Pour les locomotives ?
- Pour le matériel de transport ?
- 5. Employez-vous ces essieux à titre de simple expérience ou les utiliserez-vous à tout votre matériel lourd ?
- 6. Yeuillez donner les résultats généraux que vous avez obtenus par l’emploi de Vacier de qualité supérieure pourda confection dès essieux des locomotives et du matériel roulant, ainsi que la composition chimique et les résultats des essais physiques fournis par les essieux qui vous ont donné toute satisfaction ?
- CHAUDIÈRES.
- \ . Employez-vous des chaudières et des foyers en acier fabriqué suivant vos propres spécifications, ou vous fiez-vous à votre fabricant ou à la marque de fabrique seulement ?
- 2. N employez-vous aucun autre acier que celui fabriqué sur sole? Employez-vous Vacier fabriqué sur sole acide, sursoie basique, ou bien les deux? Quelle différence trouvez-vous en service ?
- 3. Yeuillez fournir une copie de vos spécifications relatives aux aciers pour chaudières et donner les résultats moyens des essais physiques, particulièrement ceux qui se rapportent à la limite d’élasticité, à la charge de rupture et à l’allongement.
- 4. Avez-vous expérimenté ou employé des aciers spèciaux de grande résistance contenant du nickel, du vanadium, etc J Dans l’affirmative, veuillez donner les résultats obtenus au moyen de ces aciers et la composition chimique de ceux-ci. Ces aciers spéciaux vous ont-ils donné les résultats que vous en attendiez et continuez-vous à les utiliser ?
- 5. Yeuillez donner la composition chimique et indiquer les propriétés physiques de l’acier qui vous a donné les meilleurs résultats pour les foyers des chaudières à haute pression. Indiquez également la durée moyenne des foyers confectionnés au moyen du meilleur acier, et la qualité moyenne de l’eau employée en disant si elle est bonne, ordinaire ou mauvaise.
- 6. Avez-vous eu l’occasion de réduire le poids des tôles de chaudières à un minimum pour ne pas dépasser le poids de la locomotive que vous désiriez avoir ? Dans Vaffirmative, veuillez indiquer le facteur de sécurité employé, la pression de vapeur et les spécifications imposées pour la fourniture de l’acier. Pendant combien de temps ces générateurs ont-ils été en service et quels résultats avez-vous obtenus ?
- RESSORTS.
- 1. Achetez-vous les ressorts destinés aux locomotives et au matériel de transport en imposant clés spécifications pour l’acier, ou donnez-vous seulement les dimensions et la charge à supporter ? Employez-vous de l'acier fabriqué sur sole ou de l'acier au creuset ? Avez-vous employé des aciers spéciaux et particulièrement de Tacier au vanadium ?
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- 2. Veuillez donner la composition chimique des aciers qui ont donné les meilleurs résultats et indiquer les essais physiques imposés :
- Pour les ressorts des roues motrices ;
- Pour les ressorts de bogies ;
- Pour les ressorts de traction.
- Si vous avez employé des ressorts fabriqués au moyen d’aciers spéciaux de qualité supérieure, veuillez donner tous les renseignements que vous possédez au sujet de la fabrication, de la trempe, des conditions de fonctionnement et des résultats obtenus.
- BANDAGES.
- Veuillez comprendre dans votre réponse les bandages destinés aux locomotives et au matériel de transport, ainsi que les roues en acier coulées d’une pièce.
- • i. Achetez-vous vos bandages en imposant des spécifications qui comprennent la composition chimique et les propriétés physiques de l’acier ?
- Dans l'affirmative, veuillez fournir une copie de ces spécifications.
- Avez-vous employé des bandages fabriqués en acier spécial de qualité supérieure ? En acier fabriqué sur sole ou en acier au creuset ? Quelle est la composition chimique ? Quels sont les essais prescrits ?
- 2. Si vous avez employé des bandages spéciaux, veuillez dire à quelle espèce de matériel ils ont été placés, locomotives ou matériel de transport ? Prière d’indiquer le diamètre des roues, le poids supporté par chacune des paires de roues et le parcours effectué pour chaque 1 / 32 de pouce (0.794 millimètre) d'usure.
- 3. Combien de bandages fabriqués au moyen d’acier spécial de qualité supérieure avez-vous en service ? Continuerez-vous à les employer ? Si non, pourquoi?
- Veuillez établir la comparaison entre les résultats donnés par les bandages spéciauv en acier de qualité supérieure et ceux de fabrication ordinaire. Prière de fournir une reproduction du plan montrant la section transversale des bandages et leur mode d'attache.
- LONGERONS.
- 1. Employez-vous des longerons de locomotive en acier? Veuillez donner la composition chimique et les propriétés physiques de l’acier moulé qui vous a donné les meilleurs résultats pour la confection des longerons.
- 2. Avez-vous éprouvé des inconvénients résultant du bris de longerons en acier moulé, et êtes-vous parvenus à surmonter ces difficultés en employant des longerons en acier spécial de qualité supérieure ? Dans l’affirmative, veuillez donner la composition chimique complète et les résultats des essais des aciers des longerons brisés et de ceux qui les ont remplacés.
- 5. Avez-vous employé des longerons en acier au nickel, au chrome ou au vanadium? Quels ont été les résultats obtenus i Veuillez donner toutes les particularités constatées.
- 4. Dans quelle mesure avez-vous bénéficié de l’emploi d’acier de qualité supérieure pour la confection des longerons de locomotive, en tenant compte de la réduction de poids, du modèle et des réparations.
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- TIGES DR PISTON, MANIVELLES ET BIELLES MOTRICES.
- 1. Veuillez fournir une copie des spécifications relatives aux billettes ou pièces forgées brutes destinées à la confection des organes énumérés ci-dessus.
- Si vous réchauffez les pièces forgées, quel traitement thermique employez-vous ?
- Avez-vous utilisé d’une façon régulière ou à titre expérimental des aciers spéciaux de qualité supérieure pour la confection de ces pièces ?
- Dans l'affirmative, veuillez donner la composition chimique complète et les propriétés physiques des aciers, ainsi que les résultats obtenus en service.
- 2. Aviez-vous employé l’acier spécial de qualité supérieure en vue de diminuer le poids de la pièce ou parce que vous aviez éprouvé des inconvénients par suite de bris? Quels ont été les résultats? Comptez-vous continuer l’emploi des aciers spéciaux et dam quelle proportion ?
- DESSINS.
- Nous serions très heureux de recevoir des plans figurant les nouveaux et les anciens modèles, dans des cas où des pièces forgées ou moulées ont subi une réduction de poids ou de prix par suite de l’emploi d’aciers spéciaux de qualité Supérieure.
- Le texte de la question n’indiquant pas clairement à partir de quelle résistance un acier doit être considéré comme spécial 'ou de haute résistance, le Comité de Direction, après avoir revu la correspondance, a conseillé aux rapporteurs d’adopter comme minimum 85,337 livres par pouce carré (60 kilogrammes par millimètre carré) pour les pièces forgées et 114,000 livres par pouce carré (80.15 kilogrammes par millimètre carré) pour les ressorts.
- Essieux de wagons.
- 11 résulte d’un grand nombre de renseignements qui nous sont parvenus que la charge de rupture de l’acier servant à la confection des essieux destinés aux wagons d’une capacité de chargement de 60,000, 80,000 et 100,000 livres (27,200, 36,300 et 45,400 kilogrammes) et qui répondent aux conditions de composition chimique et d’essai au choc en vigueur en Amérique, n’atteint pas le minimum de 85,337 livres (60 kilogrammes par millimètre carré). La résistance minimum prescrite pour ces essieux n’étant que de 80,000 livres par pouce carré (56.25 kilogrammes par millimètre carré),nous ne les considérerons pas comme étant fabriqués au moyen d’aciers spéciaux.
- Durant l’année 1899, la « Bessemer & Lake Erie Bailroad Company » a commandé 1,000 wagons, d’une capacité de chargement de 80,000 livres (36,300 kilogrammes), pourvus d’essieux en acier au nickel. Ces essieux sont encore en service, et ce sont les seuls en acier spécial dont l’emploi pour ce genre de matériel nous a été signalé.
- Pour la fabrication des essieux destinés à ces véhicules, il y a eu trente-huit cou-
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- Jées dont on a fait l’analyse chimique ; en outre, un essieu provenant de chacune d’elles a été soumis aux essais au choc. On a obtenu les résultats suivants ;
- Dimensions des essievcæ.
- Fusées.........................5x9 pouces (127 K 229 millimètres).
- Diamètre au milieu Poids du mouton Hauteur de chute .
- 5 s/g pouces (137* millimètres). 1,600 livres (725 kilogrammes). 44 pieds (13.40 mètres).
- Composition chimique.
- Carbone Phosphore. Manganèse.
- 0.26 p. c. 0.011 — 0.77 —
- Silicium.................... 0.021 p. c.
- Nickel.
- 3.31
- Résultats moyens des essais physiques.
- Limite d’élasticité, en livres par pouce carré (en kilog. par millim. carré). . 57,030 (40.10)
- Charge de rupture, — — ( — — — )• • 87,640 (61.62)
- Allongement en pour cent pris sur 2 pouces (50.8 millimètres) ...... 30
- Réduction de section en pour cent.............................................56,2
- Nombre moyen de coups avant que l’essieu ait commencé à se fissurer . . . 39
- — — — après lequel l’essieu s’est brisé..........................67
- Sur les trente-huit essieux essayés, celui provenant de la coulée n# 1245 a donné les meilleurs résultats. Ceux-ci sont indiqués ci-après :
- Composition chimique.
- Carbone . . . ... . 0.28 p.c. Silicium. . . . ,
- Phosphore . . . - . . 0.008 — , Nickel . . .
- Manganèse.....................0.75 —
- Limite d’élasticité, en livres par pouce carré (en kilog- par millim. carré) Charge de rupture, — — ( — — — )
- Nombre de coups après lequel l’essieu s’est brisé........................
- 0.017 p. e,
- 3.23 —
- 63,560 (44.69) 101,050 (71.05) 77
- Les moins bons résultats, indiqués ci-dessous, ont été fournis par l’essieu provenant de la coulée n° 1210.
- Composition chimique.
- Carbone . . . ... . 0.25 p. c. Silicium ...... 0.022 p. c.
- Phosphore..................0.011 — Nickel ...... 3.00 —
- Manganèse •................0.79' —
- Limite d’élasticité, en livres par pouce carré (en kilog. par millim. carré). . 57,190 (40.21)
- Charge de rupture, — —- ( — — — ). 85,620 (60*.20)
- Nombre de coups après lequel l’essieu s’est brisé.....................54
- Essieux de locomotives.
- Ce que nous avons dit des essieux de wagons s’applique également aux essieux de locomotives ; les conditions auxquelles leur fourniture est soumise comprennent,
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- presque dans chaque cas, une charge de rupture minimum de 80,000 livres par pouce carré (56.25 kilogrammes par millimètre carré), alors que les essieux parachevés atteignent certainement une résistance moyenne beaucoup plus élevée.
- En raison des dimensions des essieux de locomotives, ces pièces ne sont soumises à aucun essai au choc. L’analyse chimique faite sur des limailles et l’essai à la traction d’éprouvettes découpées à l’extrémité des essieux constituent les épreuves habituelles.
- En examinant les réponses des compagnies, nous en avons trouvé douze dans lesquelles il est question d’expériences faites au moyen d’aciers ayant subi un traitement thermique spécial, mais dans aucun cas nous n’avons pu avoir des renseignements au sujet de leurs propriétés physiques, si ce n’est celles fournies par l’épreuve d’un barreau d’essai martelé.
- Les aciers spéciaux dont il est question dans les rapports des compagnies sont des aciers au nickel, au chrome ou au vanadium; mais ces derniers sont très peu employés et nous ne possédons aucun renseignement relativement à leur composition chimique ou à leur performance.
- Le rapport d’une compagnie mentionne l’emploi d’essieux en acier ayant une teneur en nickel de 3 4/2 p. c. qui sont en service depuis quatre ans sans qu’aucun bris se soit produit. -
- Une autre compagnie a donné une-grande extension à l’emploi d’essieux en acier au nickel contenant 3 p. c. de ce métal, pour lesquels on prescrit un allongement de 25 p. c., une charge de 55,000 livres par pouce carré (38.67 kilogrammes par millimètre carré) à la limite d’élasticité et une charge de rupture de 85,000 livres par pouce carré (59.76 kilogrammes par millimètre carré). Ces essieux donnent toute satisfaction en service, et l’on constate beaucoup moins de bris qu’avec les essieux en acier au carbone Cinq compagnies ont fourni des renseignements au sujet d’essieux en acier au nickel de 240 locomotives.
- La charge de rupture minimum prescrite est de 90,000 livres par pouce carré (63.28 kilogrammes par millimètre carré). Les compagnies n’ont pas renouvelé ces essieux qui ont donné lieu à plus de bris que ceux en acier au carbone.
- Ces résultats n’ont guère encouragé les compagnies à continuer l’emploi de l’acier au nickel et, à part une exception, les principales d’entre elles ont constaté des bris d’essieux fabriqués au moyen d’aciers spéciaux si nombreux qu’elles ont cessé complètement de les faire fournir.
- Un résumé de toutes les réponses reçues montre que les expériences faites au moyen d’aciers spéciaux pour la fabrication des essieux de locomotives, n’ont pas donné lieu à unè amélioration du service par suite de la suppression des avaries aux machines résultant du chauffage des boîtes ou des bris de fusées, mais que l’emploi de l’acier au nickel a plutôt contribué à accroître le nombre de ces avaries.
- Les dimensions moyennes des fusées des essieux droits sont, d’après les réponses, de 9 X 12 pouces (229 x 305 millimètres), et la charge moyenne supportée par chaque paire de roues est de 50,000 livres (22,700 kilogrammes).
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- Chaudières.
- Il semble qu’aucune expérience n’ait encore été faite au sujet de l’emploi dans la construction des chaudières de tôles en acier ayant une haute résistance à la traction.
- Ressorts.
- Jusque vers l’année 1900, la pratique générale consistait à employer exclusivement l’acier au creuset pour la fabrication des ressorts destinés aux locomotives et au matériel roulant.
- Actuellement, les ressorts sont en grande partie fabriqués au moyen d’aciers ayant la composition chimique suivante :
- Carbone....................1 p. c. Soufre, moins de........... 0.05 p. c.
- Manganèse..................0.45 — Silicium . ...........0.25 —
- Phosphore, moins de ... 0.05 —
- Aucune des compagnies dont nous avons reçu une réponse, n’a utilisé d’aciers spéciaux pour la confection des ressorts, jusque dans ces dernières années. Des expériences faites à la machine d’essai au moyen d’un acier contenant du chrome et du vanadium ont donné des résultats remarquables.
- Quelques ressorts en acier au vanadium ont été appliqués récemment à des locomotives, mais aucun de ces organes n’est en service depuis un temps suffisamment long pour qu’on puisse se prononcer sur leur valeur probable.
- L’acier pour ressorts au chrome et au vanadium avait la composition chimique suivante :
- Carbone . . . . . . . 0.45 p. c. Chrome....................., 1.25 p. c.
- Manganèse................0.90 — Vanadium.................0.18 —
- Ses propriétés physiques sont résumées dans le tableau ci-après :
- — Limite d’élasticité, livres par pouce carré (kilogrammes par millimètre carré). Charge de rupture, livres par pouce carré (kilogrammes par millimètre carré). Rapport, en pour cent. Allongement pris sur 2 pouces (50.8 millim.), en pour cent. Contraction de section, en pour cent.
- Normal ...... 101,900 162,400 ! 62.7 13 44
- (7165) (114.18)
- Recuit à 800° C. . . . 82,600 114,800 71.5 30 63
- (58.08) (80.72)
- Trempé à l’huile . . . 221,000 235,000 93.8 10 39
- (155.38) (165.23)
- La charge à laquelle, le métal travaille avec sécurité semble être de 40,000 livres (28.12 kilogrammes par
- millimètre carré).
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- Si Ton doit traiter comme étant en acier spécial tous les bandages ayant une résistance à la rupture supérieure à 114,000 livres par pouce carré (80.15 kilogrammes par millimètre carré), on considérera comme tels le bandage moyen des locomotives à voyageurs ou à marchandises et du matériel de transport, ainsi que tous les bandages des machines de manœuvres, les spécifications ordinaires étant les suivantes :
- Limâtes de la composition, chimique.
- Silicium..................0.20 p. c. j Phosphore. ...... 0.05 p. e
- Soufre ...................0.05 — | Manganèse............... . 0.80 —
- Propriétés physiques.
- — Locomotives à voyageurs. Locomotives à marchandises. Locomotives de manœuvres. Autres roues.
- Charge de rupture, ea livres par pouce carré (en kilogrammes par millimètre carré), pas moins de 400,000 (70.30) 110,000 (77.34) 120,000 (84.32) 110,000 (77.34)
- Allongement pris sur 2 pouces (50.8 mil-
- limètres), en pour cent. ...... 12 10 8 10
- Un important réseau de l’Est a mis à l’essai un certain nombre de bandages spéciaux dont quelques-uns ont eu leur surface durcie par le procédé Harvey. Ce chemin de fer a également essayé des bandages en acier au nickel et en acier de composition spéciale. Mais ces différents essais n’ont pas donné de résultats satisfaisants. La compagnie ne nous a fourni aucun renseignement quant à la composition de ces aciers.
- Un grand réseau de l’Ouest a placé, à titre d’essai, des bandages en acier au vanadium à six de ses locomotives, mais il n’a fourni aucun renseignement au sujet de ces pièces, il se Iborne à dire que ces bandages sont en service depuis trop peu de temps pour que Ton ait pu établir une eotnparaison avec les bandages en acier ordinaire. Les locomotives munies/le ces ]bandages au vanadium sont en service dans une contrée montagneuse où il existe des déclivités de 2.2 p. c. dont une a une longueur de 48 milles (77 kilomètres). L’usure moyenne des bandages sur cette ligne est de ^32 pouce (0.794 millimètre) pour un parcours de 8,10(> milles (13,035 kilomètres). '
- Dans une des réponses qui nous ont été envoyées, il est question d’un essai de vingt-deux bandages en acier au chrome et au vanadium de wagons à marchandises et de voitures à voyageurs dont chaque paire de roues supporte une charge de 38,250 livres (17,350 kilogrammes). On a constaté une usure de 1}32 pouce (0.794 millimètre) pour un parcours de 8,435 milles (13,575 kilomètres). Nous indiquons ci-
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- après la composition chimique et les propriétés physiques de l’acier dont ces bandages sont fabriqués.
- Composition chimique.
- Carbone . ... . 0,53 p. c. Chrome . 1.069
- Manganèse . 0.61 — Vanadium . 0.176
- Essais physiques.
- Limite d’élasticité, en livres Rapport . 84.3
- par pouce carré (en kilog. Allongement .... . 12
- par millimètre carré) . Chargederupture, en livres 140,325 (98.66) Réduction de section. . 30
- par pouce carré (en kilog. par millimètre carré) 166,420 (117)
- Des bandages en acier au carbone placés à du matériel identique, utilisé au même service, ont montré une usure de il3l pouce (0.794 millimètre) pour un parcours de 5,237.2 milles (8,428.3 kilomètres).
- Un essai de bandages de locomotives fabriqués en aciers spéciaux ayant subi un traitement thermique convenable après le laminage a été entrepris par différentes lignes du pays, mais dans aucun des cas, les bandages ne sont en service depuis une période assez longue pour que l’on ait pu déterminer leur usure par 1,000 milles (1,600 kilomètres).
- Longerons de locomotives, centres de [roues et autres pièces [moulées.
- A l’exception des longerons, les compagnies qui nous ont répondu n’ont procédé à aucun essai de pièces moulées en acier spécial de qualité supérieure. Trois compagnies seulement font mention d’expériences faites au moyen de longerons qui, dans chaque cas, sont confectionnés en acier au chrome et au vanadium ayant la composition chimique moyenne suivante :
- Carbone..................0.32 p. c
- Manganèse................0.59 —
- Phosphore................ 0.042 *—
- Silicium.................0'286 —
- La charge de rupture moyenne par pouce carré est de 85,000 livres (59.76 kilogrammes par millimètre carré). Une de ces compagnies a fait l’essai à deux locomotives de longerons en acier au chrome et au vanadium. Chacune des deux autres compagnies ne fait l’essai qu’à une seule machine. Aucune de ces pièces n’est en service depuis plus d’un an, et aucune avarie n’a encore été constatée.
- Il sera sans doute intéressant de connaître les résultats que donnera le lot de lon-
- *
- Soufre...................0.04 p. c.
- Vanadium................. 0.025 —
- Chrome...................0.015 —
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- gérons en acier au vanadium destinés à vingt-neuf locomotives et qui ont été commandés l’été dernier. Bien que certaines coulées n’aient pas fourni un acier ayant une résistance supérieure à 85,337 livres par pouce carré (60 kilogrammes par millimètre carré), la performance de l’acier soumis aux essais est remarquable. Les chiffres ci-après se rapportent aux résultats moyens fournis par 40 p. c. des coulées.
- Composition chimique.
- Carbone . Manganèse . Phosphore .
- 0.27 p. c, 0.615 — 0.045 —
- Soufre. Silicium . Vanadium
- 0.035 p. c. 0,28 — 0.18 —
- Propriétés physiques.
- Limite d’élasticité, en livres par pouce carré (enkilog. par millimètre carré) . 49,400 (34.73)
- Chargederupture, en livres par pouce carré (enkilog. par millimètre carré) . 86,200 (60.60)
- Allongement pris sur 2 pouces
- (50.8 millimètres). . . . 26 p. c.
- Réduction de section. . . . 42.6 —
- Trois de ces longerons ayant été rejetés à la suite d’une erreur de l’atelier, on les a brisés au moyen d’un mouton de 5,000 livres (2,270 kilogrammes) tombant de 18 pieds (5.50 mètres). Les longerons étaient placés sur deux supports transversaux en fer distants de 4 pieds (1.22 mètre). On n’a pas dû donner moins de vingt coups pour briser un double barreau, et dans aucun cas il n’a fallu moins de six coups pour briser un simple barreau.
- Le nombre moyen de coups du mouton de 5,000 livres (2,270 kilogrammes) tombant d’une hauteui* de 18 pieds (5.50 mètres) nécessaires pour briser chaque barreau dans les différentes parties des longerons, a été de huit. Pour établir la comparaison avec les longerons ordinaires en acier au carbone, ùne pièce de l’espèce a été essayée en même temps, et en aucun cas il n’a fallu plus de deux coups pour obtenir la rupture du longeron en un endroit quelconque, les plus grandes sections se brisant en un seul coup.
- La figure 1 montre un dés longerons en acier au vanadium après que cette pièce a reçu vingt coups d’un mouton de 5,000 livres (2,270 kilogrammes) tombant de 18 pieds (5.50 mètres).
- En ce qui . concerne les tiges de piston et les tourillons de manivelles, certains rapports mentionnent des expériences qui ont été entamées, mais ils ne fournissent pas d’indications permettant d’établir une comparaison ou d’en tirer des résultats concluants. Par exemple, les essais d’aciers spéciaux ayant une i*ésistance à la rupture de 85,000 livres par pouce carré (59.76 kilogrammes par millimètre carré) qui ont commencé l’année dernière, mais qui n’ont pas encore une durée suffisante pour permettre d’en tirer des conclusions.
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- Nous ne pouvons que regretter que les expériences entreprises au moyen des aciers spéciaux pour la fabrication des essieux, des bandages, des ressorts, des tiges de piston et de tourillons de manivelle n’aient pas porté sur une période de temps suffisamment longue pour nous permettre d’en tirer des résultats comparatifs concluants.
- Fig. 1.
- Explication des termes anglais : 20 blows from 5,000 15. bail drop ping 18' Vanadium Stee Frame = Longeron en acier au vanadium ayant reçu vingt coups d’un mouton de 5,CU0 livres (2,270 kilogrammes tombant de 18 pieds ^5.50 mètres). •
- Nous remercions les compagnies qui ont répondu à notre questionnaire et nous leur exprimons ici notre reconnaissance. Nous avons reçu des réponses de quarante-cinq réseaux de chemins de fer des États-Unis, d’un chemin de fer du Canada, d’un du Mexique et de deux de l’Amérique du Sud.
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- [ 621 .131.2 & 626 .246 ]
- EXPOSÉ N° 3
- (pays faisant partie de l'Union des administrations de chemins de fer allemandes)
- Par Otto HÔNIGSBERG,
- INGÉNIEUR A LA SOCIÉTÉ DES CHEMINS DE FER DU SUD DE L’AUTRICHE.
- I. — Avant-propos.
- Sur les trente-cinq chemins de fer, d’une longueur totale de 95,757 kilomètres, consultés sur la question qui fait l’objet du présent exposé, quatorze administrations, dont les lignes ont une longueur totale de 77,345 kilomètres, ont répondu au questionnaire; deux ont simplement mentionné les aciers qu’elles emploient, et trois ont déclaré ne pas être en mesure de répondre au questionnaire.
- Le questionnaire est analogue, au point de vue de la disposition et du contenu, à celui rédigé par Mr Le Blant pour les autres pays du continent européen; nous avons seulement apporté à la rédaction des questions les changements nécessaires pour les approprier aux conditions particulières des réseaux envisagés dans cet exposé.
- La désignation employée dans le texte allemand du questionnaire est : « Besondere Stahlgattungen von hôherer Festigkeit » (Aciers spéciaux de grande résistance). Aussi les réponses reçues embrassent-elles les aciers qui, sans pouvoir être considérés comme des aciers spéciaux dans le sens plus étroit donné à ce mot en métallurgie (d), présentent soit une très grande résistance, soit des propriétés spéciales en
- G) Par aciers spéciaux, on entend les aciers qui « doivent leurs principales propriétés à la présence d’un ou plusieurs éléments autres que le carbone » (Howe et Sauveur, Rapport sur la nomenclature uniforme des fers et aciers, présenté au Ve congrès de l’Association internationale pour les essais de matériaux, Copenhague, 1909).
- *
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- ce qui concerne la résistance. Sur l’initiative de Mr Le Blant, les rapporteurs convinrent de comprendre dans leurs exposés, outre les aciers spéciaux proprement dits, les aciers dont la résistance minimum est de plus de 60 kilogrammes par millimètre carré; cette limite inférieure ne s’applique pas aux aciers à ressorts dont la résistance est généralement plus élevée.
- Les réponses reçues concernent les essieux coudés, les essieux droits, les bandages, les ressorts et les pièces diverses dont il est question dans le dernier paragraphe du questionnaire.
- Une seule administration mentionne dans sa réponse des pièces d’appareils de traction et de choc; elles sont en acier doux Martin basique, d’une résistance à la traction minimum de 40 kilogrammes par millimètre carré, avec un allongement minimum de 20 p. c.; mais cet acier ne rentre pas dans le cadre de la question, à notre avis, ni non plus si l’on applique la limite précitée de 60 kilogrammes par millimètre carré. L’emploi d’aciers spéciaux d’une haute résistance pour les pièces d’appareils de traction et de choc n’acquerra probablement d’importance que quand, dans un avenir peut-être très prochain, il sera indispensable de renforcer ces pièces contre les efforts dynamiques.
- Les tôles ne sont également citées dans les réponses que par une seule administration qui emploie depuis 1890 de l’acier doux de 45 kilogrammes par millimètre carré de résistance, 25 p. c. d’allongement et 40 p. c. de striction pour les-viroles de chaudières, de l’acier doux de 40 kilogrammes par millimètre carré de résistance, 28 p. c. d’allongement et 45 p. c. de striction pour les tôles de chaudières embouties : ces aciers ne rentrent donc pas non plus dans le cadre de cette question. Les essais entrepris il y a quelque temps par plusieurs administrations avec des foyers en acier au nickel ne paraissent pas avoir été continués; et pourtant le fait récemment reconnu que la destruction rapide des foyers est surtout due aux tensions thermiques et que cette action augmente avec l’épaisseur des plaques, devrait appeler l’attention non seulement sur l’emploi de formes plus élastiques, mais encore sur la réduction de l’épaisseur des plaques et notamment sur l’emploi de ces espèces d’aciers au nickel qui, d’après les recherches de Guilleaume, ne subissent que peu ou point de dilatation sous l’action de la chaleur.
- Pour désigner les différents aciers, nous nous sommes servi des dénominations uniformes des fers et aciers figurant dans la statistique des épreuves qualitatives de l’Union des chemins de fer allemands, en omettant seulement de les caractériser expressément comme « Flussstahl » (acier fondu) puisqu’il ne s’agit ici d’aucun autre. En conséquence, nous avons substitué à la désignation quelquefois employée d’« acier Siemens-Martin » celle plus courte d’« acier Martin » et à la désignation parfois employée d’« acier Martin au nickel » celle plus courte et plus généralement usitée d’« acier au nickel » ; cette dernière désignation se justifie aussi par le fait que, sans être expressément qualifié d’« acier Martin au nickel », cet acier est sans doute produit aussi dans le four Siemens-Martin.
- Les noms, cités dans certaines réponses, des établissements métallurgiques qui
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- produisent les différents aciers sont remplacés ci-après par les lettres arbitrairement choisies A, B, C, etc.; toutefois, nous employons toujours la même lettre pour le même établissement.
- Pour désigner les différents types de locomotives d’après la disposition de leurs essieux, nous nous sommes servi de la notation uniforme adoptée par PUnion des chemins de fer allemands (l) : le nombre d’essieux porteurs est exprimé par des chiffres arabes, le nombre d’essieux couplés par des majuscules (A pour un essieu moteur, B pour deux essieux couplés, C pour trois essieux couplés, etc.), en commençant par l’avant de la locomotive.
- II. — Essieux coudés.
- Les chemins de fer de l’État badois emploient (les essieux en acier au nickel sur les locomotives express compound à quatre cylindres, classe II rf (type 2 DI, le troisième essieu étant moteur), les locomotives express compound a quatre cylindres à surchauffe, classe IV/‘(type 2C l, le quatrième essieu étant moteur), et les locomotives à marchandises compound à quatre cylindres à surchauffe, classe Ville (type 1 D, le quatrième essieu étant moteur), soit pour 34 p. c. de l’effectif total des essieux coudés..Des essieux en acier au creuset sont employés sur les locomotives express à simple expansion, classe II c (type 2B, le troisième essieu étant moteur), et les locomotives express compound à quatre cylindres, classe IV c (type 2C, le troisième essieu étant moteur), mais sont remplacés par des essieux en acier au nickel à mesure qu’on les réforme. Depuis quelque temps, on les perce d’un trou de 60 millimètres de diamètre; la perforation est fermée aux deux extrémités par des tampons enfoncés à la presse, qui servent à recevoir les amorçoirs.
- Valeurs imposées pour les essieux en
- Acier au nickel. Acier au creuset.
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré . ^ . 60 60
- Allongement pour cent sur 200 millimètres entre repères.... 18 20
- Striction pour cent 45 35
- Total de la résistance et de la striction ... 110 100
- Des éprouvettes sont prélevées, aux deux extrémités, sur le quart extérieur du rayon et en outre, autant que possible, mais sans obligation quant au résultat des essais, sur la débouchure de la perforation et sur l’une des découpures des manivelles. II n’est pas fait d’essais au choc.
- i1) Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer, n° 4, avril 1909, p. 364 désignation abrégée des types de locomotives ”, par P. Labryn.
- Uniformité dans la
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- Tableau A.
- <D Sh Nombre total d’essieux coudés et parcours moyen d’un essieu jusqu’au à .2 Criques Renouvellement nécessaire pour usure Proportion pour cent des Métal des Observations concernant la disposition du mécanisme moteur.
- P Type de locomotive. <d b '<V 3 3 h signalées des fusées et tourillons criques mstatées. t/1 <17 Æ £
- u a 3 ^g o <Ü après un parcours de JSë oo O . essieux.
- Z 1er janvier 1909. kilomètres. kilomètres. o Oh
- 1 237,544 860,129
- 1 Locomotive express à simple expansion g B, classe lie. 40 613,000 kilomètres. 1893 à 1900. 111,175 361,195 ! 740,336 i 726,498 556,928 1,016,642 856,614 12.5 10 Acier au creuset. Cylindres intérieurs à simple expansion. L’essieu moteur suit le bogie.
- en moyenne après en moyenne après
- 435,350 820,000
- , Locomotive express compound à 4 cylindres 2 C, classe IVe. 86 550,000 kilomètres. 1894 à 1900. 324,298 554,369 409,500 656,875 543,536 609,621 Non encore renouvelés. 7 Acier au creuset. Les cylindres basse pression, intérieurs, attaquent le premier essieu couplé; les cylindres | haute pression, exté- ' rieurs, conduisent l’es- sieu couplé du milieu. (Disposition de Glehn.)
- en moyenne après
- 468,200
- 3 Locomotive express compound à 4 cylindres 2 B 1, classe II d. 20 463,000 kilomètres. 1902 et 1905. Aucune. ' Non encore renouvelés. ... Acier au nickel. , ' Les cylindres haute pression (intérieurs) et basse presi-ion (exté" rieurs) attaquent tous l’essieu iui suit le • bogie. 1
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- Tableau B.
- Essieux coudés en acier au nickel ayant déjà fait un assez grand parcours.
- Classe Nombre Parcours au 1er janvier 1909 Année Observations.
- de locomotives. d’essieux. maximum, en kilomètres. moyen, en kilomètres. de construction.
- Ile 1 230,000 1902
- IVe 2 387,000 150,000 1902 1905 En remplacement d’essieux en acier au creuset cassés.
- IVe 2 635,000 ' 589,000 ... 1895
- IId groupe 1. . . 13 692,000 570,000 1902
- II ci groupe 2. . . 7 354,000 285,000 1905
- Tableau C.
- <D U U © Classe de locomotives. Nombre Usure moyenne du diamètre des fusées et tourillons par le frottement et le retournage (rectification), rapportée à un parcours de 1,000,000 kilomètres. Métal. Parcours moyen d’un essieu Année de fabrication des essieux.
- O U c s d’essieux. Fusées Tourillons au 1" janvier 1909, en kilomètres.
- £ côté gauche, en millimètres. côté droit, en millimètres. côté gauche, en millimètres. côté droit, en millimètres.
- 1 Ile . . . 40 8.6 12.5 17.7 19 2 Acier au creuset. 613,000 1893 à 1900
- 2 IV e . . . 86 0.93 1.Q8 6.15 6.15 550,000 1894 à 1900
- 3 II ci . . . 20 0.624 0.624 2.89 2.35 Acier au nickel. 463,000 1902 et 1905
- 4 IV e . . . 2 1.19ii) 1.10 p) 5.8 O) 5.06(1) 612,000 1395
- (9 Les valeurs de l’usure des deux essieux eu acier au nickel des locomotives classe IV e ne sont pas des
- moyennes, puisqu’il n'y a que deux essieux. Les mêmes valeurs ou des valeurs similaires d’usure se pré-
- sentent aussi assez souvent pour les 86 essieux en acier au creuset (n° 2). D’après l’expérience acquise
- jusqu’à présent, la seule conclusion à tirer de la comparaison de ces valeurs avec les autres est que l’usure
- des deux essieux en aeier au nickel ne diffère pas de l’usure moyenne des essieux en acier au creuset.
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- Les essieux en acier au nickel sur lesquels on découvre des criques, des fissures ou d’autres défauts inhérents au métal ou au mode de fabrication avant qu’ils aient fait un parcours de 400,000 kilomètres, doivent être remplacés aux frais du fournisseur; toutefois, la garantie cesse, quel que soit le parcours, au bout de six ans pour les essieux des locomotives express et à voyageurs, au bout de huit ans pour eeux des locomotives à marchandises. Des visites régulières sont prescrites pour ces essieux, d’après les instructions reproduites dans l’annexe. Jusqu’à présent, on n’a trouvé de criques que sur des essieux de l’ancien type en acier au creuset, avec plateaux-manivelles (tableau A), et on les attribue à la répartition moins avantageuse des déformations élastiques dans ce type. Depuis 1902, on ne fait plus les essieux qu’avec corps oblique au milieu et en acier au nickel ; sur ces essieux, il n’a pas été constaté de criques jusqu’à présent.
- Quant à l’usure des fusées et tourillons (tableau G), elle dépend également du mode de construction des locomotives plutôt que de la nature du métal ; en effet, les locomotives à quatre cylindres présentent une usure beaucoup moindre que les locomotives à simple expansion, tandis que les essieux en acier au creuset et en acier au nickel des locomotives à quatre cylindres, classe IV e, accusent une usure à peu près égale.
- Les chemins de fer de P État bavarois emploient sur 109 locomotives compound à quatre cylindres des types .2 B1, 2C, 2B2 (le troisième essieu étant moteur) et 2C1 (le quatrième essieu étant moteur), des essieux coudés, avec corps oblique, en acier à S p. c. de nickel, et sur 42 locomotives des essieux coudés en acier au creuset.
- — Valeurs pour les imposées essieux en
- acier au nickel. acier au creuset.
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré 55 à 65 55 à 60
- Striction pour cent, minimum 40 40
- Total de résistance -J- striction minimum 100
- Chaque essieu en acier au nickel est soumis à l’essai.
- Jusqu’à présent, on n’a pas réformé d’essieux en acier au nickel; on continuera, d’ailleurs, à les employer sur les locomotives compound à quatre cylindres.
- Les chemins de fer de P État prussien ne font usage, pour les essieux coudés (à bras de manivelle droits) de leurs locomotives compound à quatre cylindres, que d’acier à 5 p. c. de nickel, de 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, 18 p. c. d’allongement minimum (sur une longueur entre repères de 11.3 \/ F) et 45 p. c. de striction minimum. Jusqu’à présent, il n’y a pas eu de
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- réforme pour défectuosités de la nature ou de l’usinage du métal. On en continue l’emploi.
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine prescrivent généralement, pour les essieux coudés des locomotives compound à quatre cylindres, type de Glehn (machines express et à voyageurs), de l’acier à 5 à 7 p. c. de nickel, ayant 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, 18 p. c. d’allongement minimum et 45 p. c. de striction minimum. Sur ces essieux non perforés, avec un coude de section carré reliant les deux manivelles, il ne s’est produit jusqu’à présent ni crique ni mise hors de service anormale, et on signale la faible usure des surfaces frottantes des tourillons de manivelles.
- Les chemins de fer de l'État saxon emploient depuis 1900, pour les essieux coudés des locomotives express à quatre cylindres, avec de bons résultats, un acier à 3 à S p. c. de nickel, ayant une résistance minimum de 55 kilogrammes par millimètre carré avec 18 p. c. d’allongement minimum, et comptent en continuer l’emploi.
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois emploient, sur leurs locomotives express compound à quatre cylindres, type de Glehn 2C, des essieux coudés à corps oblique (construction de Grafenstaden), non perforés, en acier au nickel.
- — Valeurs imposées. Minimums. Rés Minimums. ultats d’essais. Moyennes, jMaximums.
- Résistance à la traction, en kilog. par millim. carré. 60 (62.7) 66.4 (70.7)
- Allongement pour cent 18 (18.0) 20.6 (23.1)
- Striction pour cent 45 147.6) 55.7 (60.0)
- Résistance striction 110 (112.4) 122.1 (127.2)
- Les éprouvettes sont usinées à froid sur les chutes qui se produisent dans la confection des coudes.
- Sur les quatorze essieux en service depuis 1898-1899, 1902 et 1905, aucun n’a été réformé jusqu’à présent; le parcours moyen des essieux mis en service en 1898 et 1899 a été, fin 1908, de 652,927 kilomètres. Les nouvelles locomotives compound à quatre cylindres 2 G 1 à surchauffe sont munies d’essieux en acier au nickel ; sur les locomotives à marchandises compound à trois cylindres 0-10-0, type Klose, on se propose d’employer également l’acier au nickel au moment du remplacement des essieux coudés.
- La Compagnie des chemins de fer d’Aussig-Teplitz fait usage d’un essieu coudé en acier au nickel sur une locomotive à voyageurs compound à trois cylindres, type 1 G.
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- Les chemins de fer de l'État autrichien emploient, sur les locomotives compound à quatre cylindres (locomotivesjexpress 2B1 et 1 Cl et locomotives de montagne à surchauffe 1E), des essieux coudés perforés en acier Martin spécial avec corps oblique, les uns forgés d’une seule pièce, les autres assemblés de trois pièces.
- Conditions Résultats d’essais.
- imposées. Valeur minimum . Valeur moyenne. Valeur maxi- mum.
- Résistance, eu kilogrammes par millimètre carré .... 50 à 55, 60 à 65, 55 à 60. (56.6 J 60.8 (65.0)
- Allongement pour cent minimum sur 11.3 U F de Ion-
- gueur entre repères . . 17, 16, 15 (16.0) 20.1 (23.5)
- Striction (40.0) 54.4 (62.5)
- Eprouvettes prélevées sur des essieux forgés pîus longs dans ce but.
- La Compagnie des chemins de fer du Sud de l’Autriche emploie, depuis 1901, des essieux à 1 p. c. de nickel, avec bras de,manivelle droit et boîte médiane, sur des locomotives compound à deux cylindres 2C (le troisième essieu étant moteur); depuis 1903, des essieux en acier raffiné (acier Martin basique, raffiné dans un four Martin à revêtement acide), avec corps oblique, sur des locomotives compound à quatre cylindres 2B1 (le troisième essieu est'moteur), ICI (le troisième essieu est moteur), et 1E (le quatrième essieu est moteur); enfin, depuis quelque temps, des essieux de la meme forme, en acier Martin spécial et en acier au creuset, qui sont percés, dans les derniers types, d’un trou de 50 millimètres.
- _______________________ \ _______________
- — Conditions imposées. -cô ‘g.2 Acier raffiné. Usine D. Acier Martin spécial. Usine G. Acier au creuset. Usine A.
- Valeur moyenne. Valeur minimum. Valeur moyenne. Valeur maximum. Valeur minimum Valeur moyen ce. Valeur maximum. Valeur minimum. Valeur moyenne. Valeur maximum.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par
- millimètre carré 50 à 55, 60 à 65, 63.7 (58.7) 60.7 (63.1) (55.4) 59.2 (65.0) (58.6) 60.1 (62.4)
- 55 à 60.
- Allongement pour cent sur V 80 F de Ion-
- gueur eutre repères 17 16 15 17.0 (18.5) 19.4 (20.5) (20.0) 22.7 (24.4) (19.0) 20.8 (23.0)
- Striction pour ceut 53.7 (41.9) 47.7 (52.8) (53.4) 57.0 (61.9) (40.9) 45.1 (48.9)
- Limite des allongements proportionnels, en
- kilogrammes par millimètre carré . . . (32.7) 35.1 (36.9)
- Composition chimique
- Condition imposée ; Analyse de l’acier raffiné :
- Proportion de phosphore < 0.04 pour cent C = 0.31, Mn = 0.94, Si = 0.28, Ni = 0.39, Cu = 0.04,
- P = 0.03. S = 0.02.
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- Éprouvettes prélevées sur des essieux forgés plus longs dans ce but, un de chaque coulée.
- Il faut qu’un barreau de 40 millimètres de diamètre et de 400 millimètres de longueur, entaillé au milieu sous un choc de 23 kilogrammètres, à l’aide d’un ciseau bien tranchant, et posé sur des appuis écartés de 300 millimètres, l’entaille en dessous, supporte trois chocs représentant chacun un travail de 30 kilogrammètres, sans casser. L’acier au nickel a supporté jusqu’à quarante-trois chocs, sans criques.
- Jusqu’à présent, il a fallu réformer un essieu en acier raffiné d’une locomotive express compound à quatre cylindres 2 B \, après un parcours de 326,000 kilomètres, pour cause d’une crique dans le congé du tourillon de la manivelle motrice à haute pression.
- Les chemins de fer de l'État hongrois emploient, sur les locomotives express à quatre et à deux cylindres, des essieux en acier au nickel avec tourillons de manivelle perforés.
- Des éprouvettes de 400 millimètres de longueur et 40 millimètres de diamètre sont entaillées, sur un appui en bois, par un ciseau de 73 à 85° d’angle tranchant, sous un choc représentant un travail de 23 kilogrammètres ; posées ensuite sur des appuis en fer espacés de 300 millimètres, l’entaille en bas, il faut qu’elles supportent trois chocs de 30 kilogrammètres chacun, sans casser.
- Jusqu’à présent, il n’y a pas eu de mise en réforme.
- Le chemin de fer Hollandais emploie, sur des locomotives à simple expansion à 2, 3, 4 et 3 essieux, avec 272 essieux coudés (bras droits, boîte médiane et frettes en fer posées à chaud), 110 essieux en acier au nickel pour lesquels il n’impose pas de prescription particulière. Les ruptures et criques (fissures) constatées n’ont pas encore donné lieu à des conclusions précises sur leurs causes. Jusqu’à présent, on a réformé six essieux en acier au nickel par suite de fentes transversales. Si, en raison de l’âge moins élevé des essieux en acier au nickel, on ne peut pas établir de comparaison numérique avec les autres, les résultats obtenus avec l’acier au nickel sont néanmoins jugés très satisfaisants et l’on exige toujours ce métal pour les nouvelles locomotives.
- La Compagnie pour rexploitation des chemins de fer de l'État néerlandais emploie, sur les locomotives à simple expansion 1 B, 2 B et 2 B 1, l’acier au nickel, l’acier au creuset et l’acier Martin spécial.
- Acier au nickel. Acier au creuset. Acier Martin spécial.
- Résistance minimum à la traction, en kilog. par millim. carré 60 55 55
- Limite d'élasticité, en kilogrammes par millim. carré, minimum. 40 32 30
- Allongement pour cent sur 200 millimètres, minimum. 18 20 20
- Striction pour cent, minimum 40 45 50
- Résistance -(- allongement, minimum 80 78 78
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- On prélève au moins deux éprouvettes de traction sur chaque essieu qu’il faut, à cet effet, forger plus long. Il n’est pas imposé d’essai au choc. Par contre, on exige, pour chaque essieu, deux essais de pliage à froid sur des éprouvettes de 30 X 30 millimètres qui, pliées à hloc, ne doivent pas présenter de criques.
- Des réformes ont été faites pour ruptures et criques, mais on ne possède pas de données comparatives exactes à ce sujet.
- Les chemins de fer de l'État roumain exigent l’emploi d’acier au nickel pour les essieux coudés.
- CONCLUSIONS.
- Pour les essieux coudés, on emploie dans la grande majorité des cas, surtout lorsqu’il s’agit de renouvellements ou de nouvelles constructions, de l’acier avec 1 à 7 p. c. de nickel (lorsqu’il existe des prescriptions à ce sujet), le plus souvent à o p. c. de nickel; un certain nombre d’administrations allemandes sont d’accord pour imposer, comme valeurs minimums, 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance, 18 p. c. d’allongement et 45 p. c. de striction pour cet acier dont la continuation, quelquefois l’extension, de l’emploi est partout envisagée. Cependant, quelques administrations ont obtenu jusqu’à présent de bons résultats avec d’autres aciers, tels que l’acier au creuset. La perforation, en vue de découvrir les poches de retassure, est employée de plus en plus. En général, et sauf la règle relative au refroidissement lent, particulièrement en usage sur les chemins de fer autrichiens, il n’est fait de prescriptions quant à la fabrication ni pour les aciers spéciaux, ni pour les autres aciers. Nous n’avons pas reçu de renseignements précis sur le mode de fabrication employé par les aciéries.
- Les éprouvettes sont prélevées soit sur des prolongements forgés des essieux, soit sur les découpures des manivelles; les prescriptions qui existent à ce sujet imposent leur usinage à froid. Les chemins de fer de l’État badois prévoient, outre des éprouvettes provenant du quart extérieur des rayons sur les deux extrémités, d’autres éprouvettes prélevées sur les découpures des manivelles et sur la débou-chure de la perforation, mais sans obligation quant au résultat. En général, on ne fait pas de différence, sur ce point, entre les divers aciers. Les chemins de fer de l’État bavarois exigent, pour l’acier au nickel, des éprouvettes prélevées sur chaque essieu.
- L’exécution des essais au choc ne fait généralement pas l’objet de prescriptions spéciales; souvent il n’est imposé aucune épreuve au choc. Sur plusieurs chemins de fer autrichiens et hongrois, on applique un mode particulier d’essai au choc sur barreaux cylindriques entaillés, provenant d’un prolongement forgé de l’essieu; les entailles se font à coups de ciseau. Quelques administrations limitent cette épreuve aux essieux en acier au nickel.
- Pour les fissures et les criques, comme d’ailleurs pour la longévité, il semble résulter d’un certain nombre de résultats concordants et notamment de l’inspection organisée avec soin de ces essieux sur les chemins de fer de l’État badois, qu’outre
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- le type de locomotive, la forme de l’essieu est un élément d’une importance considérable. On ne peut pas contester le succès de la forme sans boîte médiane, avec corps oblique, qui s’emploie de plus en plus, et avec laquelle, grâce à des perfectionnements progressifs de la construction, on a réussi à se rapprocher de la forme d’égale résistance (1). Les chemins de fer de l’État badois imposent, pour les essieux en acier au nickel, la garantie d’un parcours minimum de 400,060 kilomètres.
- Les chemins de fer de l’État autrichien emploient depuis quelque temps des essieux de ce type, assemblés de trois pièces, ce qui permet d’obtenir, au moment du forgeage, un usinage plus parfait du corps de l’essieu (2).
- III, — Essieux droits.
- Les chemins de fer de l'État badois n’employaient jusqu’en 1907 que de l’acier Martin ou au creuset, de 50 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum à la traction, avec 18 p. c. d’allongement minimum (sur 200 millimètres de longueur entre repères), 40 p. c. de striction minimum et 95 de total minimum pour la résistance et la striction; depuis 1907, on emploie pour les essieux moteurs, couplés et porteurs des dernières locomotives IVf, Ville (voir les essieux coudés) et des loco-motives-tenders, classe Xô(type D), soit, au total, sur 7.25 p. c. de l'effectif total des locomotives, de l’acier au creuset de 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, avec 20 p. c. d’allongement minimum, 35 p. c. de striction minimum et 100 de total minimum de la résistance et de la striction. À titre d’essai, on se sert, pour les essieux de tenders, d’acier au nickel de 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, avec 18 p. c. d’allongement minimum, 45 p. c. de striction minimum et 110 de total minimum de la résistance et de la striction. Ces essieux en acier au creuset sont perforés aux diamètres de 50 et 60 millimètres ; le trou est fermé aux deux extrémités par des tampons enfoncés à la presse servant à recevoir les amorçoirs.
- Essais au choc, quelle que soit la nature du métal : espacement des appuis,
- 1.5 mètre; mouton de 600 kilogrammes; essieu retourné après chaque choc. Deux chocs de 5 mètres de hauteur, deux de 5.5 mètres, un de 6 mètres, un de
- 6.5 mètres de hauteur de chute, et si le total des flèches n’a pas encore atteint la valeur de 280 millimètres, de nouveaux chocs d’une hauteur de chute de 5 mètres, ou, si le mouton a un autre poids-, les hauteurs de chute correspondant au même moment de choc.
- On essaie jusqu’à 2 p. c. du nombre de pièces. Sur les essieux creux on renonce,
- (9 Voir à ce sujet les types de coudes de Klose (brevet allemand 143574, 1902) et de Frémont {Revue de Métallurgie, 1904), dans lesquels les chances de rupture sont diminuées par l'enlèvement du métal superflu, ainsi que la remise en service d’essieux coudés criqués après application des évidements en forme de biscuit, système Frémont, dans les plateaux de manivelles (Revue générale des chemins de fer, 1908).
- (2) Voir Glasers Annale n, 1910, p. 51.
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- comme pour les essieux coudés (voir aussi ce qui y est dit au sujet des essais de traction , aux essais de choc.
- Garantie de deux ans, quel que soit le métal.
- On n’a pas constaté jusqu’à présent de criques ni de ruptures; on n’a pas non plus de résultats quant à la durée de service, en raison du peu de temps d’emploi ; néanmoins, on imposera à l’avenir de l’acier au creuset de 60 kilogrammes par millimètre carré pour les essieux des locomotives à fortes pressions par roue. Jusqu’à présent on n’a pas de résultats de l’essai des essieux de tender en acier au nickel.
- Les chemins de fer de l'État bavarois emploient, pour les essieux-moteurs de sept automotrices de lignes principales, type B (les deux essieux couplés sont moteurs) et pour les essieux porteurs de douze locomotives à voyageurs de lignes principales du type 1 B, de l’acier à 5 p, c. de nickel, et sur quatre-vingt-sept autres locomotives du même type, ainsi que pour les autres locomotives, de l’acier au creuset.
- — Prescriptions pour l’acier
- Martin ninke! ou Bessemer. au lllekel- au creuset.
- Résistance à la traction, en kilog. par millimètre carré. Striction pour cent, minimum Résistance -f- striction, total minimum 50 à 55 | 55 à 65 55 à 60
- , - _ l_ 40 1 95 | 100
- On n’impose pas d’essais au choc. Un essieu provenant d’une coulée sur deux est soumis aux épreuves; pour l’acier au nickel, on essaye chaque essieu. Garantie de trois ans pour tous les aciers. 11 n’a pas été réformé, jusqu’à présent, d’essieux droits en acier au nickel ; pour les locomotives mentionnées plus haut, on ne commandera plus, désormais, d’essieux en acier au nickel.
- La Compagnie des chemins de fer d'Aussig-Teplitz emploie pour des essieux moteurs et couplés de locomotives (représentant 8.6 p. c. de tous les essieux de locomotives) et pour des essieux de tenders freinés à trois essieux (représentant 30 p. c. de tous les essieux de tenders), de l’acier au creuset et de l’acier à 3 p. c. de nickel.
- Prescriptions pour les essieux de Résultats d’essais
- véhicules et tenders. locomotives. â 3 pour cent de nickel.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré Minimum. 50 50 à 65 (55.2) 55.7 (56.2)
- Allongement pour cent (19.0) 20.4 (21.8)
- Striction pour cent Minimum 3 0 (43 2) 46 3 (49 3)
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- Pour les essieux de véhicules et tenders en acier Martin, raffiné ou spécial, d’une coulée sur deux, pour ceux en acier au creuset sur chaque lot ou fraction de 50, on prescrit un essai au choc et deux essais de traction sur éprouvettes provenant de la portée de calage. Les conditions d’essai sont les mêmes que sur les chemins de fer de l’Etat autrichien (voir plus loin). Pour les essieux de locomotives qui doivent tous être forgés plus longs dans ce but, on exige une épreuve de traction par coulée.
- Garantie : trois ans pour les essieux en acier Martin, raffiné ou spécial ; quatre ans pour les essieux en acier au creuset.
- Ruptures dans une période de vingt ans :
- Essieux de locomotives : deux en acier au creuset, dont un après un parcours de 446,000 kilomètres par suite d’un défaut de matière; aucun essieu d’un autre acier.
- Essieux de tenders : un en acier au creuset, après un parcours de 628,000 kilomètres par suite d’un ergot aigu au côté intérieur du moyeu ; quatorze essieux d’un autre acier.
- Les chemins cle fer de l’État autrichien emploient pour les essieux moteurs, couplés et porteurs des locomotives, et pour les essieux de tenders, en service courant, des aciers à 3 et 1 p. c. de nickel et de l’acier Martin spécial. Ces essieux ont des perforations de 30 millimètres de diamètre.
- — Prescriptions pour : Résultats d’essai de l’acier à 1 pourcent de nickel.
- essieux de teuders et véhicules en acier spécial ou au creuset, essieux de locomotives en acier Martin spécial ou acier au creuset. essieux de locomotives et tenders en acier à 1 et 3 pour cent de nickel.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré .... . Allongement pour cent sur une longueur entre repères de 11 3 R Striction pour cent . 50à55, 55à60,60à65 Minimum 17 16 15 55 à 60, 60 à 65 Minimum 16 15 (55.7) 61.5 (69.1) (16.0) 18.1 (21.0) (38.7) 51.7(62.4)
- Essais au choc sur essieux de tenders et véhicules, avec appuis écartés de 1.5 mètre, par chocs représentant chacun un travail de 3,000 kilogrammètres, jusqu’à ce qu’on obtienne une flèche de 200 millimètres, mesurée sur une corde de 1.5 mètre de longueur; le travail du dernier choc doit être calculé de manière que la flèche prescrite ne soit pas sensiblement dépassée. Puis on retourne l’essieu de 180° et on le redresse sous des chocs de la même intensité.
- Pour les essieux de véhicules et tenders d'une coulée sur deux, et au moins pour chaque lot entamé de 50 pièces, on prescrit un essai au choc, -avec deux éprouvettes <îe traction prélevées sur la portée de calage. Pour les essieux de locomotives, une
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- éprouvette de traction de chaque coulée; à cet effet, trois essieux de chaque coulée doivent être forgés plus longs.
- Pour les essieux en acier au nickel, on prévoit des essais au choc sur barreaux entaillés, provenant des chutes des essieux forgés plus longs. L’éprouvette, de 400 millimètres de longueur, tournée au diamètre de 40 millimètres, est posée sur deux appuis espacés de 300 millimètres, arrondis au rayon de 10 millimètres; on la supporte au milieu et on l’entaille avec un ciseau à 43° d’angle tranchant sous un moment de 23 kilogrammètres, puis elle est appuyée librement aux extrémités, l’entaille en bas; la rupture ne doit pas avoir lieu, dans ces conditions,, avant le troisième choc pour l’acier à 1 p. c. de nickel, ni avant le cinquième pour l’acier à 3 p. c. de nickel, chaque choc représentant un travail de 30 kilogrammètres.
- La Compagnie du Sud de l’Autriche emploie depuis 1904 l’acier Martin spécial pour les nouveaux essieux de locomotives et pour une partie des essieux detenders. A titre d’essai, on a employé de l’acier à 1 p. c. de nickel pour les essieux coudés, les essieux couplés et les essieux porteurs de quatre locomotives express compound à deux cylindres 2 G, et pour tous les essieux de deux locomotives-tenders B et une locomotive à marchandises compound à deux cylindres i C, enfin de l’acier à 3 p. c. nickel pour les essieux moteurs de trois locomotives à marchandises C et deux locomotives à marchandises D, sur lesquelles il s’était souvent déclaré des criques. Les nouveaux essieux de locomotives reçoivent une perforation de 30 millimètres, quelquefois de 40 millimètres de diamètre.
- Conditions
- prescrites.
- Résultats d’essais
- Acier Martin spécial. Usine F. Acier Martin spécial. Usine G. Acier à 1 p.e. de nickel. Usine G. ci . d.T cd 1.ft X g <1
- C50.9) 53.3 (60.2) (57.1) 62.0 (67.2) 59.5 63.2
- (22.0) 23.3 (24.5) (15.0) 18.9 (21.9) 15.2 21.7
- (56.0) 59.6 (62.0) (41.1) 48.3 (56.7) 37.3 61.8
- 46.3
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré......................
- Allongement pour cent,__sur une longueur
- entre repères de L 80 F . . , . . .
- Striction pour cent.........................
- Limite des allongements proportionnels en kilogrammes par milimètre carré . . .
- 50 à 55 55 à 60 60 à 65
- Minimum. 17, 16, 15
- Condition imposée : Teneur en phosphore < 0.04 pour cent. .
- Composition chimique :
- Analyse de l’acier à 5 pour cent de
- .............. C = 0.254, Mn = 0.197, Ni = 4.911,
- P = 0.020, S = 0.09, Fe = 94.220.
- nickel :
- Si = 0.168,
- Pour les essieux de tenders et de véhicules, sur chaque lot de 30 à 60, un essai
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- au choc, avec une éprouvette de traction provenant de la portée de calage. Essais au choc comme sur les chemins de fer de l’État autrichien, avec cette différence que pour les diamètres d’essieux dépassant tôt) millimètres, on n’exige qu’une flèche de 165 millimètres, et qu’on la mesure à partir de deux repères espacés de 1.5 mètre et appliqués métriquement sur l’essieu.
- Pour les essieux de locomotives et pour les lots de moins de 50 essieux, on exige des essais au choc sur barreaux entaillés, comme il a été dit pour les essieux coudés (voir plus haut les prescriptions des chemins de fer de l’État autrichien). Garantie de trois ans pour tous les aciers.
- Sur les essieux en acier spécial qui sont en service (fin 1908, environ 12 p. e. des essieux de locomotives et 6 p. c. des essieux de tenders), on n’a pas constaté jusqu’à présent de ruptures ni de criques. Parmi les essieux moteurs en acier à 5 p. c. de nickel des locomotives à marchandises D, il a fallu en réformer un au bout d’un parcours de 64,000 kilomètres à cause d’une cri%ie dans le logement de clavette des deux portées de manivelles (manivelles Hall) .
- Les chemins de fer de l’Éiat hongrois emploient de l’acier à 3 p. c. de nickel de 55 à 65 kilogrammes par millimètre carré de résistance et 40 p. c. de striction pour les essieux moteurs des locomotives express et dans les cas où le profil de la ligne et de plus faibles dimensions le font paraître nécessaire, savoir pour les essieux moteurs, couplés et porteurs des locomotives classe In et sur les tenders.
- Essais au choc sur barreaux entaillés comme pour les essieux coudés. Un essai au choc et un essai par traction pour chaque coulée.
- On compte continuer l’emploi de cet acier pour les essieux moteurs et couplés des locomotives express.
- Le chemin de fer Prince-Henri emploie à titre d’essai des essieux moteurs, couplés et porteurs de locomotives (i p. c. de l’effectif total) en acier spécial de l’usine B, de 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, pour lesquels il n’est pas imposé d’autres conditions et qui sont depuis trop peu de temps en service pour que l’on puisse se prononcer sur les résultats.
- CONCLUSIONS.
- Les essieux droits en aciers spéciaux sont employés par un certain nombre d’administrations, le plus souvent à titre, d’essai pour les essieux moteurs, couplés et porteurs des locomotives, quelquefois aussi pour des essieux de tenders. Ce sont des aciers à 1 p. c;, 3 p. c. et 5 p. c. de nickel, avec une résistance minimum de 50 à 5o kilogrammes par millimètre carré, des allongements de 17 à 18 p. e. et des strictions de 35 à 40 p. e. ; seuls, les chemins de fer de l’État badois prescrivent jusqu’à 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, 18 p. c. d’allongement minimum, 45 p. c. de striction minimum et 110 de total minimum de résistance -J- striction, comme pour les essieux coudés. Les administrations autrichiennes emploient de l’acier Martin spécial pour lequel elles imposent, avec une résistance
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- de 5 kilogrammes plus élevée, les mêmes allongements que pour l’acier Martin ordinaire employé dans les essieux de véhicules. Les chemins de fer de l’État badois emploient pour les plus récents types de locomotives de l’acier au creuset d’une résistance minimum de 60 kilogrammes par millimètre carré, avec un allongement minimum de 20 p. c., une striction minimum de 35 p. c. et un total minimum de résistance + striction de 100; les chemins de fer Prince-Henri font usage d’un acier spécial d’une résistance minimum de 70 kilogrammes par millimètre carré, sans autres prescriptions. En ce qui concerne la fabrication des essieux et l’usinage des éprouvettes de traction, nous renvoyons à ce qui a été dit pour les essieux coudés. Un certain nombre d’administrations percent les essieux, afin de découvrir les poches de retassure.
- Les essais au choc se font dans les conditions usuelles comme pour les essieux faits d’une autre matière. Sur les chemins de fer autrichiens et hongrois, un mode spécial d’essai au choc sur barreShx entaillés est en usage, dans les mêmes conditions que pour les essieux coudés. Quelques administrations exigent pour l’acier au creuset un plus grand nombre d’essais que pour les autres aciers. Les chemins de fer de l’Etat bavarois demandent, pour l’acier au nickel, des essais sur chaque essieu. Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz prescrit pour l’acier au creuset une plus longue durée de garantie (au lieu de trois à quatre ans).
- Les résultats obtenus avec ces aciers ne sont pas concordants. Ici encore, les ruptures et criques signalées font reconnaître la grande influence du mode de construction et de la fatigue du matériel roulant. Toutefois, on est d’accord pour juger l’emploi d’aciers spéciaux nécessaire sur les nouvelles locomotives marchant à plus grande vitesse ou développant un plus grand effort de traction.
- IV. — Bandages.
- Les chemins de fer de l’État badois emploient l’acier au creuset sur 21 p. c. de leurs locomotives, à savoir pour toutes les roues des récentes locomotives express classe II c, IV e, II d et IV f, des locomotives à marchandises classe VIII c et des locomotives de gare classe X b ; sur les roues non freinées des anciennes locomotives, les bandages sont en acier Martin d’une grande résistance qui doit aussi être expérimenté pour les roues freinées de locomotives et tenders. (Voir tableau ci-après).
- Nous ne possédons pas de résultats d’essais comparatifs. On compte continuer l’emploi de l’acier au creuset pour les locomotives faisant un service dur ou présentant de fortes charges par roue.
- Les chemins de l’État bavarois emploient de l’acier Martin basique pour tous les bandages de trois locomotives-tenders de tramway 1 C, avec bissel à l’avant, sur voie à rails à gorge de 1 mètre d’écartement, et de l’acier au creuset pour tous les autres bandages de locomotives. (Voir tableau ci-après.)
- Les bandages de ces locomotives de tramway durent être rafraîchis une première fois au bout de 4,000 kilomètres, par suite de forte usure des boudins dans les
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- Chemin de fer de l’État badois.
- Valeurs minimums prescrites.
- — Acier au creuset. Acier Martin, acide ou basique, pour roues
- ( freinées. non freinées.
- Résistance à la traction, enkilog. par millimètre carré. 70 60 50
- Allongement pour cent sur 200 millim. entre repères . 15 16 20
- Striction pour cent . . 25 25 35
- Total de résistance à la traction -|- striction .... 100 90 90
- Essai au choc Six chocs d’un mouton de 600 kilog., tombant d’une hauteur de 5 mètres (si le poids du mouton n’est pas de 600 kilog., la hauteur de chute sera calculée de manière à produire un travail de 3,000 kilo-grammètres).
- Durée de la garantie (années) ......... 5 2 2
- Nombre d’éprouvettes Une éprouvette prélevée sur le milieu et une autre sur la partie intérieure ou extérieure de la section.
- Chemin de fer de l’État bavarois.
- Bandages de tenders et de véhicules en acier Martin ou Bessemer. Bandages de locomotives en acier au creuset. Bandages de locomotives de tramways en acier Martin.
- Valeurs exigées. Résultats d’essais.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré - . 60 à 68 65 à 73 Minimum. 80 80.1 à 90.9
- Allongement pour cent . . . . . . 9.0 à 18.5
- Minimum.
- Striction pour cent 30 25 15.4 à 33.0
- Total de résistance -j- striction 95 ...
- Délai de garantie (années) 3 3 3 3
- Nombre d’éprouvettes Une sur chaque coulée.
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- courbes des rails à gorge; grâce à la réduction de l’épaisseur des boudins, le tournage suivant devint nécessaire au bout de 42,000 kilomètres. Après un parcours de 29,000 kilomètres, les bandages des roues motrices et couplées furent renouvelés, ceux des roues porteuses furent laissés en service. Jusqu’à présent, en deux ans et demi, il ne s’est pas produit de ruptures.
- Les chemins de fer de l’État prussien emploient en service courant des bandages de locomotives et tenders en acier Martin de 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum et en acier au creuset de 70 kilogrammes par millimètre carré. A titre d’essai, on fait usage de bandages en «acier au creuset refondu» {restes et fragments de bandages en acier au creuset, fondus avec d’autres en acier Martin) de 65 et 70 kilogrammes par millimètre carré, de bandages en acier Martin de 65 et 70 kilogrammes de résistance, de bandages en acier à 1 ou 2 p. c. de nickel et de bandages en acier électrique, pour les locomotives.
- 11 n’est pas prescrit de valeurs pour l’allongement et la striction, on apprécie la ténacité à l’aide d’essais au choc. Les chocs sont de 3,000 kilogrammètres (poids du mouton 1,000 kilogrammes ou, à défaut, 500 kilogrammes, il faut que la machine puisse fournir jusqu’à 5,600 kilogrammètres); le travail que représente le choc est augmenté de 500 kilogrammètres lorsque la flèche est de moins de 10 millimètres. Avec l’acier Martin, il faut atteindre 12 p. c. de flèche, avec l’acier au creuset
- p. c., D représentant le diamètre du cercle de roulement et d l’épais-
- seur du bandage fini.
- Des éprouvettes spnt prélevées sur 2 p. c. du lot, sur 4 p. c. lorsqu’il s’agit d’acier au creuset ou d’acier au creuset refondu.
- Les bandages doivent être posés à chaud avec un serrage de 1 millimètre par mètre de diamètre intérieur sans présenter de criques ni autres défauts imputables à la matière ou au mode de fabrication.
- L’emploi expérimental des aciers que nous venons de citer n’a commencé qu’il y a peu de temps; on se met seulement à tenir des statistiques des parcours kilométriques. L’extension de leur emploi dépendra des résultats qu’ils donneront au point de vue de la durée et de l’économie.
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine emploient, pour les locomotives dont les charges par roue atteignent 16,000 kilogrammes, des bandages en acier au creuset de 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, avec d’autres en acier Martin acide d’une résistance minimun de 50 kilogrammes par millimètre carré.
- Les prescriptions relatives aux éprouvettes sont les mêmes que sur les chemins de fer de l’État prussien.
- Des essais faits sur dix locomotives, dont un essieu était muni de bandages en acier au creuset et un autre de bandages en acier Martin, ont accusé, au bout de huit mois, une usure moyenne de 3 millimètres pour les premiers et de 4.5 millimètres pour les seconds. Jusqu’à présent, on n’a pas constaté de ruptures ni de criques sur les bandages en acier au creuset. Cette administration fait remarquer que les charges
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- des essieux à roues de petit diamètre ne doivent pas être trop grandes, car autrement les surfaces de roulement présentent une tendance à s’exfolier.
- A la suite de ces essais, tous les bandages d’un diamètre de plus de 1.500 mètre ne sont plus commandés qu’en acier au creuset, soit en moyenne 300, contre 1,700 bandages en acier Martin. On ne compte pas en étendre l’emploi davantage (sauf pour les essieux porteurs des locomotives â voyageurs et express), car les bandages en acier Martin, sensiblement moins chers, suffisent parfaitement aux besoins de la sécurité pour toutes les autres conditions.
- Les chemins de fer de F État saxon emploient depuis longtemps des bandages en acier au creuset de 65 kilogrammes de résistance minimum, avec un allongement minimum de 10 p. c., sur les locomotives, avec de bons résultats et se proposent d’en continuer l’emploi.
- Les chemins de fer de F État wurtembergeois font un essai de bandages en acier spécial de l’usine B pour les essieux moteurs et accouplés des locomotives-tenders et locomotives à marchandises, qui, au moment de l’envoi de la réponse, n’étaient pas encore en service.
- — Valeurs minimums présentés. Résultats d’essais. Valeurs moyennes.
- Résistance à la traction en kilog. par millimètre carré . 82 81 3
- Allongement pour cent, 10 14.5
- Striction pour cent 20 21.2
- Réduction du diamètre pour cent, sous les chocs d’un mouton de 600 kilogrammes, hauteur de chute : 5 mètres 12 12.8 après neuf chocs.
- Une éprouvette sur chaque lot entamé de 50 bandages.
- La Compagnie du chemin de fer d’Aussig-Teplitz emploie sur 19.3 p. c. des essieux de locomotives et 1.2 p. c. des essieux de voitures, y compris les essieux freinés, des bandages en acier au creuset et en acier Martin spécial de 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum à la traction, avec 25 p. c. de striction minimum, et sur les autres, de l’acier Martin basique d’une résistance minimum à la traction de 60 kilogrammes par millimètre carré, avec 25 p. c. de striction minimum.
- Valeurs minimums Résultats d’essai.
- — prescrites pour l’acier au creuset et l’aeier spécial. Acier au creuset de l’usine F. Acier Martin spécial de l’usine Ct.
- Résistance à la traction en kilog. par millim. carré. 70 (71.1) 73.8 (76.7) (73.1) 76.3 (78.2)
- Allongement pour cent, sur une longueur entre (10 0) 12.6 (16 0) (13.5) 14.1 (14.5)
- repères de 11.3 \/ R - . Striction pour cent 25 (31.9) 37.8 (47.1) (36.9) 39.5 (42.3)
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- La réduction prescrite du diamètre (ou aplatissement) est de 12 p. c. sous des chocs de 3,000 kilogrammètres ; pour les bandages en acier au creuset et en acier Martin spécial, il faut à cet effet environ le nombre double de chocs que pour les « bandages en acier Martin ayant les mêmes dimensions.
- Il est prélevé une éprouvette sur chaque lot entamé de 50 à 60 bandages.
- Des essais parallèles faits pendant cinq ans sur 56 bandages des locomotives à marchandises classe IV b (type D) n’ont pas accusé, entre les aciers au creuset et Martin spécial, de différence appréciable au point de vue de l’usure; par rapport à l’acier Martin basique ordinaire, d’une résistance minimum à la traction de 60 kilogrammes par millimètre carré avec un allongement minimum de 35 p. c., on a constaté un parcours kilométrique 1.4 fois aussi grand. Le premier retournage des bandages d’essai a eu lieu au bout de 80,000 kilomètres et a fait reconnaître une plus faible usure des bandages que pour l’acier Martin basique ordinaire. Dans une période de vingt ans, deux bandages de locomotives en acier au creuset et cinq en acier Martin ont cassé.
- Le Nord-Ouest autrichien (*) emploie en service courant pour les essieux de bogie de locomotive et, à titre d’essai, pour les essieux de tender, des bandages en acier spécial de l’usine A, de 80 à 84 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction, 16 à 14 p. c. d’allongement et 36 p. c. de striction; il n’a pas encore été établi de prescriptions spéciales et, en raison du faible nombre employé, on n’a pas \ non plus fait d’essai au choc. Le parcours kilométrique moyen par millimètre
- d’usure a été en service d’express, pendant une période de cinq ans, de :
- Essieux porteurs de locomotives, 12,800 kilomètres, au lieu de 13.800 kilomètres pour l’acier au creuset; essieux de tenders, 13,194 kilomètres.
- Tous les retournages ont eu lieu à cause d’usure, de méplats ou d’exfoliations.
- Les chemins de fer de l’État autrichien emploient pour les essieux de locomotives et de tenders de toutes classes, ainsi que de quelques véhicules, des bandages en acier au creuset et en acier Martin spécial : les aciéries disent que, pour fabriquer ce dernier, on introduit des riblons choisis dans le four Martin et l’on ajoute une petite proportion de chrome. (Voir tableau ci-contre.)
- Il faut que la ténacité soit suffisante pour que, les bandages étant embattus avec un serrage de 1 millimètre par mètre de diamètre intérieur, il ne se produise aucune espèce de criques ni de défauts.
- On soumet aux essais un bandage d’une coulée sur deux et au moins 2 p. c. du lot, ou un bandage de chaque livraison ; pour les bandages en acier au creuset, on en essaye un sur chaque lot entamé de 50. Il est prélevé une éprouvette de traction sur le côté du boudin et une autre sur la face extérieure.
- La limite d’élasticité n’est déterminée que pour l’usage du personnel intéressé; on n’impose pas d’essai de dureté par billes. Délai de garantie : quatre ans.
- (!) Ce réseau a été racheté depuis et est maintenant exploité par les chemins de fer de l’État autrichien.
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- — Conditions prescrites :
- Acier Martin basique pour Acier au creuset ou Martin spécial pour
- Véhicules. Locomo- tives et tenders. Véhicules. Locomo- tives et tenders
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré. 50 à 65 65 à 75 65 à 80 70 à 85
- Allongement pour cent minimum, sur une longueur entre
- repères de 11.3 14 10 10 10
- Réduction pour cent du diamètre sous des chocs de 3,000 kilo- D d-65
- grammètres chacun , 12 9 lôü ïïT
- Résultats d’essais : Acier au creuset. Acier Martin spécial
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré (69.4) 75 (83.9)’ (71.1) 77 (85)
- Allongement pour cent . (10.5) 13.5 (17.5) (10.5) 14 .5 (18 5)
- Striction pour cent ' (26) 38 (53.1) (29.5) 46.5 (61.1)
- D’après les résultats obtenus, les bandages en acier au creuset s’usent moins vite que ceux en acier Martin spécial.
- La Compagnie des chemins de fer du Sud de ïAutriche emploie depuis 1904 des bandages en acier Martin spécial sur tous les essieux nouveaux de locomotives, de tenders et de véhicules pour trains express et de voyageurs; les essieux des années antérieures, pour le même matériel, ont des bandages en acier au creuset ou en acier raffiné; les autres bandages sont en acier Martin basique.
- — Conditions prescrites.
- Acier Martin basique. Acier au creuset, acier raffiné et acier spécial.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré 50 à 65 65 à 75
- Minimum. Minimum.
- Allongement pour cent sur une longueur entre repères de |/80 F . 18 15
- Striction pour cent .
- Limite des allongements proportionnels
- Teneur en phosphore <^0.04 pour cent.
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- En outre, elîe emploie, à titre d’essai, des bandages en acier plus dur :
- Résultats d’essais.
- Acier au creuset spécial, U sine A. Acier Martin spécial. Usine G. Valeurs, moyennes.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré . (81.6) 82.9 (83.6) 84.3
- Allongement pourcent (15.4) 15.9 (17.2) 9.3
- (Sur une longueur entre repères de) : 1/ 80 F (11.3 V F)
- Striction pour cent (34.0} 36.7 (39.2) 22.1
- Limite des allongements proportionnels, en kilogrammes par millimètre carré . (46.0) 49.2 (52.8)
- Elle se sert en particulier de cet acier Martin spécial plus dur pour les bandages des essieux porteurs de locomotives-tenders à voyageurs, compound à deux cylindres, ICI, avec roues porteuses de 840 millimètres de diamètre et 14 tonnes de charge par essieu.
- Réduction prescrite du diamètre, sous des chocs de 5,000 kiïogrammétres chacun : 12 p. c. pour l’acier Martin, 9 p, c. pour l'acier spécial, l’acier au creuset et l’acier \ raffiné. Avec l’acier au creuset spécial, mentionné plus haut, on a obtenu une flèche de 13 p. c. après douze chocs représentant ensemble 77,000 kiïogrammétres. On essaye un bandage sur chaque lot de 50 à 60. Hélai de garantie : quatre ans.
- Une statistique, embrassant onze années, des parcours kilométriques par millimètre de réduction de l’épaisseur a été établie pour tous les bandages, en service à la fin de 1908, de 96 locomotives à marchandises pour lignes de montagne, type D, avec essieu extrême à jeu latéral :
- SECTION DE LIGNE. Rampe maximum, en millimètres par mètre. Rayon de la plus faible courbe, en mètres. Acier au creuset. Usine A. Acier spécial. Usine D. Acier au creuset. Usine B. Acîer Martin spécial. Usine F. Acier au creuset. Usine F.
- «) u> 25 237. 5,500 4,800 5,600 3,900 4,200
- b). ...... 25 190 7,700 7,400 7,.700 5,200
- <0 25U) 250 9,900 41,200 10,900 7,900 9,400
- d) 13.7 (?) 237 12,600 9,700 11,700 10,100 11,400
- Moyenne .... 8,900 8,200 8,800 7,400 7,550
- Nombredebandages. 52 32 116 406 202
- 1 (C Conditions climatériques très défavorables. 1 (2) Sur une petite distance seulement.
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- Fin 1908, les bandages en acier Martin spécial entraient pour environ 3f p. c. dans Fensemble des bandages employés sur les locomotives et tenders, pour environ 15 p. c. dans le nombre de ceux employés sur les voitures à voyageurs. Sur les bandages de locomotives et tenders il s’est produit des pailles et des exfoliations, notamment sur les petites roues porteuses; il n’y a eu de rupture que dans un cas de bandage de tender.
- On continuera à en faire usage dans les mêmes proportions que maintenant.
- Les chemins de fer de l’État hongrois emploient pour les essieux moteurs et couplés, ainsi que pour les essieux porteurs des locomotives express et tenders In, des bandages en acier au creuset, ordinaire et dur, et de l’acier Martin spécial (acier au chrome).]
- — Acier Martin. Acier au creuset ordinaire. Acier au creuset dur. Acier spécial (acier chromé.)
- Résistance à la traction, en kilog. parmillim. carré . Minimum. . 55 Minimum. 60 70 à 90
- Allongement pour cent Minimum. 15 à 10 pour cent.
- Moment de percussion, en kilogrammètres .... 3,000
- Nombre de chocs 4
- Réduction pour cent du diamètre Minimum. 12
- Dureté aux billes Brinell (essai non prescrit) .... 150 160 U85
- Une éprouvette de chaque coulée.
- L’essai de dureté par billes se fait dans les conditions ordinaires sur des segments en profil d’au moins 35 millimètres d’cpaisseur, avec une bille de 19 millimètres et sous une charge de 50,000 kilogrammes : on considère comme coefficient de dureté le quotient de la charge en kilogrammes par la surface de l’empreinte de la bille en millimètres carrés.
- En raison du p3u de temps qui s’est écoulé depuis leur mise en service, on ne peut pas encore se prononcer définitivement sur les résultats des bandages en acier spécial. On doit les employer sur des locomotives à grande vitesse, les paires de roues à essieux coudés et les tenders pour trains express.
- La Compagnie pour l’exploitation des chemins de fer de F État, néerlandais emploie en service courant de l’acier au creuset et de l’acier Martin spécial.
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- — Locomotives et tenders. Voitures et wagons. 1 Matériel de petites lignes.
- Résistance à la traction, en kilogrammes
- par millimètre carré 68 à 74 55 80 à 90
- Allongement pour cent 16 à 14 18 10 à 8
- sur une longueur entre repères de200millim. sur une longueur entre repères de
- [11.3 1/Fl 100 millimètres.
- Striction pour cent 25 30
- Limite élastique (des allongements propor-
- tionnels) en kilog. par millimètre carré . 4) 30 45
- Poids du mouton, en kilogrammes . . . 1,000 500
- 1er choc 3
- Hauteur de chute, en mètres, j our un diamètre i 1,000 millim. g 6 2* choc 6
- = 3' et 4' choc 9
- Nombre de chocs 4
- Réduction prescrite en pour cent du dia-
- mètre 18 12 10
- On essaye 2 p. c. du nombre toi al, au moins un bandage de chaque coulée, et on prélève deux éprouvettes de traction sur chaque bandage d’essai. On ne possède pas de résultats d’essais comparatifs.
- Le chemin de fer Prince-Henri emploie seize bandages de locomotives et tenders, avec attaches à vis, en acier spécial de 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, sans prescriptions quant à l’allongement et à la striction et sans conditions spéciales pour l’essai au choc. Ces bandages sont en service depuis trop peu de temps pour qu’on puisse communiquer des résultats.
- Les chemins de fer de l’État roumain emploient pour les locomotives express de l’acier au creuset, pour les locomotives à marchandises de l’acier Martin de 68 à 74 kilogrammes par millimètre carré de résistance, pour les véhicules des bandages en acier Martin de 60 à 65 kilogrammes par millimètre carré de résistance.
- CONCLUSIONS.
- Pour les locomotives rapides et puissantes de construction récente, et pour leurs tenders, quelquefois aussi pour un assez grand nombre d’autres locomotives et tenders et pour des voitures à voyageurs, la plupart des administrations emploient des bandages d’une résistance minimum de 60 à 70 kilogrammes par millimètre carré, avec des allongements minimums de 10 à 15 p. c. et des strictions minimums de 25 p. c. Ces bandages sont généralement en acier au creuset ou en acier Martin spécial. Quelquefois, on emploie des bandages spécialement durs, par exemple en acier au creuset spécial de 80 à 82 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum, avec des allongements minimums de 10 p. c. et des strictions minimums
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- de 25 p. c. Dans les essais de réception, on obtient jusqu’à 17 p. c. d’allongement (longueur entre repères \/80F) et 39 p. c. de striction. Les remarques faites au sujet des essieux s’appliquent aussi à la fabrication des bandages. La consolidation se fait presque partout à l’aide de frettes à encastrement. Les éprouvettes de traction sont généralement découpées à froid dans la partie du bandage la moins déformée pendant l’essai au choc et rectifié après un léger chauffage.
- Les essais au choc sont généralement les mêmes pour toutes les sortes d’aciers. Les chocs représentent un travail de 3,000 kilogrammètres chacun. On exige, tantôt un nombre de six chocs; tantôt, sous un nombre quelconque de chocs (on prévoit quelquefois une augmentation progressive du travail de choc pour les coups de mouton successifs), une certaine réduction du diamètre qui est assez généralement de 12 p. c. pour l’acier Martin; pour l’acier au creuset et l’acier spécial, elle est
- tantôt de 9 p. c., tantôt de 12 p. c., tantôt calculée d’après la formule ^
- (voir la signification des lettres au paragraphe : Chemins de fer de l’Etat prussien).
- Les chemins de fer de l’Etat hongrois prescrivent, pour les bandages en acier au creuset dur et en acier chromé, quatre chocs de 3,000 kilogrammètres chacun, et pour ceux en acier Martin et en acier au creuset moins dur (voir les chiffres de résistance plus loin) une réduction du diamètre de 12 p. c., avec un nombre de chocs indéterminé. La Compagnie pour l’exploitation des chemins de fer de l’État néerlandais prescrit, pour les bandages du matériel de petites lignes, d’une résistance de 80 à 90 kilogrammes par millimètre carré, après un choc de 3, un de 6 et deux de 9 mètres de hauteur de chute d’un mouton de 500 kilogrammes, une réduction de diamètre de 10 p c. ; pour les bandages de locomotives de 68 à 74 kilogrammes par millimètre carré, après quatre chocs de 6,000 kilogrammètres ou, pour les bandages de plus de 1 mètre de diamètre, de 10,000 kilogrammètres chacun, une réduction de diamètre de 18 p c. ; enfin, pour les bandages de véhicules, d’une résistance de 55 kilogrammes par millimètre carré, après quatre chocs de 3,000 kilogrammètres chacun, une réduction de diamètre de 12 p. c.
- Pour les bandages d’une résistance particulièrement élevée, certaines administrations n’ont pas encore établi de prescriptions spéciales.
- Des renseignements sur l’emploi de l’épreuve de dureté par billes ne sont donnés que par les chemins de fer de l’Etat hongrois, qui recommandent, pour les bandages en acier au creuset dur et en acier chfomé, d’une résistance minimum de 70 à 90 kilogrammes, une dureté, sous l’empreinte des billes, de 185, contre 150 pour l’acier Martin d’une résistance minimum de 55 kilogrammes. Ces épreuves sont faites sur des découpures en profil.
- On essaye généralement, quels que soient les aciers, 2 p. c. des bandages fournis, soit au moins un de chaque coulée ou de chaque lot livré; les chemins de fer de 1 Etat prussien et les chemins de fer d’Alsace-Lorraine prescrivent pour les bandages 6n acier au creuset un plus grand nombre d’essais, c’est-à-dire 4 p. c.
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- Le délai de garantie est généralement le même, de trois ou quatre ans, pour les différents aciers; l’Etat badois exige cinq ans pour l’acier au creuset et deux ans pour l’acier Martin.
- Nous possédons peu de renseignements sur le parcours kilométrique par millimètre d’usure La comparaison des chiffres fournis par les statistiques courantes est rendue difficile par l’influence des conditions du profil qui l’emporte sur celle de l’acier employé (voir les chiffres relatifs aux lignes de montagne du Sud de l’Autriche) et par la différence de l’emploi des aciers spéciaux et ordinaires. Les aciers spéciaux de haute résistance employés jusqu’à présent en service courant sont généralement jugés équivalents entre eux. On n’a pas encore de renseignements suffisants sur les bandages d’une résistance particulièrement élevée, beaucoup employés depuis quelque temps à titre d’essai. Des essais comparatifs n’ont été entrepris que dans ces derniers temps par la plupart des chemins de fer. Parmi les essais comparatifs terminés jusqu’à présent, ceux du chemin de fer d’Aussig-Teplitz ont accusé, pour les locomotives, une supériorité de 40 p. c, de l’acier au creuset et de l’acier Martin spécial, de 70 kilogrammes de résistance minimum, sur l’acier Martin basique de 60 kilogrammes de résistance minimum. Des essais des chemins de fer d’Aîsace-Lorraine résulte, également pour les locomotives, une supériorité de 50 p. c. de l’acier an creuset, d’une résistance minimum de 70 kilogrammes, sur l’acier Martin acide d’une résistance minimum de 50 kilogrammes; néanmoins, sauf pour les bandages de plus de 4.5 mètre de diamètre et ceux des roues porteuses des locomotives express et à voyageurs, l’acier Martin est jugé parfaitement suffisant.
- Les renseignements sur les avaries observées en service ne permettent pas de faire une distinction précise entre les différents aciers; d’une manière unanime, et sans qu’on puisse reconnaître de corrélation entre le fait et la nature de l’acier employé, on signale la destruction rapide, par formation d’éeailles, des bandages de petites roues porteuses, fortement chargées, de locomotives.
- Y. — Ressorts.
- Comme la limite inférieure de 60 kilogrammes par millimètre carré, fixée pour les autres pièces, ne s’applique pas aux ressorts, nous parlerons dans ce chapitre de tous les aciers qui peuvent être qualifiés, à un point de vue quelconque, d’aciers spéciaux, d’une valeur exceptionnelle.
- Il est impossible de tracer ici une limite rigoureuse, ne serait-ce que pour la raison que Fon dispose rarement de données sûres quant au mode de fabrication, que ce mode de fabrication est souvent tenu secret par l’usine et que l’on n’a encore que peu recours, en dehors des aciéries, aux données fournies par l’analyse chimique et microscopique, données qui pourraient aider à élucider la question. A notre avis, on ne peut tracer dans ces conditions qu’une limite très large et en quelque sorte virtuelle, en y faisant rentrer les aciers de la part desquels on prévoit, pour une raison quelconque, qu’ils possèdent de meilleures propriétés que les aciers ordinai-
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- renient employés pour ïe même lisage. En adoptant ce point de départ, nous considérerons comme aciers spéciaux d’une résistance supérieure :
- a) Ceux qui sont désignés d’après un élément spécial, ajouté dans le but d’améliorer le métal, ou qui, d'après l’analyse chimique, renferment un tel élément;
- b) Ceux qui sont qualifiés d’aciers spéciaux, sans autre indication, par les usines qui les produisent;
- c) Ceux qui, comme par exemple l’acier au creuset, sont produits à l’aide d’un procédé servant à améliorer la qualité du métal.
- Dans les réponses au chapitre « Ressorts » du questionnaire, le groupe a ne figure pas.
- Les chemins de fer de l'État badois emploient depuis 1907, pour tous les ressorts, y compris les ressorts de traction et de choc des nouvelles classes de locomotives IV/, VIII e et Xby c’est-à-dire sur 7.2o p. c. de toutes les locomotives, de l’acier au creuset d’une résistance élevée, qui doit pouvoir se tremper à l’eau et est traité de la même façon que l’acier à ressorts ordinaire.
- — Acier Martin ou Bessemer. Acier au creuset.
- A l’état non trempé :
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré, minimum 65 75
- Allongement pour cent sur une longueur entre repères de 200 millimètres 10 12
- Total de la résistance plus deux fois l’allongement, minimum 95 105
- Essai de pliage : Une lame d’acier trempée, sous une charge de 0.12 bh2 kilogrammes, les appuis étant écartés de 600 millimètres, ne doit pas accuser de flèche permanente.
- Nombre d’essais : 2 pour cent.
- Essais de ressorts en spirale : . ... Compression complète répétée, sans que la réduction de hauteur dépasse 2 millimètres.
- Les chemins de far de l'État bavarois emploient, sur 20 p. c. des locomotives en service, de l’acier à ressorts spécial ; les ressorts de suspension fortement chargés des locomotives modernes sont exclusivement fabriqués en acier spécial.
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- — 1 Acier Martin. Acier spécial.
- A l’état non trempé :
- Résistance à la traction, en kilog. par millimètre carré, minimum . 65 85
- Allongement pour cent, minimum . ... t 10 12
- Total de résistance plus deux fois l’allongement, minimum 95 115
- Température de trempe Rouge sombre 810 à 870° C.
- Refroidissement dans de l’eau à 18 à 22° C. 40 à 50° C.
- Température de recuit Ü O O 450 à 500» C.
- Charge calculée, en kilogrammes par millimètre carré 50 à 55 jusqu’à 65
- Les essais se font sur différentes lames de ressort trempées choisies au hasard. Il faut qu’une lame en acier Martin, de 90 X 13 millimètres de section, soumise à une charge de 1,800 kilogrammes, sur appuis espacés de 600 millimètres, ne présente pas de flèche permanente. Dans un essai de flexion analogue, les lames de ressort en acier spécial subissent une tension de la fibre de 120 kilogrammes par millimètre carré. Tout ressort complet, neuf ou réparé, est vérifié, sous une charge progressivement croissante, au point de'vue de l’aplatissement et de la hauteur de flèche; le ressort chargé est d’abord soumis à plusieurs vibrations intenses, puis soumis à une charge lente : la flèche ne doit pas,, dans ces conditions, diminuer de plus de 2 à 3 millimètres.
- Coefficient d’élasticité de l’acier à ressorts spécial : 20,700 kilogrammes par millimètre carré.
- La flèche élastique est d’environ 20 p. c. plus élevée que pour les ressorts similaires en acier à ressorts ordinaire ; les ruptures et les affaissements sont plus rares.
- Les chemins de fer de l’État oldenbourgeois emploient, à titre d’essai, sur les voitures à voyageurs, des ressorts à lames d’une longueur d’arc de 1.900 mètre, en acier spécial de l’usine B, qualité mi-dure, avec trempe à l’eau.
- Résistance minimum à la traction, 85 kilogrammes par millimètre carré; allongement minimum, 12 p. c.; total de la résistance et du double de l’allongement, minimum 115.
- Une lame de ressort trempée, de 90 X 13 millimètres de section, chargée de 2,200 kilogrammes, sur appuis écartés de 600 millimètres, ne doit présenter aucune flèche permanente.
- On ne possède pas encore de résultats expérimentaux.
- Les chemins de fer de l’État prussien expérimentent actuellement, dans des proportions importantes, sur des voitures à quatre e£ six essieux, à intercirculation, sur les bogies des locomotives à surchauffe et sur les locomotives à marchandises
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- 0-8-0 à vapeur surchauffée, classe D, des ressorts à lames en acier spécial des usines À et B, avec une charge plus forte que pour l’acier à ressorts normal. Les essais comparatifs sur le mode de trempe ne sont pas encore terminés; cependant, la trempe dans un bain d’huile paraît avoir donné de bons résultats.
- — Acier à ressorts ordinaire. Acier spécial doux. Acier spécial mi-dur
- A l’état non trempé :
- Résistance minimum, en kilogrammes par millimètre carré 65 75 85
- Allongement)pour cent, minimum 10 14 12
- Total de résistance plus deux fois allongement, minimum 95 Doit bien se prêter à la trempe à l’eau. 105 110
- Essai sous charge de S p. c. des ressorts finis, au moyen d’une presse à levier, avec les mêmes menottes de suspension et sous les mêmes efforts qu’en service, et de manière que pendant la charge l’angle d’inclinaison des menottes puisse être constaté. Il faut que la charge corresponde au moins à une tension de la fibre de :
- Acier à res- Acier spécial Acier spécial sorts ordinaire. doux. mi-dur.
- (en kilogrammes par millimètre carré).......... 100 120 130
- Après enlèvement de la charge, il faut que les ressorts ne présentent aucune flèche permanente.
- La continuation de l’emploi est subordonnée aux résultats que l’on obtiendra.
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine emploient pour tous les ressorts longitudinaux (4) et les ressorts transversaux doubles (2 fois 3) des voitures à quatre essieux sur bogies, type normal prussien, de l’acier à ressorts spécial (acier au
- creuset).
- Ressort Ressort
- Longitudinal. transversal.
- Charge en kilogrammes par millimètre carré............................. 55 66
- La trempe se fait dans l’eau tiède et de la même façon que pour l’acier à ressorts
- ordinaire.
- A l’état non trempé : Acier au creuset.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré . . 75
- Allongement pour cent, minimum................................... 12
- Total de résistance plus deux fois allongement, minimum. . • . 105
- Acier Martin ou Bessemer.
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- 10
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- Une lame de ressort trempée, de 90 x 43 millimètres de section,
- chargée de
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- 1,800 kilogrammes, sur appuis écartés de 600 millimètres, ne doit présenter aucune flèche permanente.
- Essais de charge des ressorts finis comme sur les chemins de fer de l’Etat prussien, avec une tension de la fibre de 110 kilogrammes par millimètre carré, au minimum, pour l’acier à ressorts spécial, au lieu de 100 kilogrammes par millimètre carré pour l’acier à ressorts ordinaire.
- Les voitures munies de ressorts en acier au creuset ont une allure douce et stable. Le faiblissement des ressorts sous les voitures à intercirculation à quatre essieux a été notamment atténué par l’addition d’une lame et réparti également entre les ressorts par le retournement des bogies, ce qui a pour résultat que les ressorts changent de position par rapport au côté couloir et au côté compartiments; de ce fait, leur réglage devient moins souvent nécessaire. Les ruptures de ressorts sont relativement rares.
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois emploient de l’acier spécial marque S. I. H. 6 de l’usine B pour les essieux couplés arrière des locomotives-tenders à crémaillère 3/4 et des locomotives-tenders 3/3 à essieux convergents, type Klose, aux mêmes dimensions que les ressorts initialement employés, en acier à ressorts ordinaire, qui s’étaient rapidement affaissés en service, et en outre pour les ressorts de suspension longitudinaux et transversaux des voitures à bogies à quatre essieux, pour les ressorts de suspension des voitures-poste à deux essieux modernes et d’un certain nombre de wagons à marchandises à deux essieux modernes.
- — Conditions prescrites. Résultats d’essais.
- non trempé. trempé. non trempé. trempé.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré. Allongement pour cent 85 à 100 Minimum 12 Minimum 140 — 5 (85.4) 92 (105) (9) 12.5 (14.5) (140.5) 151 (168) (3) 5 (6.5)
- Essais de traction sur 10 pour cent des ressorts, moitié trempés, moitié non trempés.
- — Acier spécial. Acier à ressorts ordinaire.
- Charge maximum pour. :
- Ressorts de suspension, en kilogrammes par millimètre carré 86 72
- Ressorts de bogie, en kilogrammes par millimètre carré 96 80
- Tension maximum de la fibre (pendant l’essai de charge), en kilogrammes par millimètre carré 120 100
- Procédé de trempe et de recuit. . . . Chauffage au four à recuire jus-, qu’à850°C. (rouge clair), trempe dans l’eau à la température de 40 à 50“ C, puis, dans un bain , d’huile. Recuit lent jusqu’à 450 à 5( 0° C. et refroidissement lent à l’air. Trempe à l’état rouge clair dans l’eau à la température de 30 à 40“ C. Réchauffage dans le four à recuire, jusqu’à inflammation d’huile ce colza projetée sur le ressort, et trempe dans un bain d’eau de 30 à 40’ C.
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- — Acier spécial. Acier à ressorts ordinaire.
- Essais de flexion sur lames isolées . . Une lame de ressort trempée (sur 1.C0Û kilogrammes de ressorts), chargée de 2,200 ou 1,0CÜ kilogrammes suivant que la section est de 90 X 13 ou 90 X 9 millimètres, sur appuis écartés de 600 millimètres, ne doit présenter aucune flèche permanente.. •
- — — sur ressorts entiers . Sur 5 à 10 pourcent des ressorts,-on mesure la flèche sous deux eharges différentes et on charge jusqu’à aplatissement complet, sans que, après déchargement, il doive y avoir changement de la flèche initiale.
- Ces conditions ont été généralement satisfaites jusqu’à présent dans les essais de réception.
- Comparés aux ressorts en acier à ressorts ordinaires, les ressorts en acier spécial sont plus élastiques en service, les véhicules ont un roulement plus doux, les fai-blissements des ressorts et les ruptures de lames individuelles sont beaucoup plus rares, lerajustage est rarement nécessaire. Sur les ressorts en acier spécial employés sous les wagons à marchandises à deux essieux on a mesuré, au bout des deux premières années de service, une diminution moyenne de la flèche d’environ 2.5 millimètres.
- L’emploi de ressorts en acier spécial ne sera pas étendu, pour le moment, sur les locomotives; par contre, on se propose d’en munir toutes les voitures à quatre essieux pour trains rapides, tous les bureaux-poste à quatre essieux et les nouveaux bureaux-poste à deux essieux.
- La Compagnie du chemin de fer d’Aussig-Teplitz emploie de l’acier spécial de l’usine E pour les essieux moteurs et couplés des locomotives classe III a, devenues plus lourdes par suite de reconstruction.
- Sur 150 ressorts, un essai par traction d’acier trempé et d’acier non trempé :
- - Non trempé. Trempé.
- Conditions prescrites :
- Résistance, en kilogrammes par millimètres carré, minimum. 70 115
- Allongement, pour cent, minimum > . . . 10 6
- Striction, pour cent, minimum . 20 10
- Un essai de flexion par 150 ressorts, avec une lamelle de 1 mètre de longueur, cintrée à chaud à 100 millimètres de flèche, puis trempée comme les différentes lames de ressort ; on commence par une tension maximum de la fibre de 100 kilogrammes par millimètre carré et on augmente progressivement la charge'à raison de 100 kilogrammes chaque fois, jusqu’à ce que la tension de la fibre atteigne 125 kilo-
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- grammes par millimètre carré. La limite d’élasticité est réputée atteinte dès que l’affaissement permanent est de 0.5 à 1.5 millimètre. Une fois qu’elle est atteinte, on augmente la charge à raison de 200 kilogrammes jusqu’à ce que la plus forte tension calculée de la fibre soit de 200 kilogrammes par millimètre carré. A ce moment, il ne faut'pas qu’il y ait eu rupture de la lamelle.
- Ces ressorts en acier spécial présentent une grande supériorité sur les ressorts en acier ordinaire.
- Le Nord-Ouest autrichien i1) emploie depuis 1902 des ressorts de suspension en acier spécial, dit acier Holtzer, fournis par la compagnie internationale des wagons-lits, pour trois wagons-lits et trois wagons-restaurants : on n’a pas de données certaines sur leur service, mais les résultats obtenus ont été satisfaisants et les ruptures extrêmement rares.
- Les chemins de fer de l’État autrichien emploient, à titre d’essai, sur une série de locomotives, sur cinq voitures-salons et sur cinq voitures à intercirculation à deux et à quatre essieux, des ressorts de suspension en acier spécial de l’usine E avec une charge de 62 à 75 kilogrammes par millimètre carré pour les voitures vides, 80 à 89 kilogrammes par millimètre carré pour les voitures sous charge et 80 à 129 kilogrammes par millimètre carré à l’essai.
- Tandis que sur les locomotives d’essai, des ruptures se sont fréquemment produites avec l’acier à ressorts ordinaire et qu’il fallait renouveler les ressorts en moyenne chaque année, les ressorts'en acier spécial étaient en service depuis deux ans, sans incidents, au moment de la réponse au questionnaire.
- Les chemins de fer de l’État hongrois emploient, en service courant, sur les locomotives et les wagons à marchandises, de très grande capacité, de l’acier spécial de 145 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction, avec 5 p. c. d’allongement, à l’état trempé et recuit.
- L’essai de flexion est fait sur des lamelles de 1 mètre de longueur avec une tension dans la fibre de 80 kilogrammes par millimètre carré. On effectue, en outre, un essai au choc sur un morceau de lamelle d’environ200 millimètres de longueur quidoitêtre trempé et recuit comme les lames de ressort finies ; ce morceau est posé sur des appuis écartés de 100 millimètres; après trois chocs d’un mouton de 50 kilogrammes,
- , , tt section en millimètres carrés,
- tombant d une hauteur en centimètres de H = ------------------------,-------------
- sur une face, et trois chocs sur l’autre face de la lamelle, il faut que celle-ci ne présente ni criques ni ruptures.
- On n’a pas encore pris aucune décision sur la continuation de l’emploi de ressorts dé ce genre.
- La Compagnie pour l’exploitation des chemins de fer de l’État néerlandais n’emploie en service courant que de l’acier spécial pour les ressorts de suspension longitudinaux et transversaux des voitures à voyageurs à quatre essieux. (*)
- (*) Ce réseau a été racheté depuis et est maintenant exploité par les chemins de fer de l’État autrichien.
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- Valeurs minimums prescrites.
- Non trempé. Trempé.
- Résistance à la traction, en kilogrammes par millimètre carré 80 130
- Limite d’élasticité pour cent de la résistance 50
- Allongement pour cent sur 200 millimètres . . . . . . . 15 6
- Striction pour cent . 32 22
- Total de résistance, allongement 100 140
- La teneur en phosphore et en soufre ne doit pas dépasser 0.035 p. c.
- Charge : 66 à 81 ou 65 à 79 kilogrammes par millimètre carré. Il n’est fait aucune différence avec l’acier à ressorts ordinaire, même en ce qui concerne la trempe et le recuit.
- Une lame d’essai de 750 millimètres de longueur, cintrée à un rayon de cinquante fois l’épaisseur de la barre, trempée et recuite, aplatie et déchargée dix fois par minute, ne doit pas présenter une plus grande flèche qu’après une première charge et décharge précédente.
- Éprouvettes sur 2 p. c. du nombre de barres, au moins un barreau de chaque coulée.
- Tous les ressorts finis sont vérifiés sous une charge statique, en ce qui concerce la hauteur exacte de la flèche de pose, et ne doivent pas, après avoir subi dix fois, par minute, une charge égale à une fois et demie la charge de service, et autant de décharges, présenter une plus grande flèche qu’après une première charge et décharge précédente.
- L’extension de l’emploi à d’autres véhicules n’est pas envisagée.
- Les chemins de fer de l'État roumain emploient pour les ressorts de l’acier au creuset d’une résistance à la traction dé 75 à 80 kilogrammes par millimètre carré.
- CONCLUSIONS.
- Des ressorts en aciers spéciaux d’une résistance exceptionnelle sont employés par dix administrations; sur les locomotives, on s’en sert généralement dans les cas où d’autres ressorts avaient présenté des inconvénients ou bien où, la charge ayant augmenté, on voulait éviter de renforcer les ressorts. Ils sont employés en outre sur le matériel à voyageurs, notamment/ dans des proportions assez importantes sur les voitures à quatre essieux à bogies. Les chemins de fer de l’État wurtembergeois et de l’Etat hongrois font aussi usage d’acier à ressorts spécial pour les ressorts de suspension des wagons à marchandises de grande capacité; les chemins de fer de l’Etat badois s’en servent pour les ressorts des appareils de traction et de choc de quelques types modernes de locomotives.
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- En Allemagne, plusieurs administrations imposent identiquement pour d'acier a ressorts spécial non trempé une résistance minimum de 75 kilogrammes par millimètre carré, avec 12 à 14 p c. d’allongement, et une résistance minimum de 85 kilogrammes par millimètre carré, avec 12 p. c. d’allongement; en général, elles exigent aussi un total minimum de la résistance et du double allongement de 105 et 110 à 115. On désigne ces deux sortes sous les noms d’acier à ressorts spécial doux et d’acier à ressorts spécial mi-dur. La charge prescrite pour les essais de 11 exion dépasse de 10 à 20 p. c. dans le premier cas, de 30 p. c. dans le second, celle de l’acier à ressorts ordinaire. Les chemins de fer de l’Etat hongrois prescrivent pour l’acier à ressorts spécial des essais au (^hoc outre les épreuves de flexion. Quant au nombre d’essais, on ne signale aucune différence avec l’acier à ressorts ordinaire.
- En ce qui concerne la charge en service, comme il s’agit souvent de cas où les matériaux employés jusqu’à présent ne suffisaient pas, elle est restée la même dans beaucoup de cas. La plus forte charge est mentionnée par l’État wurtembergeois;. elle est de 96 kilogrammes par millimètre carré (au lieu de 80 pour l’acier à ressorts ordinaire) pour les ressorts de bogie en acier spécial d’une résistance moyenne de 92 kilogrammes par millimètre carré à l’état non trempé, 151 kilogrammes par millimètre carré à l’état trempé, avec un allongement élastique d’environ 20 p. c. plus grand que pour l’acier à ressorts ordinaire. En ce qui concerne le procédé de trempe, les expériences ne semblent pas encore terminées ; on signale des résultats satisfaisants aussi bien avec la trempe à l’eau qu’avec la trempe à l’huile. Presque partout, on précise mieux les détails du procédé de trempe et des températures que pour l’acier à ressorts ordinaire.
- Les résultats obtenus en service sont, sans aucune exception, des plus favorables : élasticité plus grande, roulement plus stable et plus doux du matériel roulant. Les affaissements et les ruptures se produisent beaucoup moins souvent, les réglages sont devenus bien plus rares.
- YI. — Pièces diverses.
- Les chemins de fer de l'État badois emploient depuis 1907, pour les tiges de pistons et de tiroirs, les manivelles et contre-manivelles, les barres d’excentriques, les tourillons de manivelles motrices et d’accouplement, les boulons de crosses et les clavettes d’essieux, sur 7 p. c. des locomotives, de l’acier au creuset ayant au moins 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction, 20 p. c. d’allongement et 35 p. c. de striction; il faut que des bandes de cet acier puissent être pliées à froid en boucle d’un diamètre égal à la moitié de l’épaisseur de l’éprouvette ; les essais se font sur 2 p. c. du nombre de pièces livrées, mais au moins sur deux pièces, ou sur deux de chaque coulée. D’autre part, ils emploient, pour les bielles motrices des locomotives classes IYf et Yllle, de l’acier au nickel d’au moins 60 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction, 18 p. c. d’allonge-'
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- ndent, 45 p. c. de striction et nu total 140 de résistance -f- striction, comme pour l’acier au nickel des essieux.
- Les essais ne sont pàs encore assez avancés pour qu’on puisse avoir des résultats en service, néanmoins ces pièces seront à l’avenir établies avec les mêmes matériaux de construction.
- Les chemins de fer de VÉtat'prussien emploient, sur les locomotives à surchauffeiir Schmidt, des tourillons de manivelles motrices et d’accouplement, ayant une couche superficielle de 4 à 6 millimètres d’épaisseur, qui est dure comme du verre ; ces pièces sont ou bien en acier compound de l’usine G, fabriqué d’après un procédé particulier, donnant une texture exceptionnellement compacté de la surface dure, ou bien en acier de cémentation spécial, produit par les usines A et B dans le four Siemens-Martin.
- Ces tourillons supportent une bien plus forte pression par unité de surface, s’usent beaucoup moins que les tourillons en acier de dureté naturelle, et donnent, avec un premier ajustage rationnel, une plus longue durée des coussinets; si, par suite de graissage insuffisant, il se produit des échauffements et des criques, ils peuvent être remployés après meulage des arêtes vives des criques avec une pierre du Missîssipi ou de l’Arkansas.
- Les chemins de fer de F Alsace-Lorraine emploient l’acier au nickel pour un certain nombre de manivelles et de tourillons.
- Les chemins de fer de VÉtat saxon emploient de l’acier au creuset (pareil à celui des bandages de locomotives), d’au moins 65 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction et 10 p. c. d’allongement, pour les tiges de piston, depuis longtemps, avec des résultats satifaisants.
- Les chemins de fer de l’État wurtemhergeois ont employé à titre d’essai de l’acier au nickel pour les tourillons de manivelles motrices de dix locomotives type Klose 1 B 1, en conservant les dimensions initiales.
- Ces tourillons ont été remplacés, soit par suite de ruptures et fissures dont la cause est restée inconnue, au bout de six à sept années de service (250,000 à 350,000 kilomètres), soit par suite d’usure après six à douze années de service. Actuellement, des essais comparatifs de tourillons cémentés et trempés, en acier Martin doux, sont en cours. L’emploi d’autres pièces en aciers spéciaux d’une résistance supérieure n’est pas envisagé à l’heure actuelle.
- Les chemins de fer de l’État autrichien font usage de contre-manivelles en acier au creuset.
- La Compagnie des chemins de fer du Sud de l’Autriche emploie pour les contre-manivelles et les boulons de crosses de piston, ainsi que pour un certain nombre de tourillons de manivelles motrices et d’accouplement, de l’acier au creuset de 60 à 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction, avec 14 p. c. d’allongement minimum et 32 p. c. de striction minimum; pour les glissières et les tiges de piston, de l’acier Martin basique de 60 à 65 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la traction, avec 15 p. c. d’allongement minimum et 40 p. c. de striction minimum.
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- Des essais comparatifs de tourillons d’accouplement en acier au creuset et en acier doux Martin basique cémenté et trempé sont en cours.
- Les chemins de fer de l’État hongrois emploient, sur plusieurs types de locomotives, des tourillons de manivelles,motrices et d’accouplement entrés à la presse et des roues dentées Abt en acier spécial (acier au nickel, pareil à celui employé pour les essieux).
- Le chemin de fer Prince-Henri emploie pour des manivelles (9 p. c. du nombre total) et des tourillons de locomotives, en conservant la même construction que pour les manivelles en acier ordinaire, de l’acier à 3 p. c. de nickel qui, grâce à sa grande dureté, résiste beaucoup mieux aux chocs; on n’a pas encore pris de décision quant à l’extension de son emploi. —
- CONCLUSIONS.
- Plusieurs administrations ont adopté, pour les tiges de piston et de tiroir, les manivelles, contre-manivelles, barres d’excentriques, tourillons de manivelles motrices et d’accouplement, boulons de crosses, etc., de l’acier au creuset d’une résistance minimum de 60 kilogrammes par millimètre carré. Nous n’avons pas reçu de renseignements particuliers sur les résultats obtenus en service.
- Les chemins de fer de l’État badois emploient pour les bielles motrices, les chemins de fer de l’Etat wurtembergeois pour les tourillons de manivelles motrices de quelques types de locomotives modernes, les chemins de fer de l’État hongrois pour les manivelles motrices, les tourillons d’accouplement et les roues dentées Àbt, le chemin de fer Prince-Henri pour les manivelles et tourillons, de l’acier au nickel, pour lequel on impose généralement les mêmes conditions que poùr l’acier au nickel des essieux, mais sur lequel on ne paraît pas encore avoir de renseignements définitifs. Il y a lieu de noter les résultats favorables obtenus par les chemins de fer de l’État prussien avec les tourillons en acier compound ou en acier cémenté spécial sur leurs locomotives à surchauffe faisant un service-dur.
- VII. — Conclusions générales.
- Des renseignements qui précèdent, on ne peut dégager de conclusions certaines sur les résultats donnés en service par les différents aciers qu’en ce qui concerne les ressorts; pour les autres pièces du matériel roulant, on se heurte à des difficultés dues, d’une part, à l’influence des conditions d’exploitation sur les résultats qii’on peut obtenir et, d’autre part, au fait que les résultats des essais actuellement en cours ne permettent pas de reconnaître une relation certaine avec la façon dont les matériaux se comportent en service.
- Il est à noter, en particulier, que les différents modes de construction du matériel et des organes ainsi que les différentes conditions de service, notamment le
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- profil en long, le tracé en plan et les autres particularités de la ligne, exercent généralement une aussi grande influence, très souvent même plus grande, sur la durée des pièces, que la nature des matériaux employés.
- Par conséquent, pour obtenir des renseignements sûrs au sujet de la valeur relative de différents matériaux, il est généralement indispensable, que les matériaux qu’il s’agit de comparer soient employés d’une façon méthodique dans des conditions de service absolument identiques et que l’on veille, en outre, à ce que toutes les mesures et déterminations se fassent d’une manière exactement pareille et sous la responsabilité personnelle d’un agent désigné.
- A cet effet, il est utile de se servir, pour les recherches comparatives, d’imprimés établis avec soin et en détail, au besoin à l’aide d’essais préliminaires; le travail nécessité par les essais peut, comme on l’a fait sur les chemins de fer de l’Etat prussien (1), être largement racheté par la suppression des statistiques étendues sur le même sujet, embrassant tout l’effectif du matériel et donnant très souvent lieu par elles-mêmes, dans les grandes administrations, à une si grande somme de travail que l’on est obligé de renoncer à l’étude des conclusions qu’il y aurait lieu d’en dégager.
- On peut éviter facilement que le matériel affecté à ces recherches comparatives ne soit pas continuellement surveillé ou que l’on perde de vue les pièces dont il s’agit ; l’État badois (2), par exemple, munit ce matériel d’une marque apparente (d’un cercle rouge) et le fait accompagner d’un document (d’un carton pour les voitures et wagons, d’une inscription dans le carnet de service pour les locomotives et les tenders).
- 11 est toujours possible, à moins que des conditions particulièrement défavorables de la ligne ou de l’exploitation ou une grande diversité du matériel roulant ne s’y opposent, de réunir de cette façon des renseignements suffisants en un temps relativement court avec un nombre relativement faible de pièces d’essai : le fait est démontré par les essais comparatifs mentionnés au chapitre IV, que les chemins de fer d’Alsace-Lorraine ont faits sur des bandages et qui embrassent dix locomotives et une période de huit mois. Par contre, en présence de l’évolution rapide de la fabrication des aciers spéciaux, on ne peut très souvent, par l’étude des résultats d’ensemble du service, se faire une idée exacte de la valeur d’une sorte d’acier qu’à une époque où elle a cessé d’être fabriquée dans les mêmes conditions.
- La principale difficulté que présentent les essais comparatifs tient sans doute à ce qu’ils ne sont pas faciles à exécuter sans les prendre en considération, dans une certaine mesure, dans l’organisation du service. Mais, d’autre part, la grande
- (J) Relativement à l’importance des imprimés détaillés, employés dans l’administration des chemins de fer de l’Etat prussien, voir H or y : » Dizième anniversaire de la réorganisation de l’administration des chemins de fer de l’État prussien » (Archiv für Eisenbahnwesen, 1905, p. 307).
- (2) Zeitung des Ve feins deutscher Eisenbahnverwaltungen} 1908, n° 87, p. 1,382.
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- importance économique de toute prolongation de la durée des pièces du matériel peut justifier, dans toutes les conditions, une telle prise en considération. Il serait très utile de rendre les résultats aussi comparables que possible en arrêtant des principes uniformes pour l’exécution des essais, de façon à pouvoir obtenir les renseignements désirés sans qu’une administration individuelle ait à entreprendre un nombre excessif d’expériences.. Dans cet ordre d’idées, les chemins de fer ayant un trafic intense, des conditions d’exploitation uniformes et un matériel roulant de construction identique, tels que les chemins de fer métropolitains, pourraient surtout rendre des services extrêmement précieux.
- Une seconde difficulté, non moins grave, consiste à attribuer une valeur exacte aux matériaux, d’après les propriétés déterminant la conduite en service. Les administrations de chemins de fer dont les réponses ont servi à compiler le présent exposé, évitent, à part de rares et insignifiantes exceptions, d’étendre les prescriptions de leurs cahiers des charges au procédé de fabrication ; en conséquence, elles ne font que relativement peu usage de l’analyse chimique pour la définition des matériaux et la réception est surtout basée sur les essais mécaniques.
- L’essai de traction donne, par la résistance à la rupture, une mesure de la capacité de résistance des matériaux aux charges statiques ; par l’allongement, et davantage encore par la striction, souvent négligée depuis quelque temps, il donne une mesure de l’aptitude des matériaux à se déformer sans désagrégation sous une charge statique et à équilibrer des inégalités de tension dangereuses. Jusqu’à présent on s’attache peu, dans les essais de réception, à déterminer la limite d’élasticité.
- L’essai au choc fournit, pour les essieux par la flèche obtenue ou par le total des flèches alternatives* pour les bandages par l’aplatissement (réduction du diamètre), une mesure de l’aptitude des matériaux à se déformer sans désagrégation sous un( petit nombre de chocs d’une intensité exceptionnelle.
- En se basant sur les résultats de ces essais, il convient d’attribuer une valeur supérieure aux matériaux pour lesquels l’essai de traction accuse, à résistance égale, un plus grand allongement ou une plus forte striction, et l’essai au choc, à total égal des moments de percussion ou encore jusqu’au commencement de rupture, une plus grande flèche ou un plus grand aplatissement.
- Cependant l’expérience a montré d’une manière assez générale que les matériaux qui donnent de bons résultats dans les essais sont loin de faire toujours un service satisfaisant.
- Il n’est pas rare quedes aciers ayant présenté une grande déformabilité dans Fessai de traction et même dans l’épreuve au choc, accusent une tendance à casser et à se fissurer sous les nombreux chocs qui se produisent en service dans des directions alternatives et qui se succèdent rapidement, notamment si les pièces en question présentent des changements de section brusques ou des différences sensibfes avec fa forme d’égale résistance, souvent aussi si elles ont seulement subi de légères lésions superfi ci elles ou des tensions supplémentaires nuisibles.
- De même, on a reconnu que Fessai d’une pièce sur cinquante ou encore — comme
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- quelques administrations l’exigent pour l’acier au creuset — d’une pièce sur vingt-cinq ne constitue nullement une indication suffisante pour affirmer que les autres pièces possèdent les mêmes propriétés que celles qu’on a essayées; on a reconnu en outre que la même pièce, un essieu par exemple, peut présenter au milieu une grande déformabilité et avoir des propriétés toutes différentes à Fune des extrémités.
- Enfin, les résultats obtenus en pratique avec les bandages ont montré qu’une des propriétés essentielles, la résistance à l’usure, ne dépend pas d’une manière certaine des propriétés que peuvent révéler les essais. Il est incontestable que l’essai au choc, sous sa forme actuelle, entre pour une grande part dans la diminution des ruptures de bandages; mais elle ne répond guère aux efforts qui se produisent en service, exige une grande déformabilité des matériaux, et on lui reproche même, de bien des côtés, d’être en contradiction avec les conditions nécessaires pour obtenir une grande résistance à l’usure.
- Dans l’état actuel de la science des essais de matériaux, les moyens dont on dispose pour remédier à ces inconvénients sont encore peu nombreux, cependant nous en possédons quelques-uns.
- En premier lieu, il convient de mentionner les procédés par empreinte pour l’essai de dureté qui, tout en fournissant des résultats parallèles à ceux de l’essai par traction pour les mêmes sortes de matériaux, présentent l’avantage extrêmement précieux qu’on peut faire une épreuve sur une pièce finie quelconque, en un .point quelconque, sans la détériorer, et s’assurer ainsi de sa nature et de son homogénéité — par exemple quand il s’agit des bandages d’un essieu, ou d’une paire de roues motrices ou couplées, etc.
- En second lieu, on peut ranger parmi ces moyens, l’essai an choc sur barreaux entaillés (* 1), pour vérifier la tendance aux ruptures et fissures.
- Sans vouloir anticiper sur l’évolution ultérieure de cette question, il semble que
- (J) Essai par billes (système Brinell, voir Bulletin du Congrès, lévrier 1909, p. 111) et essai par cônes (système Ludwik, voir Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, 1909, l'asc. 14, p. 256). On trouvera huit années de résultats obtenus par les chemins de fer de l’État prussien avec l’essai par billes employé pour la réception des rails dans le Zenlralblatt der Bauverwaltung, 1908, n° 77, p. 515.
- Au sujet de l’importance des « essais de pièces fabriquées ”, voir les remarques présentées par Noblemaire dans la discussion de la question XVI de la sixième session du Congrès, Paris 1900 (Emploi de l’acier et du fer fondus) et la phrase relative à ce point dans les conclusions adoptées par le Congrès.
- (2) En ce qui concerne les travaux préliminaires, servant de base à cette épreuve, des chemins de fer français, voir : « Contribution à l'étude de la fragilité dans les fers et lès aciers. Publication faite avec le concours des six grandes compagnies de chemins de fer français par la Société d’encouragement pour
- 1 industrie nationale. Paris, 1904. »
- A l’égard de cette question, le Ve Congrès de l’Association internationale pour les essais de matériaux, Copenhague, 1909, a voté les résolutions suivantes :
- “ A. Dans le but de faciliter la comparaison des résultats d’essais à la flexion par choc aux barreaux entaillés, le Congrès recommande l’emploi des prescriptions suivantes, toutes les fois que des conditions spéciales ne s’y opposeront pas.
- 1. L’essai de flexion par choc sur barreaux entaillés permet de déterminer le travail spécifique
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- les essais de ce genre pourraient faciliter le choix d’aciers d’une plus grande résistance aux chocs et aux conditions défavorables mentionnées, difficiles à éviter complètement.
- A l’heure actuelle, on peut fonder moins d’espérances sur l’essai de la résistance aux charges alternatives souvent répétées (résistance aux vibrations), de la résistance à l’usure, ou plutôt peut-être sur la vérification de la densité de texture qui paraît actuellement permettre le mieux de se rendre compte de la résistance à l’usure (1 2 3 4 5). La question dé l’essai aux hautes températures n’entre pas
- de rupture ou la résilience, rapporté au centimètre carré de section non entaillée (au fond de l’entaille).
- 2. a) Les barreaux découpés dans des pièces de dimensions suffisantes ont comme dimen-
- sions : 30 X 30 X 160 millimètres. Ils sont entaillés sur une hauteur de 15 millimètres. Le fond de l’entaille a la forme d’un cylindre de 2 millimètres de rayon.
- b) Pour les produits laminés tels que les tôles, les barreaux ont l'épaisseur même de la tôle
- dont les faces sont conservées, et une largeur de 30 millimètres. Ils sont entaillés sur une hauteur de 15 millimètres. L’entaille perpendiculaire aux faces des laminages est à fond cylindrique de 2 millimètres de rayon.
- c) Pour les pièces ne permettant pas l’emploi de barreaux de 30 X 30 millimètres de
- section, les barreaux ont comme dimensions 10 X 10. Ils sont entaillés sur une hauteur de 5 millimètres. Le fond de l’entaille a la forme d’un cylindre de rayon de 2/3 millimètres.
- d) La dimension des barreaux employés doit toujours être rappelée.
- 3. Les barreaux sont essayés par flexion en recevant en leur milieu, sur la face opposée à
- l’entaille, le choc d’un mouton terminé par un couteau présentant un arrondi de 2 millimètres de rayon. Ils reposent sur des couteaux espacés de 120 millimètres pour les types a et b — de 40 millimètres pour le type c.
- 4. La rupture du barreau doit être effectuée en un seul coup au moyen d’un appareil permet-
- tant la mesure du travail absorbé par la rupture.
- 5. La température doit, autant que possible, être comprise entre 15 et 25 centigrades et, en
- tout cas, doit être relevée avec les résultats de l’essai.
- B. Le Congrès recommande qu’une commission soit désignée pour rassembler tous les résultats qui permettraient d’établir une corrélation entre les propriétés relevées par les essais effectués sur différentes pièces mécaniques et la façon dont les pièces se sont comportées en service, et que cette commission étudie la comparaison des différents appareils. »
- Ce mode d’exécution de l’essai est en somme celui employé par Charpy (aciéries de Montluçon) et adopté, avec quelques modifications, par l’Association allemande pour les essais de matériaux.
- (1) Voir, pour la question de la résistance aux vibrations, le rapport de P. H. Dudley sur la question I, Congrès international des chemins de fer, session de Paris 1900 (Nature du métal pour rails), avec les résultats d’essais, reproduits pp. 32 et ss. et dans l’annexe I, de l’arsenal de Watertown des États-Unis; pour la question de la résistance à l’usure, la résolution du Ve Congrès international des essais de matériaux, Copenhague, 1909, demandant la présentation d’un rapport au prochain Congrès de 1912 sur la recherche de procédés d’essais uniformes ; pour la question de l’essai de structure, le rapport de P. H. Dudley sur la question II, session de Washington, 1905, du Congrès international des chemins de fer (Rails des voies des trains rapides) avec les conditions imposées par le * Philadelphia & Reading « pour le nombre minimum, à compter au microscope, de grains de texture par unité de surface de la section (p. 212 et suivantes. Voir aussi, p. 232 et suivantes, d’autres essais de vibrations faits sur le métal de vieux rails.)
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- en considération pour les emplois actuels des aciers supérieurs dans la construction du matériel.
- La voie dans laquelle il convient de s’engager est évidemment celle qui a conduit il y a longtemps à l’adoption des épreuves généralement en usage : il faut réunir des résultats d’essais des matériaux ayant fait un bon service et de ceux ayant fait un mauvais service(1). Dans le dernier alinéa de la résolution précitée du Congrès international des essais de matériaux, on indique ce moyen pour l’essai au choc sur barreaux entaillés. Pour arriver, par les essais convenant le mieux à cet effet, à une définition caractérisant réellement les matériaux d’après leurs propriétés en service, il faudrait étendre ce procédé pour lemême métal à un nombre aussi grand que possible de genres d’essais; il faudrait, de plus, que pour le même métal, les propriétés pratiques, au lieu d’être simplement exprimées par la classification générale ce bon » ou ce mauvais » fussent représentées, autant que possible, par des chiffres correspondant aux résultats obtenus en service.
- Avec un acier spécial, et d’une manière générale avec les aciers de qualité supérieure, les difficultés qui s’opposent toujours à l’introduction de nouvelles épreuves de réception sont sensiblement atténuées, parce que dans ce cas l’intérêt du producteur à démontrer, par des épreuves plus rigoureuses, l’avantage de l’emploi de son métal se confond avec l’intérêt du consommateur à s’assurer de la supériorité réelle des matériaux offerts avant d’en faire emploi.
- Il est à peu près certain que, dès maintenant, les aciers spéciaux peuvent entrer en concurrence avec les aciers ordinaires, au point de vue économique, pour les pièces qu’il faut renouveler fréquemment, et que ces aciers, dont la fabrication fait des progrès rapides, pourront trouver de nouveaux et importants débouchés s’ils réussissent — et si l’occasion leur en est fournie — à démontrer leur supériorité pour certains usages bien déterminés.
- D’autre part, à notre époque de coefficients d’exploitation croissants, il convient d’apporter la plus sérieuse attention aux économies que le choix rationnel des matériaux permet de réaliser, étant donnée la somme considérable que représentent, pour une année, la moindre réduction de la consommation, la moindre prolongation de la durée des organes et la moindre augmentation du temps de parcours du matériel de fraction et de transport. (*)
- (*) Voir : Propriétés du fer et de l’acier. Notes sur les essais faits par ordre de la Commission technique de V Union des chemins de fer allemands, avec projets de spécifications pour la fourniture de rails, essieux et bandages. Wiesbaden 1880.
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- Procès-verbal
- de révision de l’essieu coudé.
- Loc. cl.
- Métal ............
- Fournisseur Année de livraison
- L’autorisation pour la remise en service est nécessaire
- à partir d.................... ........ ..........
- L’essieu a été marqué d’une croix le....................
- Annexe.
- Essieu n° .....
- N" de fabr.
- L’essieu a été Diamètre en millimètres Parcours a) depuis la dernière révision : b) total :
- mis en service : retiré et visité : de la fusée du tourillon Observations : (numéros des essieux accouplés:)
- N” de la loc. Atelier : Date : Atelier : Date : Résultat de la visite : côté gauche: côté droit : côté gauche: côté droit :
- a)
- b)
- a)
- b)
- a)
- b)
- t
- A soumettre à la Direction Générale pour autorisation de la remise en service de l’essieu. Direction Générale. La remise en service de l’essieu est autorisée
- Date. Titre et signature. Date. Signature.
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- Instruction pour la visite des essieux coudés de locomotives.
- j Les essieux coudés doivent être retirés et visités :
- aussitôt après les parcours d’essai des locomotives munies de nouveaux essieux coudés ;
- go lors des réparations qui nécessitent le retrait des • essieux ;
- 3" même si les locomotives ne doivent pas subir de réparations :
- a) après un parcours de 100,000 kilomèlres, au plus,
- depuis la dernière visite, tant que les essieux n’ont pas encore parcouru 550,000 kilomètres ;
- b) après un parcours de 75,000 kilomètres, au plus,
- depuis la dernière visite, si les essieux ont déjà parc uru plus de 550,000 kilomètres.
- II. Pour la visite, qui doit être faite aussitôt après le retrait des essieux, on démontera les coussinets des fusées et des tourillons ainsi que les poulies d’excentriques, on nettoiera les essieux avec soin et on recherchera avec la plus grande attention les défauts ou avaries (criques, écailles) dans toute leur longueur et sur tout leur pourtour. On examinera minutieusement aussi les congés des fusées et tourillons et des colliers d’excentriques ainsi que les logements de clavettes.
- Les paires de roues, roulant lentement et faisant au moins un tour complet, sont soumises, à l’aide de cales en bois de 3 à 5 centimètres d’épaisseur posées sur les rails, à des chocs dont les conséquences, en cas d’existence de criques, se manifestent par des gouttes d’huile ou de minces filets d’huile sur la surface brillante des essieux.
- La visite des essieux coudés sera faite par un chef d’atelier ou par un contre-maître.
- Les fusées et tourillons des essieux coudés ne doivent être tournés qu’après visite ; on en déterminera exactement le diamètre après tournage. Les instruments de mesure employés à cet usage seront comparés une fois par an avec ceux des ateliers principaux, qui sont chargés de rectifier les instruments de mesure.
- III. Le résultat de la visite des essieux coudés et les diamètres de leurs fusées et tourillons seront inscrits sur un procès-verbal dressé'pour chaque essieu et qui doit etre joint au carnet de service de la locomotive à laquelle la Paire de roues appartient.
- Le parcours des essieux, indiqué par le carnet de la locomotive, sera reporté sur le procès-verbal de révision des essieux.
- Les imprimés pour ces procès-verbaux seront fournis par
- service central de la traction.
- Si les essieux sont forcés, s’ils ont du jeu dans la portée de calage ou si les roues se sont déplacées, en cas de criques ou d’exfoliations importantes, enfin s’il y a doute sur la gravité de l’avarie, la paire de roues et les essieux couplés correspondants doivent être envoyés aux ateliers principaux.
- IV. La remise en service des essieux coudés reconnus en bon état sera proposée, avec le procès-verbal de visite à l’appui, à la Direction générale :
- 1° si, au moment de la visite, les essieux ont fait ou vont at'eindre un parcours total de 750,000 kilomètres ;
- 2° si les essieux ont été réduits par retournage au diamètre de :
- Classe de locomotives : Aux fusées ; Aux tourillons :
- II c et IV e 177 millimètres. 195 millimètres.
- Il d 205 millimètres. 215 millimètres.
- Si ia proposition de remise en service des essieux est approuvée, on les marquera d’une croix (-J-) d’environ 1 centimètre de hauteur, sous le numéro et la désignation du métal de l’essieu. Une annotation dans ce sens sera portée sur le procès-verbal de révision.
- On procédera à la visite des essieux d’après les prescriptions ci-dessus et on renouvellera la proposiiion de remise en service :
- 1° lorsque l’essieu a fait un nouveau parcours de 75,000 kilomètres ;
- 2° lorsqu’il a fallu réduire par tournage une seule fusée ou un seul tourillon de l’essieu au-dessous des côtes indiquées plus haut ou autorisées à titre exceptionnel.
- V. Le décalage périodique des roues des essieux coudés et des essieux couplés correspondants, après un parcours déterminé, est interdit.
- On ne procédera à cette opération, en vue de la visite des portées de calage, qu’au moment de la réforme des essieux. Dans ce cas, on décalera aussi les roues des essieux couplés correspondants si ces derniers sont près d’atteindre ou ont dépassé une durée de parcours de dix ans.
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- I 621 .131.2 & 623 .246 ]
- EXPOSÉ N° 5
- (tous les pays, sauf l’Amérique)
- Par E. SZLABEY,
- SOUS-DIRECTEUR AU SERVICE DU MATÉRIEL ET DE jLA~ TRACTION DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT HONGROIS*
- I. — Emploi de l’acier dans la construction du matériel roulant.
- En rédigeant le questionnaire adressé aux différentes administrations de chemins de fer, nous avons supposé que les bandages, les essieux, les ressorts, les appareils de traction et de choc, les pièces du mécanisme et les chaudières sont du nombre des organes de locomotives ou de voitures et wagons dont l’examen et l’étude détaillée font l’objet de la questiop V, littéra B. Aussi n’avons-nous demandé aux administrations consultées des renseignements que sur les organes du matériel roulant, autres que ceux précités, pour lesquels elles emploient l’acier. Si, néanmoins, les réponses que nous avons reçues renfermaient aussi des renseignements sur les pièces énumérées plus haut, ce qui ne s’est d’ailleurs produit que très rarement, nous n’en avons pas tenu compte dans l’exposé ci-après.
- Le nombre des administrations de chemins de fer, faisant partie de l’Association du Con grès, qui ont envoyé des réponses à cette partie du questionnaire,
- *
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- et leur répartition entre les différents pays, sont indiqués dans le tableau suivant’:
- Nombre des administrations
- <L> •3 O 'b o u PAYS. 'b g «g S -2 ® ayant répondu
- s P a ’3 g SS o o co tfiO •S co ~ < affirmative -ment. négative- ment. Total.
- 1 Allemagne 7 5 2 7
- 2 Autriche 9 4 2 6
- 3 Hongrie 6 1 2 3
- 4 Belgique 12 1 1
- 5 Bulgarie 1 1 1
- 6 Chine. 2
- 7 Congo 1
- 8 Danemark 4 1 1
- 9 Égypte 1
- 10 Espagne il 2 1 3
- 11 France, Algérie, Tunisie et colonies . 37 7 7
- 12 Grande-Bretagne, Irlande, Empire des Indes et colonies 60 23 3 26
- 13 Grèce. 5
- 14 Italie 34 1 1
- 15 Grand duché de Luxembourg 1 1 1
- 16 Norvège 2 1 1
- 17 Pays-Bas et colonies 11 2 2
- 18 Portugal et colonies 5
- 19 Roumanie 1
- 20 Russie 16 2 2
- 21 Serbie 1 1 1
- 22 Suède 8 1 1 2
- 23 Suisse 11 1 2 3
- 24 Turquie 4 1 1
- Total. . . 250 55 14 69
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- Par conséquent, sur les deux cent cinquante administrations de tous les pays, sauf l’Amérique, affiliées à l’Association du Congrès international des chemins de fer, soixante-neuf ont répondu, et quatorze de celles-ci ont fait savoir qu’elles ne se servent pas de l’acier pour la construction des organes en question du matériel roulant.
- Les réponses reçues montrent que l’interprétation du questionnaire n’a pas été la même partout : la raison en est la désignation variable des différents matériaux et notamment le manque d’uniformité de la définition du terme « acier » dans les différents pays. Il résulte de cette confusion que certaines administrations font connaître, pour 1’ « acier » employé dans la construction des différents organes mentionnés, des coefficients de qualité d’où l’on peut conclure à bon droit que, dans ces cas, il ne s’agit pas d’acier, mais de fer fondu (ou acier doux).
- Pour la même raison, il est difficile d’admettre avec certitude comme réellement construits en acier les organes mentionnés simplement comme tels, sans indication des coefficients de qualité, par les différentes administrations, et par suite on ne peut pas formuler de conclusions précises au sujet du métal de ces organes.
- En conséquence, nous n’examinerons de près que les organes dont nous connaissons le métal par des coefficients de qualité exacts et nous ne considérerons comme étant en acier que ceux dont le métal présente une résistance à la traction de 44 kilogrammes par millimètre carré.
- Les aciers employés, tout en différant radicalement d’un pays à l’autre au point de vue de leurs propriétés et de leur désignation, peuvent être classés en deux groupes :
- 1° Acier Martin-Siemens forgé ou laminé ;
- 2° Acier Martin moulé.
- Le premier est généralement employé dans la construction des organes sujets à une fatigue et à une usure considérables et qui, grâce à leur forme assez simple, peuvent être forgés facilement et moyennant une dépense relativement modérée; tels sont les arbres de frein et leurs paliers, les boulons et boîtes, les manivelles et tourillons, les bielles motrices et les bielles d’accouplement, les tiges de tiroir, les corps de piston, les vis de changement de marche, diverses clavettes, les longerons, etc., sur les locomotives, les pivots, les supports de traverses de pivot, les arbres de frein, diverses clavettes, etc., sur les voitures et wagons.
- L’acier Martin moulé est généralement employé pour les pièces également sujettes à une assez grande fatigue et exposées à une assez grande usure, mais dont la forme est si compliquée que leur usinage à la forge devient non seulement coûteux, mais souvent impossible. Par conséquent, son emploi est très répandu pour les boîtes à huile, les glissières de boîtes, les roues coniques, les leviers de frein coudés, les supports de flasques de suspension de frein, les paliers d’arbres de frein, les pistons moteurs, quelquefois pour les couvercles de boîtes à tiroir et les plateaux de cylindres, les crosses de piston, les glissières de crosses et leurs supports, les carrés
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- des tiges de tiroir, les supports des arbres de changement de marche, les colon-nettes de prise de vapeur, les boucles de surchauffe, les faux-tampons, les corps de roues, les entretoises de longerons, les menottes de ressorts, les crapaudines des bogies, les longerons des bogies, les boîtes à garniture, divers supports et consoles, etc., sur les locomotives, et les boîtes de graissage, les glissières de plaques de garde, les longerons de bogies, les supports de traverses de pivot, les crapaudines des bogies, les supports des tirants de caisse, les paliers d’arbres de frein, les paliers de vis de frein, les supports de flasques de frein, les leviers à sonnette de frein, les menottes de ressorts, les crochets, pistons et galets de roulement de portes, diverses ferrures, les faux-tampons, les corps de roues, les supports de lanternes, les consoles de passerelles, les brides de ressorts, les brides de montants, etc., etc., sur les voitures et wagons.
- Les coefficients de qualité, annoncés par les différentes administrations, des aciers employés dans la construction des organes importants, tels que les bielles motrices et d’accouplement, les tiges de piston et de tiroir, les manivelles et les tourillons, les longerons de locomotives, ainsi que de l’acier moulé employé pour les corps de roues, les boîtes et les glissières, sont résumés dans les tableaux A. En outre, toutes les administrations attachent une importance spéciale à la structure égale et à l’homogénéité du métal et on prescrit, outre les épreuves de traction, des essais de pliage à froid, de pliage sur trempe et de choc, quelquefois aussi la teneur en phosphore.
- Pour l’acier moulé, on prescrit la suppression des tensions de coulée par un recuit convenable, on demande en outre qu’il puisse être forgé et qu’il présente une porosité aussi faible que possible.
- On voit par les tableaux A que l’acier d’une résistance de plus de 44 kilogrammes est employé pour :
- a) Les bielles motrices et d’accouplement, en Allemagne, en Grande-Bretagne et en Suisse;
- b) Pour les tiges de piston et de tiroir, dans des cas isolés, en Allemagne, en Grande-Bretagne et en Suisse ;
- c) Les manivelles et les tourillons, en Allemagne et en Afrique australe;
- d) Les longerons de locomotives, en Espagne, en Grande-Bretagne, en Afrique australe, en Italie et en Suède.
- L’acier moulé employé pour les corps de roues a une résistance par millimètre carré fixée comme suit :
- En Allemagne........................37 à 45 kilogrammes.
- -— Autriche............................40 à 60 —
- — Hongrie .............................40 à 50 —
- — Belgique.............................40 —
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- En Espagne............................38 à 45 kilogrammes.
- — France ...............................40 à 45 —
- — Grande-Bretagne.......................41 à 53 —
- Dans le grand-duché de Luxembourg 40 —
- En Norvège ..............................37 à 44 —
- Dans les Pays-Bas........................42 à 55 —
- En Russie................................45 à 55 —
- L’acier moulé pour boîtes et glissières a généralement une plus grande résistance que celui employé dans les corps de roues.
- Il est à remarquer qu’aucune des administrations consultées n’a mentionné des longerons de locomotives en acier moulé; il semble donc que l’emploi, si général en Amérique, de longerons de locomotives en acier moulé, n’existe dans aucun autre pays. Par contre, on rencontre quelques longerons de bogies en acier moulé au Danemark, en Algérie, aux Indes et en Suède.
- La résistance supérieure, la diminution de l’usure et l’augmentation de la longévité sont les propriétés qui font préférer l’acier moulé au fer forgé et à la fonte. Il convient d’ajouter que le fer de forge, ou fer puddlé, est fabriqué de plus en plus rarement et tend à disparaître complètement, et qu’il devient donc de plus en plus difficile de s’en procurer, tandis que les difficultés que présente la production d’un acier moulé compact, sans soufflures, peuvent être actuellement considérées comme surmontées grâce aux progrès incessants de la métallurgie.
- Il est donc facile à comprendre que l’acier moulé remplace complètement, non seulement la fonte, mais encore le fer forgé ou puddlé, et que, notamment pour une production à répétition et avec une forme compliquée des organes, il l’emporte sensiblement sur ce dernier au point de vue économique.
- Si certaines administrations de chemins de fer emploient l’acier forgé et l’acier moulé depuis vingt-cinq à trente ans, tandis que d’autres n’en font un usage étendu que depuis trois à cinq ans, il faut chercher la raison de cette différence, d’une part, dans le degré de développement de l’industrie sidérurgique des différents pays et, d’autre part, dans les conditions que l’on impose au matériel roulant et qui sont devenues beaucoup plus rigoureuses pour les véhicules modernes.
- Les résultats obtenus en service avec ces deux sortes d’acier sont, au jugement presque unanime de toutes les administrations, éminemment favorables. En effet, dans la construction des locomotives aussi bien que dans celle des voitures et wagons, ces aciers ont été reconnus tout à fait satisfaisants au point de vue de la securité de service, de la longévité et des réparations, et, d’autre part, ils présentent des avantages matériels et économiques par les faibles frais d’entretien auxquels ils donnent lieu.
- Comme corollaire de ces résultats favorables, on constate, d’après les renseignements fournis par la plupart des administrations, que pour tous les organes construits jusqu’à présent en acier forgé ou moulé, on continuera à employer les mêmes
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- matériaux et que beaucoup d’administrations ont l’intention d’étendre l’emploi de l’acier moulé, notamment en remplacement de la fonte grise et des pièces de forge compliquées.
- Les avantages mentionnés plus haut, auxquels vient encore s’ajouter la diminution du poids des pièces, due à la possibilité de réduire les dimensions et d’alléger les formes, n’ont pour contre-partie que des inconvénients légers et rarement signalés. C’est ainsi que quelques administrations ont remarqué des criques sur des corps de roues en acier moulé, par suite du recuit défectueux de certains lots, d’autres relatent des ruptures de centres pleins de roues en acier moulé; les chemins de fer de l’État néerlandais n’emploient plus l’acier moulé pour les ^menottes des ressorts et les entretoises de longerons de bogie, parce que des ruptures se sont produites.
- De plus, la dépense d’établissement de l’acier moulé et les frais d’usinage de ce métal, plus difficile à travailler, sont beaucoup plus élevés que ceux de la fonte, mais ces inconvénients sont rachetés par la durée plus longue, les frais d’entretien moindres et la sécurité plus grande de l’acier moulé.
- COÎfCLUSIOX.
- L’acier de plus de 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance n’est substitué au fer forgé, généralement employé autrefois, que pour un petit nombre de pièces du matériel roulant, telles que les bielles motrices et les bielles d’accouplement, les tiges de piston et de tiroir, les manivelles, les tourillons de manivelle, les longerons de locomotives, et par quelques administrations seulement. Le fer forgé ou soudé est plus généralement remplacé par l’acier doux, ou fer fondu, de 33 à 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance.
- L’acier moulé sert dans beaucoup de cas à remplacer le fer forgé pour les pièces d’une forme compliquée et difficile à établir. Il est généralement substitué à la fonte pour les pièces sujettes à une plus forte fatigue et usure, plus susceptibles d’être exposées à des chocs violents et pour lesquelles l’emploi de ce métal est destiné à produire une augmentation de la sécurité.
- IL — Voitures et wagons construits entièrement en acier ou en fer.
- Le nombre des administrations de chemins de fer, faisant partie de l’Association du Congrès, qui ont envoyé des réponses à cette partie du questionnaire, et leur répartition entre les différents pays, sont indiqués dans le tableau suivant :
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- Nombre des administrations
- U 'P O 'C 0 U O PAYS. P fc* fl a -si ayant répondu
- 6 3 % P o % P 0-9 ui t/i O *3 3 affirmative- ment. négative- ment. Total.
- 1 Allemagne 7 4 3 7
- 2 Autriche 9 1 5 6
- 3 Hongrie 6 ^ 1 2 3
- 4 Belgique 12 1 1
- 5 Bulgarie 1 1 1
- 6 Chine 2
- 7 Congo 1 ...
- 8 Danemark 4 1 1
- 9 Égypte . 1
- 10 Espagne 11 1 2 3
- 11 France, Algérie, Tunisie et colonies .... 37 6 2 8
- 12 Grande-Bretagne, Irlande, Empire des Indes et colonies 60 18 5 23
- 13 Grèce 5 ...
- 14 Italie 34 1 1
- 15 Grand duché de Luxembourg 1 1 1
- 16 Norvège 2
- 17 Pays-Bas et colonies 11 2 2
- 18 Portugal et colonies 5 ...
- 19 Roumanie . 1
- 20 Russie 16 1 1 2
- 21 Serbie ' ... . 1 1 1
- 22 Suède . 8 1 1 2
- 23 Suisse 11 1 2 3
- 24 Turquie 4 1 1
- Total. 250 37 29 66
- Le tableau ci-dessus montre qu’un nombre relativement faible, environ le sixième, des administrations consultées ont donné une réponse plus ou moins
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- détaillée à la question, tandis que la grande majorité des administrations affiliées au Congrès n’ont pas répondu du tout (c’est le cas pour cent quatre-vingt-quatre administrations) ou ont répondu négativement (vingt-neuf administrations) au questionnaire soumis.
- Il convient donc de faire remarquer tout d’abord que si les indications contenues dans l’exposé ci-après sont basées sur les renseignements fournis, pour la plupart, par de grandes administrations de chemins de fer, elles ne constituent pas un aperçu complet de l’état de la question sur les chemins de fer non américains; pour la même raison, il est possible que les administrations que nous n’avons pas pu faire entrer en ligne de compte ne souscrivent pas aux conclusions auxquelles nous nous sommes arrêté.
- La multiplicité et la variété des données recueillies nous ont conduit à résumer les renseignements reçus dans les tableaux B, qui constituent donc un complément, de l’exposé.
- D’autre part, il a paru indispensable de choisir, parmi les plans et croquis envoyés par les administrations, les types de véhicules caractéristiques et de les annexer à notre exposé (fîg. 1 à 79).
- Enfin, nous ferons remarquer que, sous la dénomination « acier », la plupart des administrations n’entendent pas, généralement, un métal ayant des propriétés spéciales et notamment une grande résistance, mais plutôt un métal employé à la confection de barres laminées et de profilés, de larges plats et de tôles, etc. Aussi ne nous servirons-nous, dans ce qui va suivre, que de la désignation « Fer».
- D’après les réponses unanimes de toutes les administrations de chemins de fer, on peut admettre comme un fait certain qu’en dehors de l’Amérique des voitures à voyageurs entièrement métalliques n’ont encore été construites et mises en service sur aucun chemin de fer.
- Si l’on considère que pour la construction des châssis et bogies dès voitures et fourgons des types modernes on emploie presque toujours le fer au lieu du bois ou tout au moins le fer avec le bois, on ne laisse pas de s’étonner que le fer n’entre pas encore dans la carcasse et l’agencement intérieur de la caisse, les pièces de portières, etc., ou que les essais effectués dans ce sens soient restés isolés et n’aient pas été repris ailleurs.
- Les raisons de ce fait anormal sont, à notre avis, celles-ci. D’une part, des difficultés notables ont surgi dans les constructions faites à titre d’essai. D’autre part, lorsqu’il s’agit du matériel à voyageurs, on ne peut pas s’inspirer uniquement de considérations relatives à la durée et à la résistance, il faut aussi que d’autres dési-dératums soient remplis, tels que certaines conditions esthétiques, la protection contre le froid et la chaleur, une assez grande élasticité, garantissant contre les détériorations violentes, etc.
- II existe néanmoins une exception : ce sont les voitures de quelques chemins de fer souterrains, où le fer est employé pour toute la charpente de la caisse, parce que la réduction extrême du profil imposait la limitation de toutes les dimensions au
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- strict minimum et qu’en raison de la forme anormale du profil de ces chemins de fer il a fallu donner à leurs voitures une forme spéciale qui n’était réalisable qu’avec une construction métallique. Enfin, les précautions contre les incendies nécessitaient la suppression aussi complète que possible de toutes les pièces inflammables
- Jusqu’à présent on n’a construit entièrement en fer que des wagons à marchandises. Le tableau G indique le nombre de ces* wagons, leur répartition entre les différents pays, leur classe et leur tonnage.
- Le nombre de wagons relatés, entièrement en fer ou n’ayant qu’un plancher en bois, n’est pas considérable. Jusqu’à fin 4968, d’après les réponses reçues, il y en avait 94,850, dont 29,505, soit environ 34 p. c., pour l’Europe, et 65,345, soit environ 69 p. c., pour l’Inde, l’Afrique australe et l’Australie.
- Il en résulte ce fait surprenant : tandis que sur les chemins de fer européens, une proportion relativement faible de tout le matériel est entièrement en fer et qu’à l’exception des wagons-citernes, des wagons pour transport de gaz et des wagons à poudre de quelques chemins de fer britanniques, ces wagons des administrations européennes sont tous des wagons découverts, les chemins de fer des pays d’outremer : Inde, Afrique australe et Australie, emploient uniquement le fer pour la construction de presque tout leur matériel à marchandises.
- La cause en est sans doute que les conditions climatériques et les maigres ressources en bois de ces pays, en grande partie tropicaux, font paraître désavantageux ou onéreux l’emploi de parois en bois; une autre raison est probablement que les wagons de ces administrations sont construits dans la métropole ou dans d’autres pays industriels et expédiés en pièces détachées, pour être assemblés sur place, et que le fer s’y prête mieux que le bois.
- Les wagons construits entièrement en acier ou en fer peuvent, comme le montre le tableau C, être rangés dans les groupes suivants :
- 4° Wagons couverts pour le transport des marchandises en général (fîg. 44, 46, 47, 50, 54, 56 à 58, 64, 65);
- 2° Wagons pour le transport de poudre et explosifs, du genre de ceux en service sur les chemins de fer de la Grande-Bretagne;
- 3° Wagons pour le transport de marchandises en vrac, telles que houille, minerais, scories, chaux, ballast, pierres, betteraves, coke, bois, etc. C’est à cette catégorie qu’appartiennent la plupart des wagons entièrement métalliques (fig. 2,4,8, 9, 45, 16, 23, 25, 28, 30, 33 à 35, 36, 37, 39, 40, 42, 45, 48, 49, 52, 54, 55, 59 à 63, 66, 68, 69, 74 à 76, 77 à 79);
- 4° Wagons pour le transport d’objets exceptionnellement lourds et volumineux, tels que canons, moulages, plaques de blindage, rails, poutres, tôles, etc. Ce sont des wagons plates-formes avec plancher tantôt plan, tantôt surbaissé au milieu, ou longerons coudés (fig. 6, 7, 13, 20, 24, 26, 27, 29, 34, 32, 43, 70);
- o° Wagons pour le transport d’engrais, de gadoues, de produits fétides, etc., wagons-tombereaux pouvant être fermés à l’aide de trappes qui se relèvent (fig. 4,46);
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- 6° Wagons pour le transport cle liquides (huile minérale, goudron, esprit de bois, essence de pétrole, acide sulfurique, eau, gaz d’éclairage, etc.), généralement munis d’un réservoir cylindrique pour recevoir les liquides (fig. 14, 19).
- En ce qui concerne les types de wagons mentionnés au 3°, il y a lieu de noter qu’un grand nombre sont construits de manière que les marchandises qu’ils transportent se déchargent automatiquement après ouverture des trappes disposées dans le plancher (fig. 3, 3, 11, 12, 18, 21, 22, 38, 41, 33, 78).
- Bien que les administrations de chemins de fer de certains pays, et notamment celles qui possèdent le plus grand nombre de wagons métalliques (les chemins de fer indiens) n’aient pas donné de renseignements précis sur le nombre d’essieux et le tonnage des wagons, on peut voir par le tableau C que les wagons construits jusqu’à présent tout en fer sont, pour la plupart, à deux essieux, et peuvent charger de 10 à 20 tonnes; d’autre part, les wagons couverts et les wagons découverts à hauts et à plats bords sont souvent aussi des wagons à quatre essieux, dont la capacité de chargement varie de 20 à 30 tonnes.
- Les wagons à houille, à déchargement automatique, dont le nombre absolu est minime, sont généralement à quatre essieux et au tonnage de 27 à 40 tonnes. Quant à ceux du système Talbot, des chemins de fer de l’État hongrois, on les a munis de six essieux, non pas pour obtenir une grande capacité de chargement, mais parce que la voie du chemin de fer local sur lequel ils circulent n’admet pas une charge par essieu de plus de 10 tonnes.
- Les wagons plates-formes sont le plus souvent à quatre essieux, même pour les petits tonnages de 13 tonnes : leur capacité de chargement atteint quelquefois 30 tonnes. On trouve toutefois aussi des wagons de 20 tonnes à trois essieux et des wagons de 6 tonnes à deux essieux.
- Parmi les wagons pour usages spéciaux, il convient de mentionner des wagons pour transport de minerai de 20 tonnes à deux essieux, de 33 tonnes à trois et quatre essieux, et les wagons-citernes à trois essieux; un wagon à canons, de 70 tonnes, a été construit à huit essieux.
- Quant au mode de construction des wagons, nous noterons d’une manière générale que les caisses montéès sur le châssis en fer des wagons à frein et sans frein sont établies avec une ossature en fers profilés et avec parois, pavillon et plancher en tôles d'acier ou de fer planes ou nervurées et en pièces embouties à la presse.
- Cependant certaines administrations ont jugé utile d’employer un plancher en bois pour des wagons qui sont, au surplus, entièrement métalliques.
- Sur beaucoup de' chemins de fer, les bouts, parfois aussi les faces latérales, des wagons à hauts et à plats bords peuvent se relever ou rabattre, ou encore sont démontables.
- L’époque de la mise en service de wagons tout en fer remonte, sur les chemins de fer européens, à l’année 1866; mais ce n’est que vers 1880 que la construction de wagons'entièrement métalliques a été entreprise sur une assez grande échelle et sur
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- plusieurs chemins de fer. Cependant certaines administrations européennes (telles que les administrations françaises, russes et anglaises) n’emploient des wagons de ce genre que depuis très peu de temps et encore à titre d’essai seulement.
- Sauf de rares exceptions, ces wagons furent construits au début à deux essieux et au tonnage de 10 à 20 tonnes.
- Mais ce n’èst que du commencement de ce siècle que date la construction de wagons couverts pour marchandises, en vrac, d’un tonnage de 20 à 40 tonnes et au delà, ainsi que de ceux à déchargement automatique.
- Sur les chemins de fer des pays d’outre-mer, l’emploi des wagons entièrement métalliques remonte à 1883; il s’agit de wagons à deux essieux, chargeant 10 à 20 tonnes, souvent aussi de wagons sur bogies à quatre essieux, d’un tonnage de 23 à 43 tonnes.
- On trouvera des renseignements détaillés sur ce point dans les tableaux B.
- Les raisons qui déterminèrent les administrations de chemins de fer à substituer le fer au bois pour la construction non seulement du châssis et des organes de roulement des wagons à marchandises, mais encore de leur caisse, furent de plusieurs sortes. D’abord, on voulait employer pour certaines catégories spéciales de marchandises, les wagons qui s’y prêtaient le mieux ou qui étaient réservés exclusivement à cet usage, tels que les wagons à poudre, à transport de gaz, à engrais, les wagons-citernes et les wagons à houille. Ensuite on cherchait à augmenter leur capacité de chargement, tout en diminuant leur tare, à simplifier la construction du matériel, à lui donner plus de solidité, plus de résistance, une plus longue durée de service. Enfin, le mode de construction de certains types de wagons, comme ceux à déchargement automatique ou à tonnage très élevé, nécessite l’emploi exclusif du fer.
- Ainsi que le montrent les tableaux B et les figures 1 à 79, quelques administrations de chemins de fer ont effectivement obtenu un rapport exceptionnellement réduit de la tare au tonnage. Cependant les réponses reçues ne permettent pas de reconnaître d’une façon certaine si, à tonnage égal, les wagons entièrement métalliques sont plus légers ou plus lourds que ceux en bois, ou en bois et fer, du même type, car la plupart des administrations ne possèdent pas de wagons de ce dernier genre dans les mêmes types, et, d’après les réponses reçues, les wagons en bois et fer ont sur tel chemin de fer un plus grand poids, sur tel autre un poids moindre, que ceux en fer.
- La même remarque s’applique à la dépense d’établissement des wagons, qui varie surtout avec les cours du marché au moment de la construction, avec le mode de fabrication, etc., et qui, pour les wagons métalliques, a été, tantôt plus élevée, tantôt plus faible, que pour les wagons du même type de construction mixte.
- On peut néanmoins noter d’une manière générale, en ce qui concerne la tare et la dépense d’établissement, que sur les chemins de fer où l’on a attaché plus d’importance à la grande durée et aux faibles frais d’entretien des wagons, et où, par conséquent, on a tenu à donner une section plus robuste aux différents éléments,
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- les wagons ont une plus grande tare et, par suite, représentent une dépense d’établissement plus élevée; l’une et l’autre dépendent d’ailleurs beaucoup aussi des différents détails de construction, tels que les dispositifs de déchargement automatique, l’équipement du frein à main ou du frein automatique, les renforcements du châssis et de la caisse en vue d’un tonnage particulièrement élevé, etc.
- Un autre facteur qui exerce une influence considérable sur la tare est le choix des épaisseurs des tôles de la caisse et du plancher ou de la citerne, épaisseurs qui varient de 4 à 8 millimètres, pour les fonds de citerne de 8 à 12 millimètres. Nous mentionnerons toutefois d’une manière toute spéciale que l’emploi de tôles embouties à la presse et le remplacement des fers profilés et des pièces de forge par des poutres en tôles et autres pièces embouties contribuent très avantageusement à diminuer la tare, car pour une résistance ou rigidité égale ou supérieure, les épaisseurs et dimensions des parois peuvent être assez sensiblement réduites.
- En s’appuyant sur les résultats obtenus jusqu’à présent en pratique, certaines administrations déclarent sans hésitation que l’emploi exclusif du fer ou de l’acier dans la construction des wagons à marchandises ne permet pas seulement d’augmenter notablement leur capacité de chargement, mais que ces wagons présentent d’autres avantages appréciables qui font paraître utile l’extension de leur emploi. Gomme avantages particuliers on a cité notamment l’augmentation de la résistance en cas de collision et d’avaries violentes, en d’autres termes le surcroît de sécurité en service, la diminution des frais d’entretien, la prolongation de la durée, enfin l’immunité contre les incendies. Un autre avantage est que pour certaines sortes de marchandises, telles que les liquides, engrais, scories, chaux, etc., les wagons à caisse en bois ne peuvent pas être employés, et que les wagons à houille, avec dispositif de déchargement automatique, adoptés depuis quelque temps, ne peuvent être construits qu’en fer.
- A ces appréciations favorables viennent s’en opposer d’autres, de sens contraire. En effet, certaines administrations, telles que l’État prussien, l’État bavarois, l’État hongrois, le chemin de fer russe Catherine II, le « Midland Railway », le « Gréat Central Railway », etc., reprochent aux wagons métalliques leurs frais d’entretien excessifs, la longue durée et les grandes difficultés des réparations, et surtout l’oxydation des tôles de doublure ou de plancher sous un climat humide. Aussi la plupart des administrations européennes jugent-elles indispensable, pour éviter que les tôles se trouent par la rouille, d’attacher un soin particulier à la peinture souvent répétée, au minium et aux couleurs de goudron, des faces intérieures et extérieures des parois de la caisse et de doubler le plancher, non avec des tôles, mais avec des lames de bois. De plus, il est utile d’arrondir les angles de la caisse.
- Le « North Eastern Railway » estime en outre que l’emploi exclusif du fer ne convient pas pour les types de wagons affectés au transport de sel ou d’autres marchandises en vrac qui, en absorbant de l’eau, exercent une action corrosive sur le fer, ni pour les wagons couverts lorsqu’il s’agit de marchandises à protéger contre les variations de température.
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- Cependant, en raison de l’adoption trop récente des wagons métalliques en général ou de certains types seulement, plusieurs administrations n’ont pas encore pu se prononcer définitivement sur les avantages et les inconvénients de ces wagons, ni, par suite, sur leurs chances d’emploi permanent dans le service des chemins de fer.
- En se basant sur les résultats obtenus, la plupart des administrations se proposent de faire construire à l’avenir les differents types de wagons’ avec les mêmes matériaux, c’est-à-dire soit tout en fer, soit en fer avec plancher en bois. Par contre, certaines autres administrations, telles que l’État prussien, le Nord français, l’État hongrois, le Paris-Lyon-Méditerranée, ne comptent maintenir l’emploi exclusif du fer que quand on ne peut pas songer à se servir d’autres matériaux, comme par exemple pour les wagons-citernes, les wagons pour transport de gaz, à engrais, etc., ou quand la construction du wagon l’impose absolument, comme pour les wagons de très grand tonnage ou les wagons à houille à déchargement automatique. Ces administrations jugent plus rationnel, pour les wagons-tombereaux et les wagons plats, de n’employer qu’une carcasse de caisse métallique, avec panneaux et plancher en bois.
- Les chemins de fer des pays d’outre-mer se déclarent satisfaits des résultats obtenus avec les types de wagons entièrements métalliques et comptent en continuer l’emploi.
- En présence des conditions extrêmement variables qui existent sur les chemins de fer du monde par suite des différences que présentent l’industrie, la civilisation, le climat et d’autres facteurs, ainsi que par suite de la situation géographique différente des divers pays, il est impossible d’établir des règles générales concernant les types les plus convenables de wagons à marchandises et les matériaux à employer dans leur construction.
- Mais partout se manifeste la tendance d’employer et de faire construire, pour les différents transports de marchandises, des wagons spéciaux le mieux appropriés possible, et, d’autre part, d’augmenter notablement le tonnage du matériel, tout en réduisant la tare à la limite minimum admissible en pratique. Cette remarque s’applique tout particulièrement aux marchandises en vrac et en première ligne à la houille et aux minerais; l’emploi de wagons métalliques avec déchargement automatique et l’augmentation du tonnage jusqu’à 40 tonnes, ayant pour but la diminution des frais de transport et de manutention, font des progrès incessants et ont généralement donné jusqu’à présent de bons résultats.
- Le matériel à marchandises moderne se caractérise donc par un grand tonnage et l’emploi de dispositifs de déchargement automatiques, ce qui suppose toutefois que 1 on fait exclusivement usage du fer, non seulement pour la construction du châssis et des organes de roulement, mais encore pour la caisse. Afin de réaliser en même temps le second desideratum essentiel, qui est la réduction de la tare au minimum, sans compromettre la durée ni la résistance, on substitue de plus en plus, dans les types modernes de wagons, des tôles et pièces embouties et des pièces en acier
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- moulé aux laminés ou profilés, aux tôles laminées planes et aux coûteuses pièces de forge, ce qui permet de réduire les sections et dimensions des organes, tout en leur donnant une plus grande résistance. Il faut veiller toutefois à renouveler la peinture assez fréquemment pour neutraliser l’action préjudiciable des corrosions.
- Les résultats obtenus et les renseignements réunis nous permettent donc de formuler les conclusions suivantes :
- CONCLUSIONS.
- 1° Jusqu’à présent, les voitures à voyageurs construites entièrement en acier ou en fer n’ont été employées nulle part ou du moins ne l’ont été que dans de très rares cas spéciaux ;
- 2° Les wagons construits entièrement en acier ou en fer sont employés sur les chemins de fer européens dans une proportion relativement restreinte, tandis que les chemins de fer des colonies d’outre-mer en font usage sur une grande échelle ou presque exclusivement;
- 3° L’acier ou le fer convient pour la construction, non seulement du châssis et des organes de roulement, mais encore de toute la caisse des wagons découverts dont on veut augmenter le tonnage, tout en réduisant la tare au minimum, qui, par conséquent, servent au transport de lourdes charges ou d’objets de grandes dimensions; il en est de même des wagons employés au transport de liquides, d’engrais, de chaux, et notamment de toutes les marchandises en vrac, telles que la houille, les minerais, le gravier, les betteraves, etc.; enfin, cette catégorie comprend les wagons dont le mode de construction spécial permet le déchargement automatique des marchandises en vrac, notamment de la houille.
- En Europe, l’emploi exclusif de l’acier ou du fer n’est en usage que pour la construction des wagons couverts qui servent spécialement au transport de marchandises inflammables ou explosibles;
- 4° Il est avantageux que, même dans les wagons, découverts ou couverts, entièrement en acier ou en fer, le plancher soit constitué par des lames en bois, au lieu de tôles, et que ses bords soient arrondis;
- 5° Le remplacement des poutres, tôles et profilés laminés, ainsi que des pièces forgées, par des poutres, tôles et profilés emboutis à la presse et par des moulages en acier permet de réduire la tare et d’augmenter la durée et la résistance des véhicules ;
- 6° Afin d’empêcher les corrosions, il faut veiller au renouvellement de la peinture en temps utile.
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- Bielles motrices et d’accouplement.
- Tiges de pistou et de tiroir
- Manivelles
- et
- tourillons.
- Corps de roues
- Boites à l’huile, et glissières
- Longerons.
- C ^ B
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- 5'
- Tableau A.
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- Tableau A {suite).
- V_
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- Tableau A {suite).
- France.
- Grande-Bretagne et Irlande.
- Great
- Chemins de fer de Paris à Lyon ' et à la Méditerranée.
- North
- Great
- Chemins
- Lancashire
- Chemins
- Chemins
- South
- Eastern
- London
- Tilbury
- Great
- Southern
- DÉSIGNATION I)E LA PIÈCE.
- Midland
- Furness
- de fer
- de fer
- de fer
- Western
- Eastern
- Eastern
- Yorkshire
- Railway.
- Barnsley
- Railway.
- Chatham
- Railway.
- Western
- Railwav.
- Southend
- Railway.
- Railway.
- du Midi.
- du Nord.
- d’Orléans.
- Railway.
- Railway.
- Railway.
- Railway.
- Pièces f8
- i0u laminées.
- Métal
- Acier doux.
- Acier
- Bessemer.
- Acier ne prenant pas 1» trempe.
- Résistance, eu kilogrammes par millimètre carré . Allongement, en pour cent......................
- 39.5-47.5
- 41-47.5
- 20 sur 2 pouces.
- 25 pour cent sur 8 pouces.
- 35 pour cent sur '2 pouces.
- Striction, en pour cent Métal....................
- Acier forgé.
- Acier sur soie Siemens
- trempé à
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré . Allongement, en pour cent......................
- 63 70.8
- 55-63
- 20-15 sur 3 pouces.
- 25 pour cent sur 3 pouces.
- 20 pour cent sur 2 pouces.
- Striction, en pourcent Métal....................
- Acier suédois
- à la presse.
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré .
- Allongement, en pour cent..........................
- Striction, en pour cent...........................
- 25 sur 2 pouces.
- Acier Martin.
- Acier Martin.
- Acier Martin.
- Acier Martin.
- Métal
- Acier.
- Acier doux.
- Acier acide forgeaWe.
- Acier Martin-Siemens.
- Acier doux.
- Acier Martin-Siemens.
- Acier Martin-Siemens .
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré . Allongement, en pour cent................
- 44-50
- 20 pour cent sur 10 pouces.
- 20 pour cent sur 8 pouces.
- 22 sur 8 pouces.
- 22 sur S pouces.
- 25 sur 2 pouces
- 20 sur 8 pouces.
- Striction, en pour cent
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Métal.................................. .
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré . Allongement, en pour cent................ . .
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- 44-53.5
- 8-24 sur Pouces.
- 25-20 sur 2 pouces.
- • 15 sur 3 pouces.
- 15 sur 3 pouces
- 15 sur 3 pouces.
- 15 pour cent sur 3 pouces.
- 20 sur 2 pouces.
- 20 sur 2 pouces.
- Striction, en pour cent
- Acier.
- Acier.
- Métal
- Acier.
- Acier.
- Acier.
- Résistance, en kilogrammes par millimétré carré .
- Allongement, en pour cent.........................
- Striction, en pour cent . ................. . .
- 44-53.5
- 10 sur 3 pouces.
- 15 sur 3 pouces.
- 20 sur 2 pouces.
- p.dbl.1x96 - vue 101/1585
-
-
-
- V
- V
- 98
- 99
- Tableau A (suite).
- Tableau A (suite).
- ^.2 o g
- IB S|
- PQ 2^ S S'o
- Sh C O «-O ©
- S
- DESIGNATION DE LA PIECE.
- Empire des Indes et colonies.
- Taff Vale Railway.
- Eastern
- Bengal
- Railway.
- Oudh
- &
- Rohiikhand
- Railway.
- Central
- South
- African
- Railway.
- Tasuii
- Governu,
- Raihy;
- Italie. Grand Duché de Luxembourg. Norvège. Pays-Bas. Russie. Serbie. Suède. Suisse.
- Chemins de fer de l’État italien. Chemin de fer et Minières Prince- Henri. Chemins de fer de l’État norvégien. Ciepourl’expl. des chemins de fer de l’Etat néerlandais. Chemin de fer Hollandais. Chemin de fer de Polessie. Chemins de fer de l’État serbe. Chemins de fer de l’État suédois. Chemins de fer fédéraux.
- Pièces foi
- laminées.
- irT
- Métal..........................................
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré Allongement, en pour cent......................
- Striction, en pour cent........................
- Métal........................................ .
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré
- Allongement, en pour cent.......................
- Striction, en pour cent........................
- Métal .........................................
- Résistance, en kilogrammes par -millimètre carré Allongement, en pour cent......................
- Striction, en pour cent :......................
- Métal..........................................
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré Allongement, en pour cent .... ...
- Striction, en peur cent........................
- Métal..........................................
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré
- Allongement, en pour cent......................
- Striction, en pour cent'.......................
- Métal..........................................
- Résistance, en kilogrammes par millimètre carré Allongement, en pour cent.......................
- Striction, en pour cent.........................
- Acier doux
- Acier Martin- Martin.
- Siemens. 45
- 42.5-49 20
- 35 sur 2 pouces. Acier Martin
- Acier Martin- de dureté moyenne.
- Siemens.
- 55
- 55-63 20
- 25 Fer fondu
- Acier Martin- (acier doux.)
- Siemens. 36-42
- 47.25-55 25
- 30 sur 2 pouces. Acier doux. Acier Martin- Acier fondu. Acier extra
- Acier doux. Acier Martin- Siemens. doux.
- Siemens. 15-50 36-45 36 48
- 44-50 39.5-47.5 20 20 17
- 20 sur 8 pouces 20sur 2 pouces. ... 50
- moulé.
- A Acier. Acier. Acier. Acier.
- Acier. Acier. 40 37-44 Basique : 42-44 45-55
- 41 42.5 i Acide : 44-o5
- 10-20 20 Basique : 20 S
- 20 sur 8 pouces. 22 31 Acier Acide : 15
- Acier. Acier. Acier.
- Acier. 63-49 44-55
- t,-. 3-1 à sur 45-55 50-60
- 44
- . mill'mètres. 15 8 20
- 40 ...
- *
- p.dbl.1x98 - vue 102/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- V
- Tableau B.
- 100
- Wagons construits entièreiMlftCier (ou en fer
- 101
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- ALLEMAGNE.
- Chemins de fer d’Alsace-Lorraine. Chemins de 1er de l’État badois .
- Chemins de fer de l’État bavarois .
- Chemins de fer de l’Etat oldenbour-geois.
- Chemins de fer d’État prussiejns-hessois.
- Chemins de fer de l'État saxon . . .
- Chemins de fer de l’Etat wurtember-geois.
- AUTRICHE.
- Chemins de fer de l’État autrichien
- Nombre de wagons.
- Type de wagons.
- Croquis
- des
- w'agons.
- Figure.
- Tableau B.
- „ ,Année | Motif
- de la niisjjj
- service ,| de la mise en service des
- de ces wagons.
- 8 9 < 10 11 12 13 14
- Renseignements détaillés Dimensions intérieures de la caisse. Distance entre
- sur le mode de construction et sur les matériaux employés dans la construction des wagons. Longueur, en milli- mètres. Largeur, en milli- mètres. Hauteur, en milli- mètres. Capacité en volume, en mètres cubes. ou distance entre les pivots des bogies, en mètres. Tonnage, en tonnes.
- r"
- S Wagons à engrais, sans frein ...... 1 1897 empêcher le suintement des liquides. Les angles du plancher sont arrondis. 0,990 2,800 900 4.000
- 6 à scories, sans frein 2 1908 >our éviter les dégradations des Les tôles des parois de côté et de 8,083 2,650 572 4.500
- parois. tête sont bombées.
- 10 — Talbot à déchargement automatique, 3 1902 * mode de construction . . . Type Talbot 6,490 2,920 20 3.500
- avec frein.
- 749 Wagons-tombereaux, série Od 1870-Kjtnplification du mode de cons- 6,550 2,500 800 • •
- traction et augmentation de la
- 510 — — série OOm 4 résistance. 1906 ' Les tôles des parois latérales sont 6,500 3,060 1,700 3.400
- bombées.
- 51 — à houille, série OCR, à déchargement 5 1903 Système Talbot 11,490 2,680 1,645 9.000
- automatique.
- 4 — transbordeurs S. S., à quatre essieux. 6 1879 Longerons coudés 11,680 2,704 (Plateaux.) 9.500
- S — — S. S. S., à six essieux . 7 1904 15,000 2,970 11.000
- 8,855 Wagons-tombereaux à deux essieux pour 8 1903 Réduction de la tare et tonnage Les parois latérales ont chacune 6,200 1,500 3.600 •
- (jusqu’à fin 1908). transport de houille et de coke. aussi élevé que possible. une ou deux portes ; les têtes de caisse sont fixes du côté de la vigie de frein, et mobiles
- ailleurs. 6,500 1,800 4.000
- 9 7,200 1,800 4.000
- oo Wagons à déchargement automatique . . 10 ... je_. mode de construction des Trappes de fond, manœuvrées du 6,490 2,940 Au-dessus 19.4 3.500
- ferg°US u<'cess'te l’emploi du dehors. de l’axe des
- tampons
- v.fm. 2,050
- 157 Wagons .à minerai, à deux essieux 11 18S8 ^ugmeutation de la résistance . Pour les wagons à minerai, à 5-,000 2,052 1,500 10 3.000
- i — à canons, à huit essieux 1903 i canons et les wagons-citernes,
- 13 on emploie soit des profilés, soit des tôles laminées. 14,500 2,900
- 46
- — pour transport de gaz, à deux essieux. ; 3 réservoirs à gaz. 8,080 | 1,268 diamètre ... 27
- 55 — citernes, à trois essieux 14 1881 • Réservoir.
- 10,590 1,850 diamètre 28 7.5C0
- 3,553 — citernes appartenant à des particuliers. 19® feeesemCÊSP"
- — à houille à déchargement automatique. 12 Il n’est employé que des pièces embouties à la presse. 6,100 3,000 2,255 27 4.900
- 12.5
- 18.0
- 17.0
- 10.0
- 20.0
- 38.0
- 40.0
- 50.0
- 20.0
- 20.0 houille ou
- 15.0 coke.
- 15.0
- 23.81
- 20
- p.dbl.1x100 - vue 103/1585
-
-
-
- V
- V
- Tableau B {suite).
- 102
- I
- Wagons construits entières x acier (ou en fer
- 103
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Tare.
- Avec
- frein,
- ALLEMAGNE.
- Chemins de fer d’Alsace-Lorraine Chemins de fer de l’État badois.
- Chemins de fer de l’Etat bavarois
- Chemins de fer de l’État oldenbour-geois.
- Chemins de fer d’Etat prussiens-hessois.
- Chemins de fer de l’État saxon . . .
- Chemins de fer de l’Etat wurtember-geois.
- AUTRICHE.
- Chemins de fer de l’État autrichien
- Sans
- frein,
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit en bois et fer, du
- même type.
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux?
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- Relation d
- ~ établisse^ de ces wagon prix des wa»
- du mêmeg construis avec d’autti matériau]
- Tableau B {suite).
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- Résistance de ces wagons ctetl aux actions
- mêmetn atmosphériques
- instruit,! (chaleur, froid, pluie, liumidité, etc.).
- En quoi
- construirez-vous les wagons à l’avenir ?
- Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue :
- de la longévité.
- de la fréquence des avaries.
- des frais de réparation.
- de la résistance aux
- chocs violents.
- 27
- L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) se recommande-t-il pour la
- construction des types mentionnés
- ou de quels autres types de wagonsI
- géant.
- 10.000
- 6.800
- 7.800
- 17.770
- 9.250
- 10.250
- 7.500 8.900 Ne peut pas être donnée, car le même type n’existe pas en bois. Ont donné de bons résultats pour le transport d’engrais, de scories, de ballast et de houille. 3,000 4,537 6,250 Ne peut paS indiquée. On n’a pas constaté d’incidents défavorables. Il est à prévoir que les types mentionnés seront construits avec les mêmes matériaux. Jusqu’à présent, il n’a pas été fait de constatations défavorables. Pour le transport d’engrais, de houille, de scories et de ballast, on peut recommander l’emploi de wagons métalliques.
- 13.950 28.770 Conviennent pour le transport de pierres, houille, longs et grands objets. Environ 9 p.e, . chers queli gons simil en bois. ... Pour protéger les parois de la caisse contre la > rouille, il faut en | repeindre sou-| vent les surfaces F intérieures. Les wagons-tombereaux et les wagons - plates-formes de vingt tonnes et davantage seront construits, à l’avenir aussi, tout en fer. Les résultats sont généralement bons. | ... | ... | L’emploi du fer se recommande en particulier pour les wagons découverts destinés aux transports de marchandises en vrac, pour les wagons-plates-formes et les wagons spéciaux servant au transport d’objets particulièrement lourds et volumineux.
- 8.450 8.250 8.250 La tare est à peu près la même que pour les wagons à châssis métallique et caisse en bois, ayant les mêmes dimensions. On ne peut pas se prononcer, les statistiques n’étant pas encore complètes. 5,000 à 5,625 Les wagons c avec frein d’environï plus chéri les wagons* lairesàeais bois; sans! la différeK plus est di ron 35 p. c. On ne peut pas encore se prononcer. On emploiera probablement d’autres matériaux. D'après l’expérience acquise jusqu’à présent, ces wagons ne paraissent pas satisfaisants, car l’augmentation des frais de réparation est probable et l’approvisionnement de pièces de rechange embouties entraîne des inconvénients. D’après les résultats obtenus jusqu’à présent, il ne semble pas que l’emploi exclusif du fer se recommande pour les wagons à marchandises.
- 9.400 Il n’existe pas de wagons de ce genre construits avec d’autres matériaux. Pour le transport de houille, scories, sable, ballast. 5,375 à 6,500 Bonne. Pour les wagons du même type, on emploiera les mêmes matériaux. L’emploi de fer ou d’acier n’est pas envisagé pour d'autres 'wagons. Ces wagons donnent de bons résultats. 11 ne se produit pas de chocs violents. Oui, pour les wagons à déchargement automatique.
- . #'éant.
- 7.700
- 36.800
- 17 000
- 3.000
- 16.600
- Pour transports de liquides, minerais, canons, gaz et houille, dans ce dernier cas avec déchargement automatique.
- Ne peut pas être indiquée.
- On ne f»!,
- constru1*
- même te®F wagons®-
- type-
- avec d »• matériau
- Avec les mêmes matériaux.
- Diminution du poids, durée plus longue.
- Us conviennent pour les transports mentionnés.
- p.dbl.1x102 - vue 104/1585
-
-
-
- V
- V
- 104
- Tableau B (suite). Wagons construits entièren wier (ou en fer). Luü Tableau B (suite,).
- 1 c 3 4 5 s 7 8 9 10 11 12 13 14
- © Croquis Renseignements détaillés Dimensions intérieures de la caisse. Distance
- •9 U Année entre
- h Nombre Type de wagons. des de la mise sur le mode de construction OU Tonnage, en
- O U O NOM DE I.'ADMINISTRATION. de wagons. wagons. servie, de la mise en service et sur les matériaux Longueur, Largeur, Hauteur, Capacité distance entre
- S des 1 de ces wagons. 1; employés dans la construction en en en en volume, les pivots
- Figure. wagom, des wagons. milli- milli- milli- en mètres des bogies, tonnes.
- i mètres. mètres. mètres. cubes. mètres.
- AUTRICHE [suite). \r
- 9 Chemins de fer locaux de Bukovine .
- 10 Chemin de fer d'Aussig-Teplitz . . . i
- 11. Chemin de fer Nord-Ouest autrichien et jonciion Sud-Nord allemande. Chemin de fer du Sud de l’Autriche. K
- 12 *t.
- 13 Chemin de fer de Vienne-Aspang . .
- HONGRIE.
- 14 15 16 Chemin de fer Mohâcs-Pécs .... Chemins de fer unis d’Arad et Csanad. Chemins de fer de l’État hongrois . : U.
- 255 Wagons à houille à deux essieux, ancien type. 1868 u d’obtenir, pour le même Profilés et tôles laminées. Les 4,434 2,604 1,263 2.53 11.3
- " tonnage, une plus faible tare. vigies de frein sont revêtues de lames en bois. Le plancher des wagons plats est constitué avec
- 1,453 — à houille à deux essieux, nouveau type. 15 1891 des lambourdes en pin. 6,594 2,600 1,150 18.8 3.60 15
- 6,300 2,600 1,150 .
- 84 — à engrais à deux essieux . ... 16 1885 7,000 2,650 940 17.4 3.80 12.5
- 453 — plats à deux essieux, ancien type . . 1877 7,200 2,500 470 3.66 11.3
- 500 — plats à deux essieux, nouveau type . 1909 9,200 2,600 470 6.00 15.0
- 153 — plats à quatre essieux 1882 10,100 2,400 500 6,5 20.0
- 61 — plates-formes à trois essieux. . . . 1861 ; 12,000 2,800 7.00 20.0
- 31 — à houille, type Talbot, à six essieux . 18 1908 j ’ 11,600 2,850 43.5 11.900 40.0
- 35 — pour transport de gaz, à deux essieux. 19 1892 ! 7,000 1,250 24.000 4.000 10.0
- J diamètre. litres.
- 247 — -citernes à deux essieux 1S09 [ ... 10.0
- 1,064 — -citernes de particuliers ... 10-15
- BELGIQUE.
- 17 Chemins de fer de l’État Belge. . . . 41 Wagons plates-formes pour transport de rails, à quatre essieux. 20 ' 1,850 2,830 13.6 35.0
- p.dbl.104 - vue 105/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- V
- 106
- Tableau B (suite).
- Wagons construits entière
- 19
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Tare.
- Avec
- frein,
- Sans
- frein,
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en "bois,
- soit en bois et fer, du
- même type.
- AUTRICHE (suite).
- 9 Chemins de fer locaux de Bukovine .
- 10 Chemin de fer d’Aussig-Teplitz . . .
- 11 Chemin de fer Nord-Ouest autrichien l
- et jonction Sud-Nord allemande. /
- 12 Chemin de fer du Sud de l’Autriche. . ’
- 13 Chemin de fer de Vienne-Aspang . . ;
- HONGRIE.
- 14 Chemin de fer de Mohâcs-Pécs . . . ;
- Î5 Chemins de fer unis d’Arad et Csanad. j
- 16 Chemins de fer de l’État hongrois . 6.4 5.5
- 6.9 5.9
- 7.25 6.6
- 6.3 6.15
- 7.9 6.74
- 13.50 10.6
- 24.6 22.4
- 15.5
- BELGIQUE.
- 17 Chemjns de fer de l’État belge . . .
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux?
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- Relation ^
- s acier (ou en fer).
- Résistance , ces wagons
- d’établisSeih de ces waai
- prix desïJ . „
- dumèmet» aux actions oonstruilîmospliériques
- froid, pluie,
- •«^jumidité, etc.l.
- En quoi
- construirez-vous les wagons à l'avenir ?
- Tonnes.
- En acier 5.5 1
- En bois et fer 5.4 0.982
- Tonnes.
- En acier 6.9 à 7.1 1
- iü.985 10.945
- En bois et fer 6>7à6.8
- En acier _____ 5.9 à 6.0 _ 1
- En bois et fer ~ 5.7 à 5.8
- Houille, minerai, engrais, sable et liquides.
- Il n’existe pus de wagons en bois et fer du même type.
- 4,060-4,580 avec frein.
- 3,540-3,750 sans frein.
- 4,640 avec frein. 3,810 sans frein.
- 5,400 avec frein. 4,355 sans frein.
- 6,400
- 20,870 avec frein. 18,505 sans frein.
- 11,000-12,600
- 5,520 avec frein. 4,500 sans frein.
- Il n’est pasj
- mandés^,,,, mailière é_ ment de î{jéraleiesw sns du meaej „iaiiCiieï et construits Rarojs eu t^les ^ d autresfg,. u>out pas riaux, loimé de bons résultats au point le vue de la résistance à l’humilité : ces tôles se rouillent farinent de part en Part et il faut souvent renouveler ja peinture avec des couleurs de üoudron. D’autre Pai't, les tôles **>tt très exposées aux avaries violentes.
- Les wagons à engrais, pour transport de liquides . et de gaz, ainsi que les wagons Talbot seront construits avec les mêmes matériaux ; pour les autres wagons, le châssis et la carcasse de caisse seront en acier (ou en fer), les doublures des parois et le plancher en bois.
- 107
- Tableau B {suite).
- 23
- 24
- 25
- 27
- Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue :
- de la longévité
- de la fréquence des avaries.
- des frais de réparation.
- de la résistance aux
- chocs violents.
- L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) se recommande-t-il pour la
- construction des types mentionnés
- ou de quels autres types de wagons ?
- 1 Pour le transport de certaines marchandises, telles que les engrais et les liquides, ces wagons ont donné, d’une manière générale, de bons résultats.
- Les wagons à houille à six essieux, type Talbot, ne sont en service que depuis trop peu de temps pour qu’on possède des résultats expérimentaux.
- Les wagons à houille entièrement en fer n’ont pas donné de bons résultats, notamment en ce qui concerne le plancher en tôles de fer, qui se gondole, avec formation de rouille dans les creux. Les parties inférieures des tôles des parois latérales et frontales sont également exposées à l’oxydation de part en part et entraînent donc des réparations coûteuses.
- p.dbl.106 - vue 106/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- V
- 108
- 109
- . Tableau B {suite).
- Wagons construits entièj t acier (ou en fer)
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- 3 4 5
- Croquis At!
- Nombre Type de wagons. des delai,
- wagons. sen
- de wagons. fit
- Figure. vaj
- Motif
- de la mise en service de ces -wagons.
- BULGARIE.
- Tableau B {suite).
- 8 0 10 11 12 13 14
- Renseignements détaillés Dimensions intérieures de la caisse. Distance entre les essieux ou distance entre les pivots des bogies, en mètres.
- sur le mode de construction et sur les matériaux employés dans la construction des wagons. Longueur, en milli- mètres. Largeur, en milli- mètres. Hauteur, en milli- mètres. Capacité en volume, en mètres cubes. Tonnage, en tonnes.
- 18
- Chemins de fer de l’État bulgare
- DANEMARK.
- 19
- Chemins de fer de l’État danois .
- ESPAGNE.
- ?ant.
- I
- 20 Chemins de fer andalous < — —— — .pain. — "" " 1 — «t ->
- 21 Great Southern of Spain Railway . . 100 Wagons à minerai à déchargement central, à quatre essieux. 21 [«Pour le transport de marclmn-^ dises en vrac. 6,255 2,286 1,830. 9.144 35.0
- 24 — à minerai à déchargement central, , à deux essieux. 22 L. 5,490 2,745 920 3.200 15 0
- 22 Chemins de,fer du Nord de l’Espagne . r
- FRANCE. -
- 23 Chemins de fer de l’Est français . . 1 Wagons-tombereaux, ancien type..... Wagon-tombereau, à deux essieux .... jjA titre d’essai. Doublure en tôles embouties, plancher en bois. 7,490 2,610 1,200 3.750
- 24 Chemins de fer de l'État français . . Wagons à houille, à quatre essieux, système Fox-Arbel. Aetnàf rt“m?bteai5 des wagons à houille A J l“u*rand tonnage etd’unetare coiisnf Mmum de 16 tonnes.. 11,810 2,800 1,520 50 8.25 40.0
- 25 Chemins de fer du Midi français . . 50 — -tombereaux, à quatre essieux, système Fox-Arbel. 23 ;} ’f Parois des tombereaux en tôle emboutie, plancher à lambourdes en chêne. 10,690 2,686 1,800 51.7 7.200 40.0 houille. 50.0 minerais.
- ICO — -plates-formes, à quatre essieux, sys-Fox-Arbel.. 24 ï 14,000 2,272 200 9.000 40
- 26 Chemins de fer d’Orléans . . . . . 200 — à houille, à deux essieux 17 13 . 4,810 2,600 920 2.900 10
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-
-
-
- Numéro d’ordre.
- Wagons construits entiè^ aC^er (ou en
- 111
- Tableau B {suite).
- 21 22 23 24 25 26 27
- Résistance de ces wagons aux actions atmosphériques (chaleur, froid, pluie, humidité, etc.}. En quoi construirez-vous les wagons à l’avenir j Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue : L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) se recommande-t-il pour la construction des types mentionnés ou de quels autres types de wagons 1
- de la longévité. de la fréquence des avaries. des frais de réparation. de la résistance aux chocs violents.
- i
- Séant. ^ I | j | | | |
- gant. >
- eant. Si la peinture est •(bien entretenue, ees wagons s'ava-, rient moins que 1(>ceux en bois, e* 0.; tout. Avec les mêmes matériaux, lorsqu’il eu sera besoin. Excellente, usure nulle. Très rares. Considérables. En cas de chocs violents, il se produit des déformations, mais sans rupture ; les réparations sont faciles. L’emploi du fer convient surtoutpour les wagons de grande capacité et moins pour les petits wagons.
- L’emploi de l’aeier s’étendra probablement encore si son prix diminue et si le bois renchérit.
- Ce renseignement ne peut être obtenu qu’au bout d’un temps assez long.
- a ra*Son de la trop récente mise en service, nous ne pouvons pas formuler d’avis.
- Châssis en fer, carcasse de caisse en fer, doublure en bois.
- Il paraît se recommander pour les wagons de fort tonnage, permettant le déchargement automatique.
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-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- V
- 112
- Tableau B [suite).
- Wagons construits entierJacier (ou en fer)
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Nombre de wagons
- Type de wagons.
- Croquis
- des
- , wagons. Figure.
- de la i
- 27
- FRANCE [suite). Chemins de fer du Nord français
- Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée.
- 31
- Chemins de fer Départementauxdu Tarn Chemins de fer algériens de l’État . .
- GRANDE-BRETAGNE ET IRLANDE, Caledonian Railway..........
- 32
- Great Central Railway.
- 80
- 170
- 99
- “Wagons-tombereaux à quatre essieux — -plates-formes à quatre essieux
- "Wagons à houille à quatre essieux.
- — -plates-formes à quatre essieux pour petites locomotives.
- , — -plates-formes à quatre essieux . . .
- spécial à quatre essieux pour grandes tôles.
- — à houille
- 25
- 26
- 30
- il:
- Tableau B (suite).
- Nous n’en avons pas.
- 400
- 12
- 35
- Environ 230
- "Wagons-tombereaux à quatre essieux . . .
- — à quatre essi eux pour transports excep-
- tionnels, à déchargemen t automatique.
- — . couverts à deux essieux pour transport
- de poudre.
- "Wagons à houille à deux essieux
- — à houille à deux essieux, à décharge-
- ment automatique.
- — à houille à quatre essieux. . . . .
- — à houille à quatre essieux...........
- 33
- 34
- «MES? ^ dMée
- ?15SonDgUeur du traia
- *— i 8 9 10 11 12 13 14
- Motif . de la mise en service de ces wagons. Renseignements détaillés Dimensions intérieures de la caisse. Distance entre
- sur le mode de construction et sur les matériaux employés dans la construction des wagons. Longueur, en milli- mètres. Largeur, en milli- mètres. Hauteur, en milli- mètres. Capacité en volume, en mètres cubes. les essieux ou distance entre les pivots des bogies, en mètres. Tonnage, en tonnes.
- sur diminuer la tare. Parois en tôle d’acier emboutie, R = 45 — 50 kilogrammes. 11,824 2,800 1,520 8.250 40
- Pièces du châssis.R = 50 — 55, plancher en bois.' 15,000 2,810 10.40 40
- (s en service à titre d’essai; de Provenance américaine. En tôles embouties. 11,455 2,610 1,200 8.255 30
- 8,500 9,150 1,370 5.5 5.7 40
- i raison du grand tonnage de 40 tonnes. 14,550 2,600 11.20 40
- * 20,000 14.00 40
- i. Entièrement métalliques, mais avec plancher en bois.
- caPacdté> nous comptons les faire construire pntîprpmpnf pu ppjpr — ;
- 10,675 2,440 1,320 7.32
- 10,675 2,440 8.03
- 4,730 2,440 -
- 6,350 2,350 1,473 3.658
- 5,480 2,300 2,230 3.050
- 11,580 2,307 1,270 8.230
- 11,580 2,490 1,525 8.230
- 30.48
- 40.64
- 20.32
- 15.24
- 30.48
- 40.64
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-
-
-
- V
- Tableau B (suite).
- 114
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Wagons construits entiè*
- ==j[cier fou en fer).
- llo
- Tare.
- Avec
- frein,
- Sans -frein,
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit en bois et fer, du
- même type.
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux?
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- Relati
- Tableau B (suite).
- 27
- FRANCE {suite). Chemins de fer du Nord français
- Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée.
- 31
- 32
- Chemins de fer Départementaux du Tarn Chemins de fer algériens de l’Etat . .
- GRANDE-BRETAGNE ET IRLANDE. Caledonian Railway..........
- Great Central Railway. . . .
- 15-15.5
- 15.840
- 10.210
- 19.74
- 19.55
- 20.90
- Il n’existe pas de wagons du même type en d’autres matériaux.
- Il n’existe pas de wagons du même type en d’autres matériaux.
- Ne peuvent être employés que pour les marchandises en vrac, houille, minerais, etcomme wagons-plates-formes.
- Ces wagons paraissent convenir surtout pour les transports de houille, minerais et lourdes masses.
- 14,285 et 14,885
- 9.290
- 8,600
- 8,350
- 9,850
- 14,150
- 13,600
- 17,050
- û’étabE
- PrSfRésistanCe
- diluai ces wagons eoiWSlux actions avec d'^ospliériques rl{c!taleur,
- _ froid, pluie, ^gjnidité, etc.).
- ttatêri?
- 22 23 24 25 26 27
- En quoi Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue : L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer)
- construirez-vous se recommande-t-il
- les wagons à 1 pour la
- de la longévité. de la fréquence des des frais de la résistance construction des types mentionnés
- l’avenir ? avaries. de réparation. aux chocs violents. ou de quels autres types de wagons!
- Toute co®, est imprç
- conviennent
- icius bien pour s températures levées que les agons en bois, e plancher mé-Jlique s’use pro-iblemeut plus ite tpie le bois, eu est de même K parois Jaté-Toutec«®es si les.téles estimp>u “'OP Ilmlces-
- iqu’â présentées agons ont bien îsisté aux ae-ons atmosphé-ques.
- Pour le moment on n’envisage pas l’adoption d’autres types. En cas de construction de nouveaux wagons de 40 tonnes., les parois latérales et le plancher seront en bois.
- Les wagons du même type seront construits à l’avenir de la même façon. D’une manière générale, l’acier est employé pour le châssis et les organes de roulement. Le plancher et la caisse des wagons couverts seront en bois, parce que ce tte construction est plus légère et moins sujette aux variations de. température.
- A cause de la trop récente mise en service, on n’a pas une expérience suffisante.
- A cause de la trop récente mise en service, on n’a pas une expérience suffisante.
- Nous n’en avons pas. Si le trafic nécessite l’acquisition de|(>_______________________________
- e capacité, nous comptons les faire construire entièrement en ai
- Ces wagons ne conviennent que pour les forts toimages, dépassant 40 tonnes. On craint quel es tôles des paroi s et du .plancher ne soient attaquées à l’excès par la rouille.
- •L’emploi exclusif de l’acier se recommande pour les wagons affectés au transport de la houille, des minerais et des objets volumineux et lourds.
- 13.000 Ces nouveaux wagons ne sont pas Pour toutes les marchandises qui 6,084
- 17.475 comparables avec les anciens. ne nécessitent pas de w agons cou- 7,488
- 8.640 verts. 3,848
- 8.990 8,636 Tare des wagons à 10 tonnes en Ces wagons ne sont employés que
- 14.376 15.138 bois = 6,960 kilogrammes, à 20 tonnes en acier = 8,636küogrammes. pour les transports de houille.
- Toute coi
- est imr
- 1 ne sont pas eu
- ^^temps
- . (iue nous uissioD.s rêpon-« aeette ques ,°-f 11 semble 'befms que le
- Sï
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- iei"e d?ffî ^
- “"«K
- S ;~>4rï
- lem ’ notait)-her !Ur Pdnn-«es A„USSl luel-Win„ agous à un
- “ncner en bois.
- On ne compte pas étendre l’emploi du matériel entièrement en acier.
- On n’a pas encore pris de décision sur ce point.
- Les wagons en acier offrent plus de sécurité, ils sont plus durables, ont une tare puis faible et uii plus grand tonnage, et présentent plus de garantie contre les incendies. La fréquence des avaries n’est pas grande, sauf en cas de chocs violents. La dépense est modérée. La résistance aux chocs violents est moindre que celle des wagoqs en bois.
- Satisfaisante.
- Le nombre des petites réparations est moindre que pour les wagons en bois.
- Plus élevés que pour les wagons en bois, en cas d’avaries graves.
- Plus grandes que celle des wagons en bois.
- En général, non; il ne-convient que poqr les wagons de grande capacité.
- Non, à moins qu’on ne donne beaucoup de soins à ia peinture et à l’entietien. Le (bois ne nécessite pas de protection particulière et fait toujours une durée de service satisfaisante.
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-
-
-
- V
- Tableau B (suite).
- A 16
- Wagons construits entier
- acifir
- en fer).
- 117
- Tableau B (suite).
- 1 1 • 4 5 "1 7 8 9 10 11 ! 12 13 14
- Dimensions intérieures de la caisse. Distance
- 1 ® Croquis des Renseignements détaillés entre
- Anj delà- ser; Motif
- 'P sur le mode de construction Oll Tonnage,
- 'b NOM DE L’ADMINISTRATION. Nombre Type de wagons. de la mise en service et sur les matériaux Longueur, Largeur, Hauteur, Capacité distance entre en
- U de wagons. wagons. de ces wagons. employés dans la construction en en en en volume, les pivots
- g Figure. k des wagons. milli- milli- milli- en mètres des bogies, en tonnes.
- 'Z mètres. mètres. mètres. cubes. mètres.
- GRANDE-BRETAGNE
- ET IRLANDE ^suite).
- 33 Great Eastern Railway de houille de locomotives. —
- —— jnous ne possédons que aes wagons ,JK>ar ie 1 F
- 7 Wagons à ballast à deux essieux 36 4,870 2,285 534 2.745 8.23
- à ballast à deux essieux 37 6,395 2,590 725 3.660 20.32
- — à ballast à deux essieux, à décharge- 38 4,575 2,278 2,005 2.894 20.32
- ment automatique.
- — à houille à deux essieux, à décharge- 1; Parce qu’ils sont durables . . . 4,575 2,288 1,968 2.894 12.19
- ment automatique.
- 34 Great Western Railway Environ 4,000 — à houille à deux essieux 4,880 2,440 953 2.745 10.16
- — à houille à deux essieux 39 6,405 2,355 1,475 3.660 20.32
- — à houille à deux essieux, à décharge- 6,405 2,364 2,364 3.965 20.32
- ment automatique.
- — à houille à quatre essieux 40 13,105 2,355 1,475 9.450 40.64
- 35 Lancasliire & Yorkshire Railway . . 12 Wagons couverts à deux essieux, pour transport de poudre. 18 Pour transporter des chargements explosibles. 4,880 2,390 1,950 10.16
- 110 — à houille à deux essieux, à décharge- 13 Tare moindre et plus grande capa cité. 6,465 2,440 20.32
- ment automatique.
- 2 — -plates-formes à longerons coudés à quatre essieux. • 1 De si grandes charges ne peuvent pas être transportées sur des wagons en bois. 12,505 2,440 9.45 25.4
- 2 — -plates-formes à longerons coudés à » 13,878 2,440 11.10 52.8
- quatre essieux.
- 24 Voitures de tramway à quatre essieux, à trolley. H A cause de la forme particulière des wagons. 12,149 2,520 9.45 15.24
- 6 Wagons-plates-formes à quatre essieux . . . 10,980 2,365 7.163 36.58
- 6 — -plates-formes à longerons coudés à 0 732 2,490 6.1
- deux essieux. Arésil^!)tenir le maximum de résistance pour une tare aussi
- 36 Midland Railway . 200 Wagons à houille à deux essieux 1? 6,550 2,410 1,470 3.660 20.32
- 70 — à houille-à quatre essieux 35 0 mtiuite que possible. En tôles Fox 10,970 2,265 1,320 7.315 30.48
- 102 — spéciaux pour transport de rails, chau- j ...
- dières, plaques de blindage, etc. ' Wagons à houille à quatre essieux, à déchargement automatique. 41 1 Probuste^lr une co“struction mtste avec une faible tare. 10,675 10,675 10,965 2,275 2,275 2,275 8.49 8.49 8.25 32.512 40.640 40.640
- ] — -tombereaux à quatre essieux . . . 42 10,980 2,275 1,525 7.93 30.480
- 37 North Eastern Railway 475 ] — -plates-formes à quatre essieux . . . 43 11,005 14,030 2,440 2,440 7.625, 10.37 32.51 40.64
- 38 South Eastern & Chatham Railway . f — à minerai à deux essieux . ^ . . . , — spéciaux pour chaudières, etc. . . . i I il iéduj_ _ 6,085 2,300 3.200 30.48
- fi
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-
-
-
- Numéro d’ordre.
- Tableau B (suite).
- V
- 118
- V
- Wagons construits entier^ acier (ou en fer)
- 119
- 15
- 16
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Tare.
- Avec
- frein,
- Sans
- frein,
- 35
- GRANDE-BRETAGNE ET IRLANDE (suite).
- Great Eastern Railway . . .
- Great Western Railway . . .
- Lancashire & Yorkshire Railway
- 36
- 37
- Midland Railway
- North Eastern Railway
- 38 South Eastern & Chatham Railway
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit en bois et fer, du
- même type.
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux»
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- Relation de t d,éPense d établisse*, de ces wag(2 des L,! du mêmeC construit, avec (l'auto niâtéria^
- iSous ne possédons que des wagons s
- Tableau.B (suite).
- Résistance ,je ces wagons aux actions ^nospliériÇtues (chaleur, froid, pluie, jiamidit®* etc,).
- 22 23 24 25 26 27
- En quoi Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, * L’emploi exclusif
- au point de vue : de l’acier (ou du fer)
- construirez-vous se recommande-t-il
- pour la
- les wagons à l’avenir s de la longévité. de la fréquence des avaries. des frais de réparation. de la résistance aux chocs violents. construction des types mentionnés ou de quels autres types de wagons»
- 5.35 7.825 6.15 5.895 8.740 9.30 8.49 Pour les transports de houille et de ballast.
- 18.95
- 7.935 Ne peut pas être indiquée, car il n’y a pas de wagons du même 2,990
- 8.84 3,120
- 16.97 type construits avec d’autres ma- 5,150
- 32.56 tériaux. 13,000
- 17.985 6,500
- 16.72 6,470
- 8.485 ' 3,640
- 8.5S5 Houille et transports spéciaux.
- 13.515
- 13.82 Un wagon-tombe- Ils ne conviennent Le prix est de 442
- 16.51 reau de 40 tonnes pas pour le trans à 520 francs par
- 16.41 de 11.6 mètres de longueur pèse 18 tonnes, s’il est en bois et fer, port de sel ou de marchandises eu tonne de tare et de 208 à 234 francs
- 13.36 vrac, qui, au contact de l’eau, par tonne de tonnage, suivant la
- 13.32 15 tonnes, s’il est exercent une ac- construction et
- 18.90 12.09 tout en acier. tion corrosive; ils ne conviennent pas non plus comme wagons l’équipement des wagons.
- couverts s’il faut que les marchandises soient garanties contre les variations de température.
- le transport de houille de locomotives.
- lérience insuffisante.
- Ne peut pas :gxpérience insuf-indiquée. lisante.
- Il n’y a pas A*- paraissent entres wagons;- Po^s à la dégra-typeanatapHj^jon par la
- Les wagons de l’An-
- petit tonnai auqUei
- bois, cou») se joindre à 468 üS°“,d?Svents
- tonne ^Mlavorahii681 pas
- 260 à consul aux
- par tonneU’^ ^tions en nage.
- iïtT* S-
- la
- ,.*nt
- Pour les mêmes types, les mêmes matériaux.
- On ne compte pas abandonner la pratique actuelle.
- On ne compte pas employer l’acier pour les wagons à quatre essieux de faible longueur. On n’emploie pas le bois dans les wagons de grande longueur, sauf pour la caisse des wagons couverts servant au transport des marchandises sujettes à s avarier.
- Pas de résultats expérimentaux.
- La supériorité des wagons métalliques consiste en ce qu’ils ont une plus grande résistance avec une plus faible tare.
- Après cinq ans de service, ces wagons restent intacts et ne présentent aucune déformation, les corrosions sont insignifiantes, il faut renouveler la peinture à peu près tous les trente mois.
- Les traverses extrême^ ont été avariées par les chocs violents eu manœuvre; on peut y remédier à l’aide de cales qui reportent les chocs sur les brancards du châssis.
- Beaucoup de ces wagons ont été employés pour les essais de l’attelage automatique, du frein continu, etc.; il n’est donc pas possible de déterminer les frais entraînés par un entretien normal.
- Malgré plusieurs déraillements,les wagons n’ont subi que peu d’avaries.
- Pour les types mentionnés, parce qu’il est plus durable et plus satisfaisant.
- Pas pour tous les types, mais seulement pour ceux mentionnés.
- Pour les transports spéciaux seulement.
- En règle générale,l’acier se recommande pour les wagons de plus de 25 tonnes, à l’exception de ceux destinés au transport de marchandises sujettes à s’avarier.
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-
-
-
- V
- V
- 120
- Tableau B [suite).
- Wagons construits entiè^ acjer (ou en fer)
- 121
- Tableau B [suite).
- r
- ‘1 1 3 4 5 TZZi— 8 1 9 r 10 f 11 12 1 13 14
- © u n* Croquis Acné; Ge la mjj, servi, Ses Wagot, Motif de la mise en service de ces wagons. Renseignements détaillés Dimensions intérieures de la caisse. Distance entre
- U p -b o u *© a s NOM DE L’ADMINISTRATION. Nombre de wagons. Type de wagons. des wagons. Figure. sur le mode de construction et sur les matériaux employés dans la construction des wagons. Longueur, en milli- Largeur, en milli- Hauteur, en milli- Capacité en volume, en mètres ou distance entre les pivots des bogies, Tonnage, en tonnes.
- mètres. mètres. mètres. cubes. mètres.
- GRANDE-BRETAGNE ET IRLANDE
- [suite).
- 39 Great Southern & Western Railway . 42 Wagons à ballast à deux essieux, à déchargement automatique. 1903 Difficulté d’établir des wagons en bois avec trappes de fond. 4,575 2,480 ’ 2.900 20.32
- 12.2
- 42 — à houille à deux essieux, à décharge- m 10.16-
- ment automatique.
- 40 Hull & Barnsley Railway J
- 41 Isle of Mau Railway . .... J »
- 42 London-Tilbury & Southend Railway. 25 Wagons couverts à deux essieux pour transport de poudre. 1SU Garantie contre les incendies et besoins du trafic. Les wagons couverts ont une doublure intérieure en bois. 4,785 2,170 2,390 2.745 7.112
- 2 — -plates-formes à quatre essieux . . . 198 15,655 2,390 12.300 20.32
- 43 Taff-Yale Railway 53 Wagons couverts à deux essieux 1901 A titre d’essai. 5,285 2,167 10.16
- EMPIRE DES INDES. / Wagons couverts à deux essieux 41 Incos La supériorité sur les autres matériaux. 8,410 2,895 2,540 4.880 18.54
- 5,798 2,745 2,420 16.25
- 1 Wagons plats à deux essieux 5,890 2,890 1,065 3.505 20.32
- 5,870 2,590 716 11.63 1
- 44 Environ 9,000 \ — à houille à deux essieux 45 5,870 2,845 1,525
- way of india). 3,505 17.77
- — -plates-formes à quatre essieux . . . — couverts à quatre essieux, à voie étroite 46 16,165 13,115 2,745 2,265 2,390 13.265 28.00
- 8.840 18.41
- — à houille à deux essieux Depuis A® 2,495
- q p. • bol” eSt préférable au o,495 1,016 8.34
- 45 East Indian Railway 21,000 i Wagons couverts à deux essieux < — à houille à deux essieux ..... 4Î 48 Wagons à houille ont un plancher en teck. 7,015 5,870 2,840 2,840 2,454 1,525 3.965 3.510 23.52 23.52
- | — -tombereaux à quatre essieux . . . 49 | 12,810 2,900 1,980 9.145 43.43
- 46 Great Indian Peninsula Railway . . ’ « . ÎH 3 rs 1 4,815 Wagons couverts à deux essieux . . . . . 50 51 depuis 'riqu«sU5tes Conditioiis climaté-sourees en v?rce 9.ue uos res-s eh bois sont restreintes. 5,635 5,865 2,595 2,745 3.200 3.500 16.26 20.32
- O © a© J 3,248 — -tombereaux à deux essieux . . . . 52 P 5,890 2,745
- 7=>fcî o> © 1,145 3.500 16.26
- O qj .3*0 j 494 — pour transport de bois ! 7,340 2,745 915 4.575 .. 20.32 .
- H f 82 — pour usages divers i ...
- p.dbl.120 - vue 113/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- 122
- Tableau B (suite).
- Wagons construits entière®.
- 2 1 15 16 17 18 » |
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- GRANDE-BRETAGNE ET IRLANDE {suite).
- Great Southern & Western Railway .
- Hull & Bamsley Railway..........î
- Isie of Man Railway.............'
- London-Tilbury & Southend Railway .
- Tare.
- Avec frein,
- Sans
- frein,
- 7.84-8.25
- 5.1
- 7.1
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit en bois et fer, du
- même type.
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons
- conviennent-ils le mieux?
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- Impossible de l’indiquer, il n’y a pas de wagons en bois du même type.
- 44
- 45
- Taff Vale Railway
- EMPIRE DES INDES.
- Eastern Bengal Railway {State Railway of India).
- East Indian Railway
- Great Indian Peninsula Railway
- 8.280
- 19.300
- 6.56
- Pas de comparaison possible.
- Les mêmes wagons en bois' pèsent 6.16 tonnes, proportion 1 : 1.067.
- 9.90
- 8.13
- 8.18
- 6.66
- 8.89
- 20.78
- 10.00
- 5.85
- 8.99
- 9.15
- 21.59
- 8.13
- 9.15
- 8.13
- 9.15
- Pour le transport de produits explosibles.
- Pas de résultats expérimentaux.
- Ballast, houille et grandes masses.
- Ne peut pas être donnée, les types étant différents.
- Il n’existe pas de types similaires en bois.
- On les emploie pour le transport de toutes espèces de marchandises
- Ils conviennent particulièrement pour les produits inflammables et explosibles, mais sont préférables aussi aux wagons en bois pr toutes les autres mai chandises.
- 9,676
- 6,321
- 4,737
- 3,909
- 8,551
- 21,588
- 5,850 5,512 10,920 / ê
- 7,680
- 8,304
- 7,166
- 123
- acier (ou en ^er^'
- Tableau B (suite).
- 22 23 24 25 26 27 |
- dépeuse H
- d établissement de ces '»•>— "
- du même type ) construits j avec d'autres j matériaux.
- Ne peut pas i indiquée.
- Résistance de ces wagons aux actions
- atmosphériques
- (chaleur,
- froid, pluie, humidité, etc.).
- Néant.
- Xsl
- il n’existe pas wagons du mai type eoustnj avec d’autres' têriaux.
- Ne peut pas déterminée.
- Ne peut pas déterminée-
- vjp ;peut 1|J-
- " déterminé
- /
- Avec la coastruc-
- ‘ flou adoptée, l’action de la pluie
- est insignifiante.
- En quoi
- construirez-vous les wagons à l’avenir?
- Les mêmes types en acier.
- Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue :
- de la longévité.
- de la fréquence des avaries.
- des frais de réparation.
- de la résistance aux
- chocs violents.
- Bonne. | Très faible. | ... | Plus grande que
- celle des wagons en bois.
- L’exécution des travaux de réparation nécessite un personnel bien entraîné.
- L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) se recommande-t-il pour la
- construction des types mentionnés
- ou de quels autres types de wagons?
- Il convient surtout pour les wagons à trappes de fond.
- Aucune expérience.
- Satisfaisante, pourvu, que la peinture soit fréquemment renouvelée.
- Ces
- wagons sont
- beaucoup meilleurs que ceux en
- bois.
- ln?,résultats °bte-
- ^°„nt satisfai-^hus.Ces wagons
- &hrtentla8cha-
- plusbieaucouP
- Was®.
- S&'&ïïf
- tien. ox5'da-
- Les mêmes wagons avec les mêmes matériaux.
- Les châssis des voitures et les longerons des wagons en acier, les brancards courts en bois sont plus avantageux.
- On n’a pas l’intention de construire les wagons autrement qu’en acier.
- On compte construire tous les wagons à marchandises en acier.
- Les wagons à marchandises seront construits, à l’avenir aussi, en acier.
- Les résultats sont satisfaisants à tous les points de vue, les déraillements et les collisions ne donnent lieu à aucune espèce d’avaries.
- Pas encore de résultats expérimentaux.
- Résultats satisfaisants.
- Résultats satisfaisants.
- Satisfaisante.
- Beaucoup moindre Moindres que pour
- que pour les wa- les wagons en
- gons en bois. bois.
- Plus grande que celle des wagons en bois. Il ne se produit d’avaries qu’en casdechocs très violents.
- Pour les produits explosibles et inflammables, à cause du surcroît de sécurité.
- Pour tous les types de wagons à marchandises.
- Pour tous les véhicules, sauf les voitures à voyageurs, qui toutefois entreront en considération aussi.
- Pour tous les types, à l’exception des wagons pour transports d’animaux dans lesquels il faut que le plancher soit en bois pour empêcher que les animaux glissent. Pour les produits explosi blés, il faut que l’intérieur soit garni de bois, de plomb ou de caoutchouc.
- p.dbl.122 - vue 114/1585
-
-
-
- I
- V
- V
- 124
- Tableau B (suite).
- Wagons construits entière^ acier (ou en fer)
- 125
- Tableau B (suite).
- 1 * 1 3 4 5 Ï 6
- Numéro d’ordre. NOM DE L’ADMINISTRATION. Nombre de wagons. Type de wagons. Croquis des wagons. Figure. Année de la ffiiset service des wagons
- EMPIRE DES INDES [suite). 1
- 47 North Western Railway (State Rail- 11,046 Wagons couverts à deux essieux . . . - • 56 Depuis
- way of India). 1883"
- 612 couverts à quatre essieux. . 57
- 58
- 1,658 — plats à deux essieux 59
- 242 — plats à quatre essieux 60
- £ 1,997 — -tombereaux à deux essieux .... 61
- 62
- O
- 70 — -tombereaux à quatre essieux . . . 63
- 303 — -plates-formes à deux essieux. . . .
- 12 — -plates-formes à quatre essieux . . .
- 101 — à trois essieux, pour transport d’eau .
- 22 — à trois essieux, pour transport d’huile.
- 15 — pour transport de gaz ......
- ; Wagons couverts à deux essieux 64 1884
- [ 65
- ' — plats à deux essieux 66
- 48 Oudh and Rohilkhand Railway (State 5,0C0 1
- Railway of India).
- 1 - à houille à deux essieux . . . . 67
- — -plates-formes à deux essieux . .
- AFRIQUE DU SUD.
- 49 f. Central South Africa ^Government Environ 2,000 Wagons-tombereaux à quatre essieux. . . . 55 Depuiÿ
- Railways. 54
- — à houille à quatre essieux, à déchar- 53
- gement automatique.
- 50 Lagos Government Railway. . . .
- 1 1 1
- 1*®*^ 7 8 o 10 11 12 13 14
- Renseignements détaillés Dimensions intérieures de la caisse. Distance
- Motif entre
- sur le mode de construction ' les essieux ou Tonnage, en
- de la mise en service et sur les matériaux Longueur, Largeur, Hauteur, Capacité distance entre
- de ces wagons. employés dans la construction en en en en volume, les pivots
- des wagons. milli- milli- inilli- en mètres des bogies, en mètres. tonnes.
- mètres. 1 mètres. mètres. cubes.
- iusnneutatioii de la résistance et du tonuage pour une tare 5,945 2,745 2,395 3.050 20.57
- minimum. 7,015 2,840 2,440 3.965 19.56
- 9,760 2,745 2,440 6.ICO 23.37
- 13,155 ?,S95 2,395 9.150 35.56
- 6,550 2,885 760 3.580 22.78
- 4,880 2,720 760 2.895 11.60
- 9,760 2,745 610 6.100 24.385
- 7,625 3,050 1,370 4.115 18.800
- 5,870 2,845 i ,480 3. SCS 19.300
- 12,810 2,S95 1,980 9.150 39.62
- 6,710 2,590 4.270 13.36
- 12,810 2,995 9.150
- 8,080 2,590 1,145 2.44 + 2.44 22.915
- 6,865 1,910 diamètre 4.575 12.190
- 5,895 1,2/0 diamètre 4.880
- 3 pièces
- 5,490 2,590 2,465 3.505 11.17
- 5,414 2,668 2,364 14.73
- 5,490 2,745 2,446 3.505 16.25
- 7,015 2,895 2,665 3.657 19.92
- 5,490 2,590 610 3.505 10.16
- 5,871 2,745 740 10.16
- 5,871 2,745 740 12.19
- 5,870 2,745 1,220 16.2o
- 5,870 2,846 1,525 17.99
- 7,015 2,895 1,616 3.657 18.54
- 5,490 2,592 10.16
- Brancards système Fox, en tôles embouties. 11,300 2,365 965 7.32 27.18
- 10,370 2,365 1,220 7.32 31.71
- 9,156 2,211 6.63 27.18
- 11,130 2,287 7.83 36.24
- fcéarq. ' 11,120 2,277 7.83 38.50
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-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- V
- 126
- Tableau B (suite).
- Wagons construits entièn
- 1 2 | 15 16 17 18 | 19
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Tare.
- Avec
- frein,
- Sans
- frein,
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit en bois et 1er, du
- même type.
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux!
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- on fer).
- 127
- Tableau B (suite).
- 22
- 23
- 24
- 25
- Relation
- ^ d’établis! de ces wi
- Résistance . ces wagons
- constÆmospnèna'ie3 avec d’arf (chaleur,
- matétia«| froid, pluie, idité, etc.).
- En quoi
- construirez-vous les wagons à l'avenir!
- Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue :
- de la longévité.
- EMPIRE DES INDES {suite}.
- North "Western Railway (State Rail-way of India).
- 8.3S0
- 8.890
- 15.240
- 21.335
- 7.670
- 6.010
- 12.955
- 9 550 9.145
- 21.135
- 7.875
- 5.845
- 19.56
- 13.620
- 10.720
- 15.240
- Pour toutes les espèces de marchandises.
- de la fréquence des avaries.
- des frais de réparation.
- de la résistance aux
- chocs violents.
- L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) se recommande-t-il pour la
- construction des types mentionnés
- ou de quels autres types de wagons!
- ü^fuisâute aux udes.
- Les wagons a marchandises seront construits, à l’avenir aussi, en acier.
- Plus grande.
- Les wagons ont plus de durée et de résistance, avec une tare moindre.
- Oui, pour tous les types.
- 48
- Oudh and Rohilkhand Railway((State Railway of India).
- 7.15
- 7.15
- 8.13
- 8.64
- 5.69
- 6.60
- 6.60
- 7.82 9.15 9.91
- 4.82
- Le prix varie beaucoup et dépend du prix du marché de l’année d’achat.
- *s wagons entiè-femeut en acier tésistent mieux influences toatériques de rinde que les Wagons en bois.
- On compte construire tous les wagons à marchandises en acier.
- Ces wagons ont plus d.e résistance, plus de durée et nécessitent moins de frais d’entretien.
- Pour tous les wagons.
- AFRIQUE DU SUD.
- 49 Central South Africa Government Railways.
- 50 Lagos Governement Railway .
- 13.41
- 14.18
- 12.78
- 16.99
- 16.54
- La relation de la tare au tonnage est un peu plus grande que pour les wagons en acier et bois.
- Pour toutes les marchandises, notamment pour la houille.
- Les wagons entièrement en acier ont donné jusqu’à présent des résultats satisfaisants à tous les points de vue. Au sujet des frais d’entretien, on ne peut cependant pas encore se prononcer définitivement. Le plancher et les parois en acier coûtent plus cher, mais ils ont une plus longue durée.
- L’emploi exclusif de l’acier ne peut pas être recommandé pour tous les wagons, mais il convient très bien pour ceux à minerais.
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-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- 128
- Tableau B {suite).
- Wagons construits entft, jejer (ou en fer)
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- Nombre de wagons.
- 52
- AFRIQUE DU SUD {suite). Natal Government Railways. .
- 53
- 54
- 55
- AUSTRALIE.
- New South Wales Government Railways ........................
- Tasmania Government Railways .
- ITALIE.
- Chemins de fer de l’État italien . . .
- LUXEMBOURG.
- Chemins de fer et minières Prince-Henri .
- PAYS-BAS.
- Compagnie pour l’exploitation des chemins de fer de l’Etat néerlandais.
- Chemins de fer Hollandais . . . .
- 2,103 en acier. 147 en fer.
- 1,307
- 75
- 100
- 370
- 4 5
- Type de wagons. Croquis des wagons. Figure.
- Wagons plats à quatre essieux 68
- — -tombereaux à quatre essieux . . . 69
- 72
- 71
- — -plates-formes a quatre essieux . . . 70
- Wagons-tombereaux à deux essieux .... 75
- 76
- t Wagons-tombereaux à quatre essieux . . . 73
- J — plats à quatre essieux 74
- — à houille a deux essieux
- Wagons-tombereaux à quatre essieux . . . 28
- — -plates-formes a quatre essieux . . . 29
- — -tombereaux à deux essieux ....
- 129
- Tableau B {suite).
- Motif
- de la mise en service de ces wagons.
- Depuisfifeistance et grand tonnage acier,.
- fer.
- 1® Réduction de la tare et augmen-J tation du tonnage.
- EnviiflfkjWe tare et réduction des frais a entretien.
- 1 -a durée> les avan-
- | typeS 6t l6S mc°hvéments de ce
- Kant
- ife
- raient.
- 8 9 10 11 12 13 14
- Renseignements détaillés sur le mode de construction et sur les matériaux employés dans la construction des wagons. Dimensions intérieures de la caisse. Distance entre les essieux ou distance entre les pivots des bogies, en mètres. Tonnage en tonnes.
- Longueur, en milli- mètres. Largeur, en milli- mètres. Hauteur, en milli- mètres. Capacité en volume, en mètres cubes.
- 10,395 2,155 495 7.165 20
- 10,995 2,210 495 ... 7.320 22
- 10,370 2,135 610 7.165 24
- 11,005 2,230 685 7.320 35
- 10,370 2,135 1,065 7.165 22
- 11,005 2,210 943 7.320 24
- 11,275 2,360 1,260 7.320 35
- 11,005 2,210 1,450 7.320 35
- 12,505 2,135 9.150 35
- 5,480 2,660 912 15
- 4,870 2,660 912 15
- 4,870 2,653 885 15
- 45 wagons tout en acier, 35 avec 10,980 2,355 762 7 37 30
- plancher en bois.
- 10,980 2,355 380 7.37 30
- 11,590 2,260 386 7.37 25
- Parois latérales en tôles embouties. 14,000 2,686 1,2C0 9.0 40
- Plancher en j Brancards et tra- 14,000 2,500 9.0 35
- ) verses en tôles ' embouties. 14,000 2,550 9.0 40
- Parois latérales en tôles embouties. 7,050 2,828 1,200 19
- p.dbl.128 - vue 117/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- V
- 130
- Tableau B [suite).
- Wagons construits entii». ^ {ou en fer)
- NOM DE L'ADMINISTRATION.
- 16
- Tare.
- Avec
- frein,
- Sans
- frein,
- tonnes.
- 51
- 52
- AFRIQUE DU SUD [suite). Natal Government Railways. .
- AUSTRALIE.
- New South Y aies Government Rail-ways.
- Tasmania Government Railways
- ITALIE.
- 54 | Chemins de fer de l'État italien .
- 55
- 56
- LUXEMBOURG.
- Chemins de fer et minières Prince-Henri.
- PAYS-BAS.
- Compagnie pour l’exploitation des chemins de fer de l’Etat néerlandais.
- Chemins de fer Hollandais . . .
- 10.56 11.74 10.77
- 14.33
- 11.33 11.83 14.43
- 16.56
- 15.09
- 6.40
- 6.25
- 5.99
- 12.39
- 11.78
- 10.16
- 16.70
- 16.3
- 14.3-
- 9.35
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit enboiset.fer, du
- même type.
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux!
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- 131
- Tableau B (suite).
- 22
- 23
- 24
- 25
- Xtelation
- .dépense'- Résistance
- de «555 de «* wag0“S
- Prix des *2 1 aux actl0Ils
- .dumêmeh, ^mosphérigues
- construit! - fc*ialeur,
- avec d’ami, 1 , •
- matériau froid’ pluie’. jmmid'té, etc.).
- En quoi
- construirez-vous les wagons à l’avenir !
- Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue :
- de la longévité.
- de la fréquence des avaries.
- Ils conviennent pour toutes sortes de marchandises.
- Wagons de 15 Ils ne sont em tonnes en acier : ployés que pour wagons de 8 la houille et le tonnes en bois = coke.
- 100 : 83. Wagons de 15 tonnes en acier : wagons de 10 tonnes à châssis mixte =
- 100 : 94.
- Il n’existe pas de I Principalement wagons en bois | pour la houille, du même type.
- Pour les wagons de 20 tonnes à 2 essieux, la relation est 950 : 924.
- Ils sont employés presque exclusivement pour les transports de houille.
- Wagons de 15 tonnes 4,550
- des frais de réparation.
- A 2 essieux 5,200 A 4 essieux 13,520
- 12,460, non compris les droits de douane.
- En moyenne
- 6,000
- Dpius‘&teactions cl.ima:
- celle rie» J lénïues musent en boiscomr dans une certaine “SS mesure àla durée
- r^8"” **«*>**•
- Il n’existe ptLjüjg . wagons en du même t!7,
- Texiste P^e» firrnns à
- 1 “ wTY:r" essais ne sont wagons a-»as encore ter-sieux, (ia 'jfcmés. tvpe. Lesflfj à 2 essieux,-' rement ep • sont au nM®' ; en bois, -! même éptj dans le I5--de 6:5.
- On compte construire, à l’avenir aussi, les wagons découverts en acier.
- Les wagons de 10 tonnes sont construits en bois indigène, ceux d’un plus fort tonnage en acier avec plancher en bois.
- La réponse est subordonnée aux résultats que donneront les essais.
- Tout à fait satisfaisante.
- Faible.
- Faible.
- de la résistance aux
- chocs violents.
- 27
- L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) se recommande-t-il pour la
- construction des types mentionnés
- ou de quels autres types de wagons!
- Tout à fait satisfaisante.
- D’une manière générale, les résultats peuvent être qualifiés de-favorables.
- En général, les résultats sont satisfaisants, mais les wagons sont en service depuis trop peu de temps pour qu’on puisse établir une comparaison.
- Les wagons, mis en service depuis 1907 seulement, ne sont pas encore sortis de la période expérimentale.
- Pour les wagons découverts seulement.
- Pour les wagons de grande capacité seulement.
- On estime que l’emploi exclusif de l’acier ne convient que pour les wagons-tombereaux.
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-
-
-
- V
- V
- 132
- Tableau B (suite).
- Wagons construits entière^ aCjer (ou en fer)
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- 58
- 59
- 60
- RUSSIE.
- Catherine
- Moscou-Koursk et Nijui-Nov-gorod.
- Nicolas . . .
- Polessié . . .
- Syzrane-Viazma Tachkent . .
- Chem, de fer Moscou-Vindau-Rybinsk
- 3 4 5 8
- Croquis Anne,
- Nombre Type de wagons. des
- wagons. ser%
- de wagons. des
- Figure.
- SERBIE.
- Chemins de fer de l’État serbe
- 61
- 62
- SUEDE.
- Chemins de fer de l’État de Suède
- Chemins de fer de Stoekholm-Vesteras-Bergslagens.
- SUISSE. 63 I Chemins de fer fédéraux
- 66
- 350
- 3
- 26
- 1,469
- Chemin de fer du Gotliard . Chemin de fer rhétique . .
- TURQUIE. __ __ ^
- Compagnie d’exploitation des chemins de fer orientaux.
- 133
- Tableau B (suite).
- Motif
- de la mise en service de ces wagons.
- Renseignements détaillés sur le mode de construction et sur les matériaux employés dans la construction des wagons.
- 10
- Dimensions intérieures de la caisse.
- Longueur,
- en
- milli-
- mètres.
- Largeur,
- en
- milli-
- mètres.
- Hauteur,
- en
- milli-
- mètres.
- Capacité en volume, en mètres cubes.
- 13
- Distance
- entre
- les essieux ou
- distance entre les pivots des bogies, en
- mètres.
- ’ —1 —
- 1,773 Wagons-tombereaux à quatre essieux . . 77 i9!( ,.rce qu’on a pu obtenir un plus 'grand tonnage qu’avec des wagons en bois. Système Arbel avec parois en tôle emboutie. 13,450 2,870 1,470 58.0 sans frein. 60.5 avec frein. 9.4 37
- 100 — à houille à deux essieux 19» | Têtes de caisse à charnières.. 4,650 2,350 1,542 16.8 2.160 12.75
- tout.
- Wagons à houille à deux essieux .... -
- — pour transport de gaz.................
- — -citernes..............................
- — ' à houille à deux essieux, voie étroite .
- Wagons à minerai à trois essieux, à déchargement automatique.
- Jilugmentation de la durée et dimi-' nutiou des frais de réparation.
- ^Augmentation de la résistance.
- .tant.
- 4,400
- 2,380
- 225 Wagons à houille à deux essieux .... 79
- ^«frmentatien de ia solidité
- tant.
- de la
- 1,300
- 3.500
- Tonnage,
- en
- tonnes.
- 10
- 15
- 10
- 12
- 35
- 15
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-
-
-
- 134
- Tableau B {suite}.
- Wagons construits entièfL aCier (ou en fer)
- 135
- 58
- NOM DE L’ADMINISTRATION.
- 15
- 18
- 17
- Tare.
- Avec
- frein,
- Sans
- frein,
- en
- tonnes.
- Relation de la tare de ces wagons à celle des wagons construits soit entièrement en bois,
- soit en bois et fer, du
- même type.
- 19
- Pour quelle espèce de transports de marchandises ces wagons conviennent-ils le mieux!
- Dépense
- d’établissement
- de
- ces wagons, en francs.
- Relati
- d.éPèi
- d’éta ' de ces Prix des' du
- tout
- -4
- constnj avec dv matérin
- 62
- 63
- 66
- RUSSIE.
- Catherine
- j Moscou - Koursk et Nijni- Novgorod.
- Nicolas......................
- Polessiè................
- Syzrane-Viazma...............
- Tachkent.....................
- Chem, de fer Moscou-'Vindau-Ttybmsk.
- SERBIE.
- Chemins de fer de l’Etat setbe . . .
- 16.7
- 5.73
- 15.4
- Us n’offrent pas d’avantages particuliers.
- Avec frein 12,600 Sans frein 10,800
- 5,400
- SUÈDE.
- ^Chemins de fer de l’État de Suède .
- Chemins de fer deStockholm-Vesteras-Bergslagens.
- SUISSE.
- Chemins de fer fédéraux...........
- Chemin de fer du Gothard , Chemin de fer rhétique.
- 6.00
- 8.00
- 9.6
- 12.91
- 7.885
- 10.9
- Il n’y a pas de wagons en bois du même type.
- Pas de comparaison possible.
- Houille.
- Minerais.
- 2,370 à 4,130 6,860 à 7,000
- 5,265
- 6,430
- Ne peut indiqué.
- Tableau B {suite).
- Résistance de ces wagons aux actions
- atmosphériques
- (chaleur,
- froid, pluie, jiumidité, etc.).
- L’acier résiste mal à l’action de l’humidité.
- 22 23 24 25 28 27
- En quoi construirez-vous les wagons à l’avenir! Avantages et inconvénients des wagons entièrement en acier, au point de vue s L’emploi exclusif de l’acier (ou du fer) Se recommande-t-il pour la construction des types mentionnés ou de quels autres types de wagons!
- de ia longévité de la fréquence des avaries. des frais de réparation. de la résistance aux chocs violents.
- On ne compte pas continuer la construction de wagons de ce type.
- En acier.
- Des avaries se produisent souvent par suite de la faible construction des bogies, que l’on a donc renforcés.
- Les réparations sont coûteuses et longues.
- On n’a pas constaté d’avantages spéciaux.
- Pour les types spéciaux seulement, tels que les wagons à déchargement automatique.
- Itéaut.
- Les influences climatériques sont •usiguiflautes.
- 8.20
- Nous n’avons pas de wagons similaires en bois.
- Pour les transports de houille.
- 3,300
- -jPéant.
- ; Bonne.
- Les wagons à houille continueront à être en acier; on ne compte pas construire d’autres wagons en acier.
- On continuera à construire les wagonsàminerai en acier.
- Les wagons en acier sont plus durables, les avaries sont plus rares, et ils onrent une plus grande résistance en cas de déraillement.
- Une preuve de la longévité de ces wagons est qu’ils sont en service depuis 1888. küomètrese^ara*i1011 611 : couronnes suédoises par ]/0ü essieux-
- On n’a pas d’autre expérience qu’avec les wagons à minerai, pour lesquels l’acier convient le mieux.
- A l’exception des wagons à houille, tous les types de wagons continueront à avoir des caisses en bois.
- Durée plus longue, frais de réparation moindres.
- TURQUIE.
- Compagnie d’exploitation des chemins de fer orientaux.
- En particu’ier pour les wagons à houille.
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-
-
-
- Tableau C
- Tableau C,
- mentionnés.
- Wagons découverts (wagons-tombereaux et wagons pjJ wagons à houille et à coke à 1
- Wagons couverts à
- jgons à houille, renient automatique, à
- Wagons-plates-formes à
- Wagons spéciaux
- à minerais.
- poudre.
- deux
- quatre
- PAYS
- quatre essieux.
- deux essieux.
- quatre essieux.
- essieux.
- ; essieux.
- Deux
- Deux
- essieux.
- essieux.
- Tonnage
- Tonnage.
- Allemagne
- Autriche.
- Hongrie
- Belgique.
- France
- Grande-Bretagne, Empire des Indes et colonies :
- Grande-Bretagne..........................
- Indes....................................
- 15,943
- Afrique du Sud Australie . .
- Italie
- Suède
- Suisse.
- 20,928
- 15,943
- 94,850
- Tous les pays. .
- fi) Wagons de 20 tonnes à deux essieux, à déchargement automatique, en construction; nombre non indiqué.
- (2) Dont un pour transport de grandes tôles.
- (?) Les différents chemins de fer n’ont indiqué que l’effectif total des wagons, en mentionnant qu’ils sont du type et du tonnage . donner le nombre de chaque type.
- comprend, dans la proportion de 90 à 100 p. c., des wagons tout en acier.
- ms de 10 tonnes. En outre, vingt-six wagons à houille à deux et quatre essieux, à voie étroite.
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-
-
- Fig. 2.
- 81 «O
- Tonnage
- Tare
- Tonnage _ 17
- Tare
- 138
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-
-
-
- -3400-
- Fig. 4 à 7. — 3. Chemin de fer de l’État bavarois.
- Explication des termes allemands : Ladegewicht == Tonnage. — Tara = Tare,
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-
-
-
- Fig. 10. Fig. 9.
- .650 j.ffloa
- CiL.es cotes entre parenthèses s’appliquent
- wagon sans frein.)
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-
-
-
- Fig. 14.
- Tonnage _ 23.81 Tare ~ 17.0
- Fig. 13 et 14.
- Chemins de fer de l’État autrichien.
- 141
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-
-
-
- 7sm
- V
- 142
- Fig. 16.
- Tonnage _ 12.50 Tare 7.25
- = 1.72.
- Fig. 15.
- Tonnage___ 15.0
- Tare 6.9
- = 2.17,
- 2906 i
- Fig. 15 et 16. — 16. Chemins de fer de l’État hongrois.
- Tonnage
- = 1.7,
- Tare
- 5S9Q
- Fig. 17. — 26. Chemin de fer de Paris à Orléans.
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-
-
-
- Fig. 18.
- 7820-*1-1900-j7ZiQ
- Tonnage 40.0 Tare ** 24.6
- 285S -*]
- Fig. 18 (suite),
- 7S00
- eajo
- Tonnage _ 10.0 ' — 15.5
- 16. Chemins de fer de l’État hongrois,
- Fig. 18 et 19,
- Tare
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-
-
-
- Tonnage
- Tare
- Tonnage
- Tare
- Fig. 20. — 17. Chemins de fer de l’État belge.
- Fig. 20.
- Tonnage__35.0
- Tare ^ "
- 6490
- = 2.0
- 22 SS
- Fig. 21,
- -4*------:--------8096-
- ----------------— 914^4.-
- Fig. 21 et 22. — 21. Great Southern of^Spain Railwaj.
- <1
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-
-
- -1065
- Tonnage
- Tare
- 17.13 —
- Fig. 24.
- 45370
- Tonnage 50.0 Tare —ÏO“
- 4*»
- 05
- <
- Fig. 23 et 24. — 25. Chemin de fer du Midi français.
- Jâ§3-
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-
-
- V
- 446
- Tonnage _ 40.0 Tare 14.3
- Fig. 29.
- Tonnage __40.0 1
- Tare 16.7
- Fig. 28,
- Fig. 28 et 29. — 54. Chemins de fer de l’État italien.
- Tonnage _ 40.0 Tare 14
- 2936 _ -MS60
- Tonnage
- Fig. 25,
- Fig. 25 et 26. — 27. Chemin de fer du Nord français.
- Tonnage
- = 3.9.
- Tare
- Fig. 27.
- Fig. 27. — 28. Paris-Lyon-Méditerranée.
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-
-
- -1055
- Tonnage___ 30.0
- Tare 15.84
- Fig. 30.
- = 1.89.
- Fig. 31.
- Tonnage __40.0
- Tare 19.7
- <
- Fig. 32.
- # --o
- Fig. 30 à 32. — 28, Paris-Lyon-Méditerranée.
- Tonnage _ 40.0 Tare _ 20.9
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-
-
-
- Fig. 33 et 34. — 32. Great Central Rail-way.
- Fig. 34,
- Tonnage _ 40,64 __
- Tare — 15.14
- Tonnage _ 20.32 Tare “ 8.99
- = 2.24.
- Fig. 35,
- -a 62.9 ———>k4'5?~!
- 148
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-
-
-
- -*04#
- Fig. 39.
- Tonnage 20.32 Tare 8.74
- = 2.32,
- Fig. 38.
- Tonnage _ 20,32
- 2.2 85
- Fig. 36. Tonnage 8.13
- Tare _ 5.35 ‘
- -2033------
- -2033-
- Fig. 37.
- Tonnage 20.32 Tare 8.49
- Tonnage _ 40.64 Tare 18.95
- Fig. 36 à 40. — 34. Great Western Railway.
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-
-
-
- Fig. 43.
- Fig. 41
- Tonnage___40.64
- Tare ~ 16.41
- Fig. 42,
- Tonnage _ 30.
- Tare
- Fig-- 41 & 43.
- 37. North Eastern Railway.
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-
-
- 565- *
- Fig. 46.
- iai.e.iew.ic.bj. iâiii_= i.aù
- T,... Jrt.n - i o'r
- -4880
- LadeéewicM 47-77_2.-0 Tara 8-89"
- Fig. 45.
- Fig. 44 à 46. — 44. Eastern Bengal State Railway,
- Explication des termes allemands : Ladegewicht = Tonnage. — Tara = Tare.
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-
-
-
- Fig. 49.
- Tonnage _ 23.52 _ g l'are 9.15
- Tonnage _ 23.52 _ _ Tare — 8.99
- SSP
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-
-
- Lade^euiicht „ CC »* Tarn. ~ " 9*5
- LadcgeuncWb . >-»g.
- Tara. “
- Fig. 51
- Fig. 50,
- Fig. 53.
- Üï
- GO
- <
- Fig. 50 à 52. — 46. Great Indian Peninsula Railway. Fig. 53 à 55. — 49. Central South Africa Gov. Railway.
- Explication des termes allemands : Ladegewicht = Tonnage. — Tara = Tare.
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-
-
- Fig. 57,
- Fig. 61.
- Fig. 63,
- 5870-
- Fig. 62.
- Oi
- <
- Fig-, 56 à 63.
- 47. Indian North Western.
- Fig. 60.
- Fig. 59.
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-
-
- 2235
- Fig. 67,
- Tonnage
- “Tare
- Tonnage _ 10.16 , „ Fig. 66.
- Tare 5.60
- 25â0 lo
- | \ 11 Tonnage 11.17 ' Tare ~ TÜT
- = 1.56.
- __ T9.92
- Fig. 65.
- 48. Oudh & Roliilkhand State Railway,
- Fig. 64 à 67
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-
-
-
- V
- 156
- Fig. 75.
- Fig. 76.
- ----------j
- Fig. 75 et 76. — 52. New South Wales Government Railway.
- Fig. 68. •
- ! —(—1—4 — £S'° „ H
- 5 ~-/rzsi&z&~.S/5S
- Fig, 69.
- ;-r"
- Fig. 70.
- 42505
- -H 005
- Fig. 71,
- *Jrutesz6f'. 2,560
- Fig. 72,
- Fig. 73,
- Fig. 74,
- Fig. 68 à 72. — 51. Natal Government Railway. Fig. 73 et 74.
- 53. Tasmanian Government Rail'vaJ'
- Explication des termes allemands : Ladegewicht = Tonnage. — Tara = Tare. — Innerbr. = Largeur intérieure-
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-
-
-
- __ 58. Chemins de fer d’Ètat russes (ligne Catherine).
- Fig. 77.
- 'onnage__37.0
- Tare 16.7
- Fig. 77.
- Tonnage___ 35
- Tare_j 10.9
- Fig. 78. •— 61. Chemins de fer de l’État suédois.
- Fig. 78.
- Fig. 79,
- Tonnage _i5.o _inE Fier. 79. — 63. Chemins de fer fédéraux suisses.
- ~t5S 8J “1,w*
- 157
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-
-
-
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-
-
-
- V
- 159
- [621. 131.2 & 626 .246
- EXPOSÉ N° 2
- (Amérique)
- Par D. F. CRAWFORD,
- DIRECTEUR GÉNÉRAL DE LA TRACTION DES « PENNSYLVANIA LINES WEST OF PITTSBURGH ».
- AVANT-PROPOS.
- 4
- Depuis de longues années, l’acier est employé en Amérique, d’une manière générale, pour la construction des locomotives ; c’est en acier aussi que, dans ces dix ou quinze dernières années, on construit, soit entièrement, soit partiellement, les wagons à marchandises; enfin, son emploi s’étend rapidement dans la construction des voitures à voyageurs. Il nous serait donc impossible de donner ici un exposé complet et détaillé des multiples usages de ce métal. Nous essayerons simplement de montrer les résultats obtenus avec le matériel en acier ou mixte au point de vue général des frais d’exploitation et d’entretien, sans nous arrêter à discuter cette vaste question au point de vue purement technique ni à celui de l’ingénieur chargé d’établir les plans. Nous y ajoutons quelques dessins représentant des constructions typiques.
- Locomotives.
- Remarque générale. — Dans la construction des locomotives en Amérique, l’acier ^st employé depuis de longues années pour les pièces suivantes :
- Chaudières, foyer, essieux, bielles motrices, tiges de piston, ressorts, bandages, tôles en général : caisse à eau du tender, boîte à fumée, tablier, etc. et, dans ces
- *
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-
-
-
- V
- 160
- derniers temps, les tubes de fumée. On emploie aussi l’acier moulé pour les centres de roues motrices, les longerons, les boîtes des essieux moteurs, et on l’a substitué à la fonte ou au fer forgé pour de nombreux organes.
- Chaudières. — Les spécifications ci-après indiquent la qualité de l’acier généralement employé pour les corps cylindriques des chaudières.
- Résistance à la traction . . 55,000 à 65,000 livres par pouce carré (39 à
- 46 kilogrammes par millimètre carré).
- Allongement [sur 8 pouces (200 millimètres)]..........26 à 20 p. ci
- Carbone................................ .... 0.18 —
- Phosphore, au plus........................................0.04 —
- Manganèse, au plus........................................0.40 —
- Silicium, au plus.........................................0.05 —
- Soufre, au plus...........................................0.03 —
- Cuivre, au plus...........................................0.03 —
- Foyers. — On exige que l’acier pour foyers réponde à peu près aux conditions ci-après :
- Résistance à la traction . . 55,000 à 65,000 livres par pouce carré (39 à
- 46 kilogrammes par millimètre carré).
- Allongement [sur 8 pouces (200 millimètres)]..............28 à 22 p. c.
- Carbone...................................................0.18 —
- Phosphore, au plus.............................................0.03 —
- Manganèse, au plus............................................0.04 —
- Silicium, au plus.........................................0.02 —
- Soufre, au plus...............................................0.02 —
- Cuivre, au plus...............................................0.03 —
- Les conditions prescrites ne sont pas exactement les mêmes dans les spécifications imposées par les différents chemins de fer et constructeurs de locomotives, mais les écarts sont assez faibles pour que les spécifications ci-dessus puissent être considérées comme représentant la qualité d’acier généralement employée.
- Des essais ont été faits, ou sont en cours, avec des aciers à chaudière d’une compo sition spéciale, mais les résultats obtenus ne sont pas encore suffisamment concluants, à notre avis, pour mériter d’être soumis au Congrès.
- L’expérience des ingénieurs de traction actuels des chemins de fer américains n’embrasse que la chaudière en acier et le foyer en acier ; aussi les données manquent-elles pour établir des comparaisons avec des foyers pour lesquels on emploie d’autres métaux.
- Les jfoyers en acier font un service de trois à douze ans ; leur longévité varie plus ou moins avec la nature du service auquel la locomotive est affectée, avec la qualité de l’eau d’alimentation dont ou dispose et avec le type de chaudière et de foyer. En règle générale, les foyers larges employés actuellement sur beaucoup de
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-
-
-
- V
- 161
- locomotives durent moins longtemps que les foyers étroits autrefois en usage général. La vie moyenne des foyers, relevée sur deux groupes de locomotives que nous avons pu personnellement observer, est la suivante :
- A. Foyer de 40 pouces (1,016 millimètres) de largeur : vie moyenne. . 85 mois.
- B. — 66 — (1,676 — ) — — — . . 57 —
- Les causes auxquelles on a attribué cette différence sont les suivantes :
- 1. Dans les foyers larges, le feu est en couche mince dans le voisinage direct des parois latérales, et dès lors ces dernières sont soumises à de rapides variations de température.
- 2. Les flancs droits des foyers larges offrent moins de facilité aux dilatations et contractions que les plaques cintrées employées dans le type étroit.
- 3. La circulation de l’eau est meilleure avec les plaques cintrées.
- Cette question a été mise à l’étude parle service de la traction de plusieurs chemins de fer et on obtiendra tout au moins des renseignements utiles, même si les données recueillies ne sont pas suffisantes pour justifier un changement de construction.
- Les renseignements donnés plus haut au sujet de l’etfet du mode de construction des foyers sur leur [.longévité figurent dans notre exposé à cause de certaines tendances d’envisagerj l’emploi d’aciers spéciaux pour les foyers en vue d’en prolonger la durée.
- Tubes. — Pendant de longues années, la pratique générale des chemins de fer américains comprenait l’emploi, pour les chaudières, de tubes en fer au bois. Mais depuis une (dizaine d’années, le nombre de tubes en acier a augmenté, et aujourd’hui quelques chemins de fer ne font plus usage que de tubes en acier. On emploie aussi bien le tube étiré sans soudure que le tube soudé à recouvrement, en acier.
- La qualité de l’acier dont on se sert pour la fabrication des tubes, est définie par les conditions ci-après.
- Résistance à la traction . . 50,000 à 60,000 livres par pouce carré (36.5 à
- 44.0 kilogrammes par millimètre carré).
- Limite élastique .... 30,000 à 35,000 livres par pouce carré (22.0 à
- 25.5 kilogrammes par millimètre carré).
- Allongement [sur 8 pouces v200 millimètres)]. . . 25 à 20 p. c.
- Carbone.............................................0.10 à 0.16 p. c.
- Phosphore . ... . . .................. 0 008 à 0.010 p. c.
- Manganèse........................................0.39 à 0.49 —
- Soufre...........................................0.03 à 0.025 —
- Les tubes en acier ne sont pas en usage depuis assez longtemps pour qu’on puisse déterminer s’ils supplanteront complètement, plus tard, le tube en fer, mais l’aug-
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-
-
-
- V
- 162
- mentation considérable de leur emploi par beaucoup de chemins de fer semble indiquer des résultats favorables.
- C’est parce que le tube en acier coûte moins cher que le tube en fer qu’on l’a essayé, et les résultats obtenus ont paru justifier la continuation de l’expérience.
- Le succès du tube en acier dépendra évidemment, pour une certaine part, de la qualité de l’eau d’alimentation; en effet, jusqu’à présent, il paraîtrait qu’avec les eaux renfermant des éléments corrosifs, le tube en acier est attaqué plus rapidement que le tube en fer.
- Une intéressante application du tube en acier sans soudure se trouve dans les bagues que l’on soude sur les tubes en fer pour racheter la longueur perdue quand on coupe le tube en vue de son retrait de la chaudière. Sur un chemin de fer qui possède environ 1,800 locomotives, ces bagues en acier sans soudure sont employées depuis quelques années pour les raisons suivantes :
- 1° Les bagues en acier supportent mieux les matages et bouterollages répétés, par suite l’intervalle entre les sertissages successifs est prolongé ;
- 2° L’acier coûte moins cher que le fer au bois, et les frais d’entretien sont moindres, grâce à la durée plus longue des tubes;
- 3° La durée des tubes en fer déjà en service a été prolongée, le renouvellement des bagues étant moins fréquent;
- 4° La longueur du tube en acier exposée à la corrosion est moindre qu’avec le tube entièrement en acier.
- Essieux. — Depuis de longues années, on emploie, pour la fabrication des essieux de locomotives, de l’acier au carbone ayant à peu près la composition
- suivante :
- Carbone..........................................0.40 p. c,
- Manganèse............................................0.50 —
- Silicium.............................................0.20 —
- Phosphore, au plus . 0.03 —
- Soufre, au plus .................................... 0.03 —
- Cuivre, au plus.................................... 0.03 —
- Des expériences ont été faites avec des essieux en acier au nickel, mais jusqu’à présent les résultats obtenus ne semblent pas justifier l’emploi de ce métal.
- L’acier au vanadium a aussi été employé pour quelques essieux actuellement en service à titre d’essai.
- Au double point de vue de la résistance et de la durée de service, l’essieu en acier au carboné peut être considéré comme satisfaisant; mais la fabrication des essieux massifs de grand diamètre nécessite certaines précautions, et on a quelquefois adopté la pratique de percer un trou d’environ d’environ 2 pouces (30 millimètres) de diamètre suivant l’axe des gros essieux afin de pouvoir les visiter intérieurement. .
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-
-
-
- V
- 163
- Bielles motrices et tiges de fiston. — L’acier employé pour ces pièces est assez analogue à celui dont on se sert pour les essieux ; sa composition est la suivante :
- Carbone Manganèse Silicium Phosphore. Soufre . Cuivre .
- 0.45 p. c, 0.50 — 0.05 — 0.03 — 0.02 — 0.03 —
- Autrefois, sur les locomotives moins lourdes, les bielles motrices et les tiges de piston étaient en fer forgé.
- Ressorts. — La composition de l’acier employé pour les ressorts est à peu près la suivante :
- Ressorts Ressorts
- en lames. en hélice.
- Carbone 1.00 p. c. . . 1.00 p. C.
- Phosphore, au plus .... . . . 0.03 — au plus : 0.05 —
- Manganèse, au plus .... . . . 0.25 — au plus : 0.25 —
- Silicium . . . 0.20 — au plus : 0.10 —
- Soufre, au plus . . . 0.03 — au plus : 0.03 —
- Cuivre, au plus . . . 0.03 -
- Avec les charges plus fortes que les ressorts sont actuellement appelés à porter, il est devenu assez difficile d’obtenir des résultats satisfaisants en service, et la composition chimique de l’acier aussi bien que le traitement thermique et le mode de fabrication font l’objet de l’attention des ingénieurs de traction des chemins de fer et des fabricants de ressorts.
- Des ressorts en acier au vanadium sont employés à titre expérimental, et les essais faits au laboratoire avec ce métal permettent de prévoir que les résultats seront satisfaisants; mais les essais en service n’ont pas encore été prolongés suffisamment pour qu’on puisse en tirer des conclusions.
- Bandages. — Les bandages en acier sont, on le sait, en usage depuis de longues années et on n’a guère apporté d’autres changements à la fabrication que ceux ayant pour but d’obtenir un produit plus homogène.
- Les bandages des locomotives, dont la charge par roue est de 2o,000 à 31,000 livres (de 11 à 14 tonnes métriques), s’usent rapidement, et comme il faut les retirer quand leur épaisseur représente encore une fois et demie celle des bandages des anciennes locomotives plus légères, arrives à-leur limite d emploi par suite d’usure et de décalage, et que, d’autre part, les retournages et renouvellements de bandages sont une source constante de dépenses, il semble important de conti-uuer l’étude de cette question.
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-
-
- V
- 164
- Les bandages, soit en acier ayant subi un traitement thermique spécial, soit en acier au nickel, au vanadium, ou autres alliages, n’ont été essayés jusqu’à présent que sur une échelle limitée. •
- Acier moulé. — A la suite de l’augmentation du poids des locomotives, la recherche de matériaux d’une plus grande résistance a conduit à l’adoption et à l’emploi presque général de l’acier moulé, en remplacement de la fonte, pour les pièces suivantes des locomotives :
- Centres de roues motrices, boîtes d'essieux moteurs et d’essieux porteurs, excentriques, colliers d’excentriques, liaisons des barres d’avant et d’arrière des longerons, corps de pistons et beaucoup d’autres pièces.
- L’extension prise par la fabrication de moulages en acier, pour les usages qui vienn ent d’être mentionnés, a permis d’établir ces pièces à un prix qui a fait préférer l’em ploi de l’acier pour beaucoup de pièces que l’on faisait en fer forgé, et dans beaucoup de locomotives cette substitution a été effectuée pour les pièces ci-après :
- Longerons, attaches de ressorts (étriers, supports, menottes et balanciers), organes du mécanisme de distribution, glissières et supports de glissières de têtes de piston, crosses et beaucoup de petites pièces de forge.
- L’acier moulé employé pour les usages ci-dessus répond, à peu près, aux spécifications mécaniques et chimiques suivantes :
- Résistance à la traction .
- Allongement .
- Carbone ..............
- Phosphore.............
- Manganèse.............
- Silicium..............
- Soufre................
- 60,000 à 80,000 livres par pouce carré (44 à 58 kilogrammes par millimètre carré).
- ..........................25 p. c.
- ..........................0.27 p. c.
- ..........................0,05 —
- ............................. 0.57 —
- ..........................0.25 —
- ..........................0.03 —
- On exige que tous les moulages en acier soient recuits avec soin.
- Longerons. — Le cas le plus intéressant de l’application de l’acier moulé dans la construction des locomotives, est probablement celui de longerons du type à barres employé presque exclusivement en Amérique.
- La figure 1 montre la construction des longerons forgés, avec la barre principal* et les bras de plaque de garde forgés d’une seule pièce, toute soudure étant interdit* sauf aux assemblages des bras de plaque de garde avec la barre principale. Des pièces de forge indépendantes étaient employées pour les entretoises des plaques d* garde, ou barres inférieures, boulonnées comme le montre le dessin.
- La figure montre le mode de construction généralement employé^depuls
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- Fig. F
- Œzm
- Fig. 2.
- Fig. 3.
- 165
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- 166
- environ 1885. Ici, la barre inférieure, ou entretoise des plaques de garde, est venue de forge avec le reste du longeron, ce qui évite l’emploi de pièces indépendantes et de boulons; les soudures sont autorisées à l’assemblage des entretoises, des bras de plaque de garde et de la barre principale.
- La figure 3 représente un longeron qui a été fabriqué à un certain nombre d’exemplaires en fer forgé, comme celui de la figure 2, tandis qu’un certain nombre sont en acier moulé.
- Le longeron reproduit dans cette figure 3 constitue une seule pièce en acier moulé pesant environ 3,500 livres (1,600 kilogrammes), et les différents fabricants ont réussi à produire ce moulage assez difficile dans des conditions telles que les résultats obtenus en service soutiennent avantageusement la comparaison avec ceux donnés par les pièces de fer forgé, plus coûteuses.
- Le longeron en acier moulé est employé dans la plupart des locomotives que l’on construit actuellement.
- De même que pour d’autres pièces de la locomotive, on expérimente de l’acier au vanadium, au nickel, etc.
- Pour les différentes pièces que l’on faisait autrefois, soit en fonte, soit en fer forgé, on se sert de l’acier moulé aussi bien dans la construction des nouvelles locomotives que quand ces pièces viennent à casser en service ou que la nécessité d’employer ce métal plus résistant et moins coûteux devient apparente.
- Tender, abri du mécanicien, etc. — L’acier a aussi été substitué au bois dans la construction des locomotives; dans les dernières machines construites, le bois a été presque complètement éliminé. Autrefois, le châssis du tender, la cabine, la traverse d'avant et le tablier étaient en bois. Actuellement, le châssis du tender est formé d’aciers profilés et d’acier moulé, la cabine est en tôles et profilés d’acier (généralement doublés, toutefois, de bois pour éviter les condensations sur le métal et diminuer la conductibilité), le tablier en tôle d’acier et la traverse d’avant en acier moulé.
- ê
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- V
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- CONCLUSIONS.
- Dans la construction des locomotives, l’acier a été substitué aux autres matériaux pour les raisons suivantes :
- 1° Il a une plus grande résistance, ce qui permet d’employer des pièces proportionnellement plus petites et plus légères ;
- 2° Un métal plus résistant est nécessaire pour les locomotives plus puissantes et, par suite, plus lourdes, que l’on construit à l’heure actuelle;
- 3° Les frais d’établissement et d’entretien sont moindres qu’avec les autres matériaux pour les lourdes locomotives actuelles.
- Pour les raisons qui viennent d’être exposées, il nous semble certain que l’emploi de l’acier s’étendra à peu près à toutes les pièces des locomotives, à l’exception des surfaces frottantes pour lesquelles on continuera à faire usage, soit du bronze, soit d’un autre alliage réservé à cet usage, soit de fonte.
- Wagons à marchandises.
- Remarques générales. — A l’heure actuelle, l’acier est employé en Amérique sur une si grande échelle dans la construction du matériel à marchandises, que nous devons nous contenter de mentionner quelques exemples de son emploi, en joignant des dessins et photographies de wagons construits en acier.
- La construction des wagons à marchandises en service avant 1897 est représentée par la figure 37, qui montre le châssis en bois complet. Dans ce type, les essieux, ressorts et attelages sont seuls en acier; cependant, dans quelques cas, on employait le châssis en acier embouti du type Fox, bien connu.
- Vers 1895, la bride de montant en acier embouti et le sommier de caisse en acier embouti furent introduits dans la construction du matériel à marchandises, suivis de près de la traverse de pivot en acier embouti. On commença aussi à employer, vers la même époque, des traverses de pivot en acier moulé.
- La figure 4 représente le sommier de caisse en acier embouti et la figure 5 la traverse de pivot en acier embouti. Les traverses de pivot en acier moulé avaient une forme analogue à celle de la traverse en acier embouti.
- La figure 31 montre la construction usuelle en bois, avec sommier de caisse en acier substitué au sommier en bois ou mixte employé précédemment.
- Le sommier de caisse en acier fut adopté avec empressement par les chemins de fer, car le sommier ordinaire en bois, en bois armé ou mixte, donnait lieu à de nombreux inconvénients : il s’affaissait aux extrémités et il n’en résultait pas seulement des frais d’entretien élevés, mais les portées latérales supérieures et inférieures venaient en contact, la résistance augmentait, surtout dans les courbes, et il fallait diminuer la charge du train.
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- Fig. 6. — Wagon couvert en acier. — Tonnage inscrit : 80,000 livres (36.3 tonnes).
- Principales dimensions :
- Hauteur de l'extrémité supérieure de l’arbre
- de frein au-dessus du rail............14 P. 1/4 p. (4.27 m.)
- Hauteur de la corniche .... . . 12 P. 3 1/4 P- (3.74 m.)
- Hauteur sous les courbes de pavillon . . 8 P. (2.44 m.)
- Hauteur des baies de porte..............6 P. 10 p. (2.08 m.)
- Hauteur du plancher au-dessus du rail. . 4P. (1.22 m.)
- Longueur entre les traverses extrêmes. . 38 P. 3 p. (11.66 m.)
- longueur intérieure.....................36 P. Vs p.(10.98 m.)
- Largeur aux corniches....................9 P. 111/4 p. '3.03 m.)
- Largeur totale..........................9 P. 111/4 p. (3.03 m.)
- Largeur intérieure............................ 8 P. 6 i/s P- (2.59 m.'
- Largeur des baies de porte................5 P. 6 p. (1.67 m.j
- Données générales ;
- Poids de la caisse avec le châssis............ 23,930 liv. (10.86 t.)
- Poids des bogies.............................. 14,970 liv. (6.80 t.)
- Tare totale. . . . 38,900 liv. (17.661.)
- Limite de charge........................... 88,000 liv. (40.00 t.)
- Cette figure représente un type de wagon couvert avec châssis en acier et carcasse de caisse en acier.
- Fig.
- '• — Wagon-tombereau en acier à fond plat.
- uime
- déTrèjif?, Extrémité 11 ,U'e>Uduhn®fUS dl
- Lonèi»eiltre les tra l-ar^uren“rer,ieure dl
- Ljrgeurimérieure7en
- 8 P. 2 8/g p. (2.50 m.)
- 7 P. 8 Vé P- (2.34 m.)
- 4P. 2p. (1.27m.)
- 43 P. 3 p. (13.18 m.) 41 P. 9 p. (12.73 m.) 10 P. 8/g p. (3.06 m.i
- 9 P. 4 7/g p. (2.87 m.)
- Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords. . 1,636 pieds» (46.3 m») Capacité en volume avec 10 pouces (251 millimètres) d’entassement moyen .... 1,963 pieds3 (55.0 m3)
- Poids de la caisse........................ 20,510 liv. (9,30 t.)
- Poids des bogies.......................... 15,330 liv. (6.95 t.)
- Tare totale. . . 35,840 liv. (16.25 t.)
- Limite de charge
- 110,000 liv. (50.C0 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge = 75.4 pour cent.
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-
-
-
- Fig. g. — Wagon couvert à châssis en acier,
- Principales dimensions :
- 12 P.
- 8 P. 7 P. 4P.
- 38 P. 36 P.
- 9 P. 9 P.
- 6 6/a P- (3-I2-
- Hauteur de l’extrémité supérieure de l’arbre (4.22 m.)
- de frein au-dessus du rail..............è.- „ i, Wo oq ™ i
- Hauteur de la corniche . •
- Hauteur sous les courbes de pavillon Hauteur des baies de porte . • • •
- Hauteur du plancher au-dessus du rail Longueur entre les traverses extrêmes Longueur intérieure..................
- Largeur aux corniches . . •
- Largeur entre les montants de cote .
- 9p.
- 6 p.
- 7 p.
- h
- (11,
- (10
- (f P. (2
- .22 m.)
- m.) 44 m.) ,36 m.) .22 m.} ,74 m.) .67 m.) ,92 m.)
- _ Tonnage inscrit : 80,000 livres (36.3 tonnes).
- Largeur
- Largeur
- intérieure.............
- des baies de porte . .
- Données générales :
- Poids de la caisse, avec le châssis. . .
- Poids des bogies........................
- Tare totale.
- Limite de charge
- 8 P. 6 p. (2.59i, 6 P. (1.83t|
- , 25,370 üv. (11.511 . 14,030 liv. (6.36 ’
- . 39,400 liv. (17,S
- 88,000 liv. (40.fr-
- pjg. 9.__Wagon à meubles à châssis en acier.
- Principales dimensions :
- Hauteur de l’extrémité supérieure de l’arbre
- de frein au-dessus du rail.............
- Hauteur de la corniche • •••••
- Hauteur sous les courbes de pavillon . .
- Hauteur des "baies de porte . » . • •
- Hauteur du plancher au-dessus du nul • •
- Longueur entre les traverses extrêmes . .
- Longueur intérieure......................
- Largeur aux corniches . • • • • ’
- Largeur entre les montants de cote . . •
- 8 p. (4.47 m.)
- 4 p. (4.06 m.)
- 5 3/8p. (2.88 m.) 7 7k P- m-6hip. tl.0/ m. 9s/4P>(t5.79m.
- 50 P. 2t/4p,(16.30 ni.) 9 P. 101/4 P- (3.00 m. 9P. 4p. (2.84m.)
- 14 P. 13 P. 9 P. 8 P. 3 P. 51 P.
- _ Tonnage inscrit : 60,000 livres (27.2 tonnes).
- , . . 8 P.
- Largeur intérieure................... 10 P.
- Largeur des baies de porte..............
- Données générales ;
- Poids de la caisse . . .
- Poids des bogies . . •
- Limite de charge . . .
- Tare totale
- 66,000 l'v’
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-
-
-
- JW. JO. — Wagon-tombereau mixte à fond plat. — Tonnage inscrit : 80,000 livres (36.3 tonnes).
- Principales dimensions ;
- Hauteur de l'extrémité supérieure de l’arbre
- do frein au-dessus du rail...............
- Hauteur du bord supérieur de la caisse au-dessus du rail. .... • • • • •
- Hauteur des ptirois l&terules ciu-ciessus (lu.
- plancher........................ • • •
- Longueur entre les traverses extremes . Longueur intérieure ........
- Largeur entre les montants de côté . . .
- Largeur intérieure.........................
- 7 P. 9i/4p. (2.37 m.)
- 7 P. i/iP. (2.14 m.)
- 3 P. C0.91 m.)
- 37 P. 10V-P. (11.54m.) 36 P. ‘ (10.97 m.)
- 9 P. 10 p. (3.00 m.)
- 8 P. 7 5/s p. (2.63 m.)
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords. . 933 pieds3 (26.42 m3)
- Capacité en volume avec 10 pouces (254 millimètres') d’entassement moyen . . . . 1,192 pieds3 (33.75 m»)
- Poids de la caisse..................... . . 22,562 liv. (10.23 t.)
- Poids des bogies............................ 14,638 liv. (6.64 t.)
- Tare totale. . . 37,200 liv. (16.87 t.)
- Limite de la charge uniformément répartie. . 88,000(liv. (40.00 t.) Limite de la charge concentrée à mi-chemin entre l’axe transversal du wagon et les pivots 60,000 liv. (27.2 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge = 70.3 pour cent.
- Ce wagon est d’un type spécialement étudié pour porter des charges concentrées de machines, matériaux de construction, etc.,
- d'où le faible rapport du tonnage utile.
- Fig. 11.
- Wagon entièrement en acier, à trappes latérales. — Tonnage'inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- 1 riucipales dimensions :
- "de® ^'«trémité supérieur, tuteur rin ndefus du mil • .
- T dessus di rail! Sllpérieur de la
- Êi|"î"î î“ÏÏi,1sét''“ve:“'s ext
- U? bas .mt.eneUre des Haies'de Harleuïf^1^ montants de cô
- — desbaieSeàes-trapp-es:
- IIP. 3®/8p. (3.44m.)
- 10 P. 73/4p. (3.24m.) 33 P. (10.06 m.)
- 31 P. 6 p. (9.60 m.)
- 2 P. 7s/4p. (0.81m.) 9 P. 11p. (3.02 m.)
- 9 P. 4 p. (2.85 m.) 2 P. 6 p. (0.76 m.)
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords. . 1,790 pieds3 (50.7 m3)
- Capacité en volume avec 10 pouces (254 millimètres) d’entassement moyen .... 2,035 pieds3 (57.62 m3)
- Poids de la caisse............................. 26,7701iv. (12.15t.)
- Poids des bogies............................... 16,830 liv. (7.641.)
- Tare totale. . . 43,600liv. (19.79 t.)
- Limite de charge............................. 110,000liv. (50.00 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge............................71.6 pouLcent,
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-
-
-
- Fig. 12. — Wagon-tombereau mixte à fond plat, avec trappes au ras du plancher. Tonnage inscrit : 80,000 livres (36.3 tonnes).
- Principales dimensions :
- Hauteur des parois latérales au-dessus du
- rail ...................................8 P. 3/jj p. (2.45 m.)
- Hauteur des parois latérales au-dessus du
- plancher................................4P. « 8 p. (1.23 ni.)
- Longueur entre les traverses extrêmes . . 39 P. 3 i/2 p. (11.98 m.j
- Longueur intérieure . .................37 P. 6 pi (il.43 m.)
- Longueur des baies des trappes . . . . 2 P. 4 p. (0.71m.)
- Largeur des baies des trappes.............2 P. 9 p. (0.84 m.)
- Largeur entre les montants de côté . . . 9P. 7P2p. (2.93 m.)
- Largeur intérieure. .....................8 P. 7 pf '(2.62 m.j
- Dimensions des fusées................5 X 9pouces(0.127 X Ü.229 m.)
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau dos bords . . 1,297 i>ieds3 (36.3in?
- Capacité en volume avec 10 pouces (254 millimètres) d’entassement moyen ...................... 1,566 pieds3 (43.Su
- Poids de la caisse................................22,610 liv. (10.26s.
- Poids des bogies.................................. 14,(.90 liv. (6.4(1
- Tare totale. . . 36,700 liv. (16.661,
- I,imite de charge................................... 88,000 liv. (40.001,
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge...................................70.5 pour cent.
- Ce wagon a un châssis en acier embouti, avec caisse et plancher en bois. Le plancher a, entre les bogies, six trappes de chaque <# des flèches centrales. La moitié environ d’un chargement de houille peut être évacuée par ces douze trappes sans qu’on ait à hit, usage de la pelle. On peut augmenter ou diminuer le nombre de trappes et construire le châssis en profilés, si on le préfère.
- Fig. 13. — Wagon à coke, tout en acier, à déchargement automatique complet par trappes latérales. Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- Principales dimensions :
- Hauteur de l’extrémité supérieure de l’arbre
- de frein au-dessus du rail. ...............12 P. 7 p. (3.83 m.)
- Hauteur du bord supérieur de la caisse au-
- dessus du rail.............................12 P. (3.65 m.)
- Longueur entre les traverses extrêmes . . . 41 P. 9 p. (12.72 m.)
- Longueur intérieure........................40 P. 5 p. (12.32 m.)
- Longueur des baies des trappes...............23 P. (7.01m.)
- Largeur entre les montants de côté . . . . 10 P. 1 p. (3.05 m.)
- Largeur intérieure............................9 P. 7 p. (2.92 m.)
- Largeur des baies des trappes..............4P. (1.22 m.)
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords. . Capacité en volume avec 10 pouces (254 millimètres) d’entassement moyen ....
- Poids de la caisse.......................
- Poids des bogies.........................
- Tare totale. .
- Limite de charge
- 2,945 pieds8
- 3,268 pieds8 ifôl 11,630 liv. (F$.
- 31
- 15(870 liv. 47,500 liv. 100,000 liv.
- Ce type de wagon a été spécialement étudié pour le transport du coke et pour le déchargement automatique. Il peut ÿ 104,600 livres (47.5 tonnes de coke, calculées à raison de 32 livres par pied cube (512 kilogrammes par mètre cube), avec un entaSJ5f moyen de 10 pouces (254 millimètres). Il convient également pour d’autres chargements ordinairement transportés dans des à caisse basculante, tels que la houille, etc., mais il ne faut pas le charger à plus de 110,000 livres (50 tonnes). Des wagons ÿ de coke ont été déchargés, par le temps le plus défavorable, eu 3 minutes sans qu’ou fasse usage de la pelle. Les porte» suspendues verticalement, deux de chaque côté, et peuvent être mauœuvrées simultanément des extrémités du wagon.
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-
-
- V
- 173
- Fig-. 14. — Wagon à coke, en acier, avec rehausses à claire-voie, et à déchargement latéral. Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- Principales dimensions :
- Hauteur de l’extrémité supérieure de l'arbre
- de frein au-dessus du rail..............13 P. 3/r p. (3.98 m.)
- Hauteur des rehausses à claire-voie au-
- dessus du rail..........................12 P. 6 p. (3.81 m.)
- Hauteur du rail jusqu’à la partie supérieure
- des parois en acier..........................8 P. 3 p. (2.51 m.)
- longueur entre les traverses extrêmes . . 41 P. 4 p. (12.60 m.)
- Longueur intérieure.........................40 P. (I2.i9m.)
- Longueur des baies des trappes . . . . 22 P. 7 p. (6.88 ni.)
- Largeur totale..............................10 P. 2 Ve P- (3.11m.)
- Largeur intérieure...........................9 P. 8’/é P- (2.95 m.)
- Largeur des baies des trappes................2 P. 5 p. (0.74 ni.)
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords des rechausses à claire-voie .... 3,425 pieds3 (97.00 m3)
- Capacité en volume avec 10 pouces(254 millimètres) d’entassement moyen. . . . 3,745 pieds3 106.00 m3)
- Poids de la caisse....................... 29,850 liv. (13.55 t.)
- Poids des bogies......................... 15,750 liv. (7.15 t.)
- Tare totale. . . 45,600 liv. (20.70 t.)
- Limite de charge ......... 110,000 liv. (50.00 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge.'. . 70.8 pour cent.
- te type de wagon a été spécialement étudié pour le transport du coke et pour vider le chargement par les cotés. Il peut charger environ 110,000 livres (50 tonnes) de coke et le déchargement est pour ainsi dire automatique. Destiné au transport du coke, il convient aussi pour d’autres chargements ordinairement transportés dans des wagons à caisse basculante, tels que la houille, les cendres, etc., mais il.ne faut pas le charger à plus de 110,C0 ) livres (50 tonnes). Les portes sont manœuvrées des extrémités du wagon. Les wagons sont construits presque entièrement en acier embouti, donnant la légèreté avec la résistance nécessaire, mais on peut aussi, si on le désire, employer des tôles et des profils laminés.
- •«sap>
- Fig. 15. —
- Wagon plate-forme
- en acier (avec plancher en acier). — Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- Principales dimensions :
- •ic freiifau (|plrémiié supérieure . Hauusui“h?;tes.f'sdurail . . .
- j Faucheru _ dl1 Jusqu’à la sui
- ^ 'leur y comDrfsYra>'eïse's e^t r< -meherè pns les etriers de fis 'r?eur eutr; ..................
- s montants de côte
- 6 P. 6 J/r p. (1.99 m.)
- 3 P. 6 i/i p. (1.07 m.) 35 P. 6 p. (10.82 m.)
- 10 P. 1 3/4 p. (3.09 m.) 9 P. 6 p. (2.89 m.)
- Données générales :
- Poids de la partie supérieure du wagon Poids des bogies.....................
- 13,610 liv. (6.17 t.) 14,640 liv. (6.37 t.)
- Tare totale.
- 28,250 liv. (12.54 t.)
- Limite de la charge uniformément répartie . 110,000 liv. (50.00 t.) Charge maximum concentrée sur une longueur de 5 pieds (1.52 mètre) vers le milieu . 50,000 liv. (22.70 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge = 79.5 pour cent.
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-
-
- V
- 174
- Fig. 16. — Wagon à minerai, à portes latérales basculantes, entièrement en acier. Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- Principales dimensions :
- Hauteur de l’extrémité supérieure de l’arbre.
- de frein au-dessus du rail 9 P. 6 Vï P . (2.91 m.
- Hauteur depuis le rail jusqu’à la partie
- supérieure de la caisse 9 P. (2.74 m.
- Longueur entre les traverses extrêmes . . 22 P. Vi P- (6.71 m.'
- Longueur intérieure 20 P. 4 p. (6.20 m.
- Longueur des haies des trappes .... 6 P. 8 p. (2.03 m.
- Largeur entre les montants de côté . . . 8 P. 6 p. (2.59 m.
- Largeur intérieure 7 P. 11 1h F . 12.43 m.
- Largeur des baies des trappes 3 P. 6 P- (1.07 m.
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords . . 692 pieds^ (19.6*1
- Capacité en volume avec 10 pouces (25f millimètres) d’entassement moyen................ 827 pieds15 (23.L
- Poids de la caisse................. . 16,000 iiv. [”.&
- Poids des bogies .......................... 16,000 liv. pi-
- Tare totale. . . 32,000liv.(H-5Î'!
- ...-------=3
- Limite de charge........................................... 110,000 liv. (50.® I
- wagon sous charge = 77.4 pour cent.
- par paires au moyen de chaînes placées à l’extt>rl?4 qu’il ne'puisse pas se J)l0(lf4
- Rapport de la charge utile au poids total du
- Ce wagon se vide pour ainsi dire complètement. Il a quatre portes, manœuvrées
- du chargement, aux extrémités de chaque paire de portes. Le mécanisme est construit 'de manière de torsion anormale de l’arbre des chaînes et que les portes se ferment au niveau des deux faces latérales.
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- V
- 175
- Fig. 17. — Wagon plate-forme à châssis en acier. Tonnage inscrit : 80,000 livres (36.3 tonnes).
- Principales dimensions :
- Il-mteur de l’extrémité supérieure de l’arbre
- de frein au dessus du rail................
- Hauteur depuis le rail jusqu’à la surface du
- plancher......................... . . .
- Longueur entre les traverses extremes . .
- Largeur du plancher.........................
- Irii-ueur y compris les étriers de fixation des "ranchers ..................................
- 5 P. 8 s/g p. (1.74 m.)
- 3 P. 11 i/1Bp. (1.20 m.) 40 P. 4 p. (12.29 m.)
- 8 P. 10 p. (2.69 m.)
- 9 P. 6%p. (2.90 m.)
- Données générales ;
- Poids de la plate-forme..................... 17,980 liv. (8.16 t.)
- Poids des bogies............................ 14,220 liv. (6.45 t.)
- Tare totale. . . 32,200 liv. (14,611.)
- Limite de charge.........................88,000 liv. (40.00 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon....................................73.3 pour cent,
- Ce wagon a ses flèches centrales et ses brancards formés de plats et de cornières, avec pièces intermédiaires en acier embouti. Le tonnage inscrit est de 80,000 livres (36.3 tonnesj et le châssis est étudié pour porter une charge concentrée au milieu, sur une hase de 5 pieds (1.52 mètre), de 60,000 livres (27 tonnes). L’emplacement des pièces intermédiaires et des brides de ranchers est tel que l’on puisse employer des parois amovibles pour faire usage d’engins de déchargement. L’arbre du frein à main est du type oscillant et peut donc être manœuvré quand le ehargement'empécherait, avec le système ordinaire, l’emploi du frein à main.
- Fig. 18. — Wagon-tombereau de service général, entièrement en acier (16 trappes). Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- ;p. 10 i/a 1>- (1.18 m.)
- 3]).
- 6 p.
- (0.69 m.) (0.46 m.)
- Principales dimensions :
- J-argeur des trappes- . a P 11 l' t> '1 20 m ’
- •wgueur des trappes. ’. (..................3 - ' - s P’
- auteur des trappes entre les bogies’. ~
- hauteur <io . au-dessus des bogies .
- •le frein nn eWemite supérieure de l’arbre
- Ilauten • ,i d-eSSUS du rail...............
- supérieure de U r-Ul iusqu’!‘ la Partie Han en,. n e • 1:1 ««sse................
- T s«l>êriefee 11?aisse “3USqU’à la partie |-;>»|ulür huérièlretl'aVerSeS s**1*™8 ’• ’ hnrgeur imér1e\lrem0U"taatS de ^ '•
- 2 P. 1 P.
- 9 P.
- 1/4 P- (2.75 m.) 8 P. 61/4 P. (2.60 m.)
- 2 p.
- 4 P. 37 P. 36 P.
- he wa
- (1.27 m.) (11.28 m.) (10.97 m.) 10 P. 21/4 p. (3.10 m.) 9 P. 6 8/4 p. (2.91 m.)
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords . Capacité en volume avec 10 pouces (254 millimètres) d’entassement moyen ....
- Poids de la caisse . ....................
- Poids des bogies.........................
- Tare totale.
- 1,402 pieds" (39.7 m")
- 1,089 pieds3 (47.3 m3)
- . 24,550 liv.'11.141.)
- . 15,950 liv. (7.24 t.)
- . 40,500 liv. (18.38 t.)
- Limite de charge........................... 110,000 liv. (50.00 t.)
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge...........................73.2 pour cent.
- se déchlutœam^^-dessus est du type dit de service général; il peut être employé comme wagon-tombereau ordinaire ou comme wagon tombereatiV n r les côtés, et convient donc pour tous les genres de chargements ordinairement transportés dans des wagons-
- C« "’agons soin cdeStWag°US à trémics.
- ^xtrémitês du ruits ave? c*es trappes dans toute leur longueur, comme le montre la figure, ou avec le plancher fixe entre les Jes trappes referm^11 eVes P*vots> suivant les besoins. Dans le premier cas, tout le chargement de coke ou de houille peut être vidé, et rpcouiiu supérieur^e*S’ iRS un temps de quatre minutes. Les trappes sont mauœuvréçs à l’aide de l’arbre dit à cheminement, qui a été 1 u tous tes autres mécanismes pour cet usage, et les trappes, une fois fermées, ne peuvent pas s’ouvrir accidentellement.
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- V
- 176
- Fig. 19. — Wagon à ballast. —Tonnage inscrit : 100,000 livres (45.35 tonnes).
- Principales dimensions :
- Hauteur depuis le rail jusqu’à la partie
- supérieure de la caisse................
- Longueur entre les traverses extrêmes . .
- Longueur intérieure.....................
- Longueur des baies des trappes . . . .
- Largeur entre les montants de côté . . .
- Largeur intérieure.......................
- Largeur des baies des trappes...........
- Données générales :
- Capacité en volume au niveau des bords. .
- 8 P. 3 p. (2.51m.)
- 40 P. (12.19 m.)
- 32 P. 7 t/4 p. (9.94 m.) 23 P. 10% p. (7.28 m.)
- 9 P. 4 p. (2.85 m.) 8 P. 81/2 P- (2.65 m.) 1 P. 2i»/16p. (0.38 m.)
- 1,250 pieds8 (35.4 m8)
- Capacité en volume avec 10 pouces (254 mil-
- limètres) d’entassement moyen .... 1,487 pieds8 (42.1uf
- Poids de la caisse............................... 21,300 liv. (9.671
- Poids des bogies................................. 15,030 liv. (6.82{
- Tare totale . . 36,330 liv. (16.491,
- Limite de charge................................. 110,000 liv. (50.001;
- Rapport de la charge utile au poids total du wagon sous charge ....... 75 pour cent.
- Pour les matières légères employées comme ballast, ce wagon peut être muni de rehausses permettant de lui donner
- sa capacité de chargement intégrale.
- Fig. 20. — Wagon-citerne en acier. — Tonnage inscrit : 80,000 (36.3 tonnes). Capacité inscrite : 8,000 gallons (30.25 mètres cubes).
- Principales dimensions :
- Hauteur de l’extrémité supérieure de l’arbre
- du frein au-dessus du rail...............
- Hauteur du tablier au-dessus du rail . . .
- Hauteur de l’axe du réservoir au-dessus
- du rail.................................
- Diamètre intérieur du réservoir au milieu. Longueur d’axe en axe des rivets à la génératrice supérieure........................
- 6
- 3
- P.2s/sP. P.6 3/4p.
- (1.89 m.) (1.09 m.)
- 7 P. 5i5/1(ip. (2.285 m.) 7 P. 2 p. (2.18 m.)
- 26 P. 4 p. (8.03 m.)
- Largeur entre les brancards
- Largeur totale............
- Données générales : Poids du réservoir. . . .
- Poids du châssis .... Poids des bogies ....
- Tare totale. . .
- 9P.($Ï
- 10 P-t3**'
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- '4 [° ? .9 ,q„o .o. o Lo <> a < L j> i. i rzrttrzrrrarr '
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- Fig. 23.
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- 181
- En 1895, on construisit le wagon reproduit par la figure 26 : ce fut un des premiers du type à trémie dit à déchargement automatique.
- En 1897, la Schoen Pressed Steel Car Company construisit les premiers wagons du type représenté par la figure 27 : on remarquera qu’il se rapproche beaucoup du wagon en bois reproduit dans la figure 26.
- Depuis 1897 jusqu’à ce jour, l’emploi de l’acier pour les pièces de détail et pour l’ensemble des wagons à marchandises s’est étendu rapidement, la création de nouveaux types et le perfectionnement de la construction ont donné naissance à une grande industrie.
- Effectif des wagons en acier et à châssis en acier. — En douze ans, les grandes fabriques de wagons ont construit environ 311,000 wagons entièrement en acier et 242,000 wagons à châssis en acier; ces effectifs se décomposent comme suit :
- Wagons entièrement en acier.
- Wagons couverts......................................................... 18
- — tombereaux, à trémie, à caisse basculante, à minerai
- et à coke.......................................... 299,425
- — citernes.................................................... 7,250
- — plates-formes, à bois et divers............................ 4,375
- Wagons à châssis en acier.
- Wagons couverts................................................. 125,403
- — réfrigérants................................................ 1,821
- — à bestiaux et à coke...................................... 16,797
- — tombereaux, à trémie, à ballast, à minerai et à caisse
- basculante ........................................... 75,463
- plates-formes.............................................. 21,139
- — divers. .................................................... 1,214
- Il convient d’y ajouter les wagons construits par les maisons de moindre importance et ceux construits par les différentes compagnies de chemins de fer dans leurs propres ateliers. D’après les chiffres connus, on peut estimer à un peu plus de 500,000 le nombre total de wagons en acier ou à châssis en acier en service sur les chemins de fer américains; ce nombre représente environ 20 à 22 p. c. de l’effectif du matériel à marchandises en service.
- On a construit et mis en service tant d’espèces différentes et tant de types de chaque espèce de wagons en acier ou à châssis en acier que nous nous contenterons, dans cet exposé, de donner les figures 6 à 20 comme représentant quelques-uns des types employés par les divers chemins de fer américains, en ajoutant des renseignements un peu plus complets sur les wagons du « Pennsylvania Rail--r°ad », auquel nous appartenons.
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- V
- 482
- Actuellement, le matériel à marchandises du « Pennsylvania » forme un effectif •de 243,809 wagons, se décomposant comme suit :
- — Wagons en bois. Wagons à châssis en acier. Wagons en acier. Total
- Wagons couverts . 47,963 31,362 79,325
- — réfrigérants .... 2,795 2,724 5,519
- — à bestiaux 3,150 1,659 4,809'
- — tombereaux 30,655 17,917 24,522' 73,094
- — à trémie 17,591 39,596 57,187
- — à coke 7,470 6,822 14,292 .
- — plates-formes 1,701 3,526 5,227
- — citernes ....... 525 525
- — à chaux 49 49
- — à charbon de bois .... 65 65
- — à caisse basculante .... 571 571
- Fourgons de service 3,146 3,146
- Total. . . ' 115,681 53,662 74,466 243,809
- Le type, la disposition et les dimensions générales de quelques-uns de ces wagons sont indiqués dans les figures 23 à 39, qui serviront, avec les photographies déjà mentionnées, à donner une idée très nette de la construction des wagons en Amérique : en effet, les wagons de tous les chemins de fer se rapprochent beaucoup, comme disposition et comme dimensions, des types que nous reproduisons ici.
- A titre d’exemple de la construction de détail, nous joignons les dessins suivants :
- Figure 21 : Plan d’ensemble et coupes transversales d’un châssis en acier pour wagons couverts, wagons à bestiaux et wagons réfrigérants d’un tonnage inscrit de 100,000 livres (43.33 tonnes métriques). La caisse est en bois.
- Figure 22 : Plan d’ensemble et coupe transversale d’un châssis en acier pour wagons-tombereaux et plates-formes de 100,000 livres (43.33 tonnes métriques). La figure représente un wagon avec plancher et parois en bois ; sous cette forme, il était destiné initialement au transport de grosses poutres en acier, de matériaux de ponts et de bâtiments, de tuyaux en fer et de lourdes machines.
- Figure 23 : Plan d’ensemble et coupes transversales d’un wagon à trémies, entièrement en acier, du type à déchargement automatique, de 100,000 livres (43.33 tonnes métriques) de capacité. Les wagons de ce genre sont employés surtout au transport du minerai de fer, de la houille, de la pierre calcaire et d’autres matières pondéreuses ; tout le contenu peut être déchargé par les trappes du fond.
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-
-
- S1 o".
- S'-3“-
- -à-5% WIDTH IN51DE
- t Capacité en volume ( Caisse...................
- (houille). | Entassement...................
- Capacité totale. . .
- 966.5 pieds3 (27.4 m3) Tonnage 162.0 - (4.6 - ) Tare .
- 1,128.5 pieds» (32.0 m»)
- Fig. 25.
- 60,000 livres (27.21.) ; 26,700 - (12.1 1.)
- /00000 LB. CAB
- Wagons
- de 70,000 livres (31.8 t.). Wagons
- de 100,000 livres (45.351.).
- Capacité en volume . . 926 pieds3 (26.2)m3)
- Tonnage................. 70,000 livres (31.8 t.)
- Capacité en volume . . 1,221 pieds3 (34.6 m») Tonnage ................ 100,000 livres (45.35 t.)
- Poids du wagon'f1)........................................ 36,200 livres (16.4 t.)
- — d’un bogie........................................... 5,900 — & (2.7*t.)
- — du wagon (2)........................................ 40,200 — (18.2 t.))
- — d’un bogie........................................... 7,900 — (3.61.)
- — du wagon (»)........................................ 39,000 — (17.71.)
- Fig. 26.
- Explication des termes anglais : Between sills = Entre les traverses extrêmes. — Face to face of draw bar = Entre les faces des barres d’attelage. Length inside = Longueur intérieure. — (J\ er end sills == En dehors des traverses extrêmes. — Width inside = Largeur intérieure.
- OO
- OS
- (!) Avec côtés de 5 pieds 8 pouces (1.42 mètre) et du fer sur le grand plan incliné.
- (2) — — 5 — 11 - (1.80 — ) - — - -
- (») — — 5—11 — (1.80 — ) et sans fer sur le grand plan incliné.
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-
-
-
- ' 'r—3-9-
- ~2Z-3"tRUC.K CENTER3
- -Z7-9" WHEEL BASE ----
- -32-3" O VER FRAME —-3Q'~S"INSIDS --------
- Capacité jen volume .............................. 1,693 pieds» (47.9 m») I Poids du wagon........................Z................... 39,000 livres (17.7 t.)
- Tonnage...........................................lOO.OOOLlivres (45.4 t.) | — d’un bogie...................................... 7,900 — (3.6 t.)
- Fig.< 27.
- ô'-n"
- 33 -fl"
- ii|[
- 9-11? EXTREME
- S -A') NS IDE WIOTIi
- 34 - / "
- 37-4"
- 35-Os nsi de length----------
- . . . 1,021 pieds» (28.9 m»)
- ... 275 pieds2 (25.6 m2)
- !,700 livres (13.0 t.) >.800 — (2.6 t.)
- 1,000 — (27.2 t.)
- Poids du wagon .
- — d’un bogie Tonnage. . . .
- Capacité en volume , Surface du plancher,
- Fig. 28.
- lZoctilication des termes anglais : Tîorty = Caisse. — Extrême = Largeur extrême. — Frarae = Entre brancards. — Tuside lentftb =s Longueur intérieure.
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-
-
- 33- O "
- -35 7"-
- -33 '-ô ’)ri51 DE LENQTti
- Surface du plancher Capacité enfvolume.
- 32,500 livres (14.74 t.' 7,300 — (3.3 t.'/ 80,000 - (36.3 t.l
- 275 pieds2 (25.6 m2) 1,038 pieds3 (29.4 m3)
- Poids du wagon — d’un bogie Tonnage . . .
- Fig. 29.
- -9-4." eoOY -----
- 9 '-Q'ENO 5ILL-—
- 9‘-/0“exTREM£ ---
- -9 -3k "iHJIDE ---
- -30'-û"tRUCK CJEMTER5
- 35-6" WHEEL e>A5E
- 40*-0" E/y O 31 LL
- -3â'-2kg" LE/SCfTH I/S5I0E
- 355 pieds2 (33 m2)
- . . 1,331 pieds3 (37.7 m3)
- 38,500 livres (17.45 t.)
- 7,900 - (3.6 t.)
- .00,000 - (45.35 t.)
- Surface du plancher Capacité en volume.
- Poids du wagon — d’un bogie Tonnage . . .
- Fig. 30.
- Explication des termes anglais : Inside length = Longueur intérieure. — Extrême = Largeur extrême. — Truck centers = I)’axe en axe des bogies. — Wiieel base = Empattement. End sill = Entre traverses extrêmes. — Face to face of draw bar = Entre les faces des barres d’attelage. — Body = Caisse. — Inside = Intérieure.
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-
-
- JS '-O" /N3!DE LSnOTH
- Surface du plancher Capacité en volume.
- FF. . 275 pieds2 (25.6ïm2) < Poids du wagon
- . 703 pieds3 (19.9 m3) i — d’un bogie I Tonnage . . .
- 26,800 livres (12.15 t.) 5,800 — (2.6 t.)
- 60,000 - (27.2 t.)
- Fig. 31.
- -Jâ-6 WHEEL. 3A^>e
- ----33lo"tbuck cemtbrs-------------
- —43’-Q"OVEZ Eno 5/LL5 ----------
- ---44'-//£" FACE TO FACE O F DBA V'L- BAR
- ---------40-3“/NE IDE -------------
- Poids du wagon.
- — d’un bogie Tonnage .
- Fig. 32.
- Surface du plancher. . Contenance de la caisse . "Volume de l’entassement .
- 356.6 pieds2 (33.1 m2)
- 891.5 pieds3 25.24 m3)
- 356.6 — (10.10 m»)
- 46,700 livres (21.2 t.)
- 7,900 - (3.6 t.)
- 100,000 (45.35 t.)
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-
-
- -es-<9j I NSI DE LENQTH OF 9O0Y
- Surface du plancher . Contenance en volume
- Tonnage.............
- 247 pieds* (23.0 m*) 1.857 pieds* (52.58 m») ( [50,000 livres (22.7 t.)
- I 60,000 — (27.2 t.
- Poids du wagon — d’un bogie
- 25,700 livres (11.65 t.) 30,800 — (14.0 t. 4,600 - (2.1 t.) 5,850 — (2.65 t.)
- Fig. 33,
- S -6-
- 3o'-o"truck centers
- 35 -<o" WHEEL BASE
- — 3-9"END SILL-
- 40- O'' END SILLS
- S-10 EXTREME
- 9'-3 2 / /SS IDE B O O Y
- FACE TO FACE OF DRAW BAR
- -33-22 CENCÿTH INS IDE - RAC H p BODY
- 355 pieds* (33.9 m*) | I Poids du wagon
- 3,192 pieds» (90.4 m») 1 — d’un bogie
- Surface du plancher . Contenance^en volume
- 44,400 livres;(20.14 t.) 7-7,900 5 (3.6 t.
- 100,000 —! (45.35 t.
- Fig. 34.
- 187
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-
-
- 10 - 0
- —s-o-
- a-o" 1-----------,
- -9-Sg" b>odv —
- — FRAME -
- 10-0 "EXTREME — -&‘-4j?"/MSIOE w/ot>
- ----32-0 TRUCK (ZESTE RS --
- ----3~7'-<ô" WHEEL. 3AOE --
- --- 42 ~ û" FRAME --
- --- 43-//“FACE Tû FACE OF DRAW BAR
- --- 4û'-2i" !N5IOE UESQTH —
- 52,000 livres (23.6 t.J
- 3,123.5 pieds8 (88.44 m8) 100,000 livres (45.35 O
- Poids du wagon , Poids d’un bogie
- Capacité en volume . Tonnage ..............
- Fig. 35.
- -40 -2 "/SOIDE LEHqTH
- -J2-0'TRU<ZK (ZESTERO
- -S7-S" WHEEL BAOE
- 42-0" EH O
- /0-/§ EXTREME-
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-
-
- Surface du plancher.................................... 274 pieds2 (25.2 m2)
- Capacité en volume..................................... 1,947 pieds3 (5.13 m3)
- Tonnage.........................................' . 60/09 livres (27.2 t.)
- Poids du wagon.........................................50,200 — (13.7 t.)
- — d’un bogie......................................... 5,850 — (2.65 1.)
- Fig. 37.
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-
-
- é'-S>
- —/û'-/J; BXT RE ME WIDTH
- -----ô'-<£>" INSIDE WIDTH
- -38-6 FRAME —
- 4Û‘-Ss DRAW HEADS
- 36‘-Q inside leakjth
- Surface du plancher . Capacité en volume .
- 306 pieds8 (28.2 m2) 2,448 pieds8 (69.32 in8)
- Poids du wagon — d’un bogie, Tonnage. . .
- 44,300 livres (20.11.) 7,900 - (3.6 t.)
- 100,000 - (45.35 t.)
- <
- Fig. 39.
- Explication des termes anglais : Draw heads = Entre têtes d’attelage. — Extrême width = Largeur extrême. — Frame == Entre brancards. Inside length =’Longueur intérieure. — Inside width = Largeur intérieure.
- /3-2\
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-
-
- V
- 191
- Des wagons de ce type général sont beaucoup employés par tous les chemins de fer ayant un trafic important de matières minérales.
- Figure 24 : Plan d’ensemble et coupes transversales d’un wagon entièrement en acier, de 100,000 livres (45.35 tonnes métriques), spécialement étudié en vue du transport de coke, mais convenant aussi pour le minerai, la houille, la pierre calcaire, etc.
- Afin de faciliter le déchargement du coke, on a prévu une grande surface en ouvertures. On a aussi construit des wagons de ce type ayant trois groupes de trappes au lieu de quatre. La surface utilisable pour le déchargement est d’environ 84 pieds carrés (7.8 mètres carrés) dans les wagons à quatre ouvertures et de 72 pieds carrés (6 7 mètres carrés) dans les wagons à trois ouvertures.
- Qualité de Vacier. — Nous avons dit qu’il y a environ douze ans, l’acier n’entrait dans la construction des wagons à marchandises que pour les essieux, les ressorts et les attelages, ainsi que, sur un nombre relativement faible de wagons, pour les châssis de bogies, les sommiers de caisse, les traverses de bogie et les brides de montants, tandis qu’à l’heure actuelle l’acier est employé, sur une plus ou moins grande échelle pour presque toutes les pièces d’un wagon.
- Le fer forgé est employé pour les bielles de frein et les chaînes d’arbre de frein, et la fonte ordinaire ou la fonte malléable pour les boîtes de graissage et les petites pièces moulées : cependant, dans un très grand nombre de cas l’acier moulé supplante le fer forgé, la fonte ordinaire et la fonte malléable.
- Pour les profilés et les tôles embouties ou matricées, on emploie un acier répondant approximativement aux conditions suivantes :
- Acier sur sole.
- 52,000 à 67,000 livres (36.5 à 47 kilogrammes par millimètre carré).
- .................................29 à 22 p. c.
- .................................0.05 p. c.
- Quand il s’agit d’acier moulé, les prescriptions ci-après sont jugées rationnelles :
- Résistance à la traction, environ . . . 70,000 livres par pouce carré (49 kilogrammes par
- millimètre carré).
- Allongement, environ....................................................15 p c.
- Tous les moulages doivent être recuits avec soin.
- Dépense d’établissement des wagons. —- Il est impossible d’établir une comparaison exacte de la dépense de premier établissement des wagons en acier et des wagons en
- 01S’ car tous les wagons que l’on a construits en acier sont beaucoup plus robustes, au P°lnt de vue de la disposition étudiée et de l’exécution, que les wagons en bois.
- Résistance à la traction .
- Allongement................
- Teneur en phosphore, au plus
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- On ne connaît donc pas les prix des deux types, pour une résistance exactement équivalente. Il est incontestable que le surcroît de dépense d’établissement du wagon en acier est dû en partie à l’augmentation de la résistance plutôt qu’à la substitution de l’acier au bois. D’autre part, les fluctuations des cours donnent lieu à des écarts.
- On peut admettre que les wagons entièrement en acier coûtent de 25 à 50 p. c. plus cher que les wagons en bois : la proportion varie avec les écarts autorisés dans la résistance de la construction.
- Tous les wagons en acier à trémie, analogues à ceux des figures 23 et 27, ont été construits moyennant une dépense de 900 dollars (4,500 francs), tandis que le wagon en bois de la figure 26 coûte environ 700 à 750 dollars (3,500 à 3,750 francs).
- A mesure que les ressources en bois diminuent, son prix augmente, et dès maintenant le bois de la qualité dont on se servait autrefois dans la construction du matériel roulant se vend à un prix prohibitif, qui oblige à recourir à une qualité inférieure.
- La différence entre le prix des wagons en acier et en bois se modifiera certainement en faveur des premiers, à cause de la hausse du bois et de la diminution que pourra subir le cours de l’acier par suite du perfectionnement rapide des différents procédés de fabrication.
- Frais d'entretien. — Le « Bessemer & Lake Erie Railroad », qui emploie des wagons en acier depuis 1897, a tenu des statistiques pour déterminer la dépense moyenne d’entretien des wagons en bois, d’un côté, des wagons en acier de l’autre. Nous emprunterons aux rapports annuels de cette compagnie les chiffres suivants :
- Année.
- 1905 .
- 1906 .
- 1907 .
- 1908 .
- Frais d'entretien moyens, annuels par wagon. Wagons en bois.
- 71.14 dollars (355.70 francs)
- 94.11 — (470.55 — )
- 118.50 — (592.50 — )
- 53.06 — (265.30 — )
- Wagons en acier.
- 27.83 dollars (139.15 francs), 30.74 — (153.70 — ).
- 39.21 — (196.05 — . )
- 32.11 — (160.55 — )
- Les wagons dont il s’agit ici sont du type entièrement en acier.
- Ces renseignements sont les plus authentiques que l’on possède à l’heure actuelle en ce qui concerne la dépense d’entretien relative des wagons en bois et en acier, car beaucoup de chemins de fer n’ont pas tenu de statistiques séparées des frais relatifs aux wagons en acier et en bois, et sur d’autres lignes les wagons en acier ne sont pas en service depuis assez longtemps pour que les résultats obtenus puissent entrer dans une comparaison.
- Nos observations et évaluations personnelles viennent à l’appui des chiffres cite8 plus haut et pouvant être résumés comme suit : les wagons entièrement en acier
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- donnent lieu à environ 30 dollars (130 francs) de frais d’entretien annuels par wagon, contre 60 dollars (300 francs) pour les wagons en bois.
- Durée des wagons en acier. — 11 est évident qu’une période de douze années de service n’est pas suffisante pour réunir des données sur la durée probable des wagons en acier ou des pièces en acier des wagons mixtes.
- La visite minutieuse, pendant onze ans, d’un wagon à trémies servant à transporter de la houille et du minerai, ne suffit pas pour permettre d’établir des pronostics sur sa durée totale, car l’usure est à peine appréciable.
- Les wagons en bois étaient souvent avariés en service à un tel point que les frais qu’aurait nécessités leur remise en état n’étaient pas justifiés. Depuis l’adoption de la construction en acier, il est arrivé très rarement qu’un wagon subisse des avaries assez graves pour qu’il ait paru inutile de le réparer.
- Sur l’ensemble des wagons à marchandises en acier ou à châssis en acier du « Pennsylvania Railroad», dix-huit seulement de la première catégorie (entièrement en acier) et 126 de la seconde (à châssis en acier) ont été démolis dans l’espace de onze ans, et la plupart de ces cas se sont produits sur d’autres chemins de fer qui ne disposaient pas des moyens d’actions nécessaires pour faire les réparations; pendant la même période, environ 20,000 wagons en bois ont été démolis à la suite d’avaries subies en service.
- Le nombre de wagons en acier et à châssis en acier démolis chaque année a été le suivant :
- ANNÉE. Effectif des wagons au 31 décembre. Nombre de wagons démolis dans l’année.
- Entièrement en acier. À châssis en acier. Entièrement en acier. A châssis en acier.
- 1898 1,371
- 1899 .... 2,838 3
- 1900 . . 4,838 3
- 1901 . 9,119 2,174
- 1902 . 17,660 16,536 i 4
- 1903 . 26,331 24,084 3 10
- 1904 . . 29,129 26,964 9 11
- 1905 . . . 39,460 32,827 1 5
- 1906 . 64,531 44,456 32
- 1907 . . 74,582 51,426 2 42
- 1908 . 74,814 57,200 2 22
- Total. ... 1S 126
- Tonnage et capacité. — Les comparaisons du tonnage et de la capacité en volume des wagons en acier, ou à châssis en acier, et des wagons en bois, avec leur tare, accusent un avantage considérable en faveur des wragons en acier.
- Grâce à l’emploi de wagons de plus grande capacité, le rapport du chargement uble à la charge totale a généralement progressé. L’effet de l’emploi de plus grands
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- Tableau A.
- Tare et tonnage des wagons en acier, des wagons à châssis en acier et des wagons en bois.
- Tonnage inscrit, en livres (en tonnes métriques).
- Matériaux.
- Charbons.
- 66,000
- 60,000
- 110,000
- 72,540
- 40,200
- 100,000
- Wagon à trémie.
- 110,000
- 99,320
- 39,000
- 100,000
- Acier.
- 39,000
- 110,000
- 66,000
- 63,800
- 60,000
- (13.00)
- W agon ouvert
- 64,700
- 1,244
- 33,000
- marchandises.,
- 110,000
- 83,044
- 100,000
- Acier.
- 66,000
- 26,800
- 60,000
- Wagon ouvert ( Acier.
- à j
- marchandises. Châssis en acier.
- 110,000
- 46,700
- 100,000
- Cokes
- 61,260
- (27.80) 103,740
- (47.10)
- 102,180
- (46.40)
- 85,500
- (38.80)
- 66,000
- 30,800
- 60,000
- Wagon à coke avec
- haussettes.
- 110,000
- 44,400
- 100,000
- Acier.
- 110,000
- 3,406
- 52,000
- 100,000
- Acier.
- Wagon à coke, j
- 110,000
- 45,600
- 100,000
- 66,000
- 30,200
- 60,000
- Bois.
- Wagon fermé à
- marchandises..
- 35,000
- 80,000
- (57.50)
- 110,000
- 44,300
- 100,000
- Châssis en acier.
- fl. 120 mètre). — (s) 'Wagons à parois de 30 pouces
- «O
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- 9:l-95‘9-»*9 5*9S-97-9.3-9p-0D'0-
- •02-03-04-05-06-C7-08-I
- Les valeurs correspondantes de 1890 sont prises comme unité.
- Fig. 40 — Wagons à marchandises do « Pennsylvania », lignes à l’ouest de Pittsburgh, tonnage et poids moyens.
- ----- Tare moyenne des wagons.
- ----- Tonnage moyen des wagons.
- ..... Chargement moyen des wagons sous charge,
- ----- — — de tous les wagons en service.
- T .... “T f - 31 Tffl
- jl ....
- il T
- F at o y .... .... -
- YEAR CAPY. WT. RATIO
- sn 4Q
- I890 I 891 1692 1893 1894 1895 1896 1897 1898 1899 1900 1901 1902 1903 1904 1905 1906 1907 1908 1909 1910 1911 1912 tons 24. 19 24.64 24.89 25.29 25.50 26.39 26. 62 26. 72 S.7.5LO 28.99 30.60 31.45 33. 62 35. 15 36.05 37.82 40.09 40.87 41.40 tons 12.37 12.53 12.64 12.78 12.88 13.32 13.42 13.48 13.62 14. 16 14.58 14.90 15.64 16. 15 1-6.70 17.21 18.03 18.23 18.40 % 51. 13 50.85 50.78 50.53 50.50 50.47 50.41 50.44 50.07 48.84 47.64 47.37 46.51 45.94 46.32 45.51 44. 98 44.61 44.44
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- Fig. 41. — Wagons à marchandises du « Pennsylvania », lignes à l’ouest de Pittsburgh, tonnage et poids moyens.
- Explication des termes anglais : Year = Année. — Capacity ou Capy = Tonnage. Weight ou Wt. = Tare. — Ratio = Proportion p. c. de la tare au tonnage.
- S6J
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- wagons en service pendant un certain nombre d’années est nettement indiqué par les figures 40 et 41, qui représentent les résultats obtenus sur une partie du réseau du « Pennsylvania Railroad ». La figure 40 montre graphiquement la tare moyenne par wagon, le tonnage moyen par wagon, le chargement utile par wagon sous charge et le chargement utile par wagon sous charge pour chaque année depuis 1890, en prenant pour terme de comparaison ces différentes valeurs en 1890. Ce diagramme accuse une progression de 67.6 p. c. de la charge utile moyenne par wagon en 1907, année où les chemins de fer atteignirent, en Amérique, leur rendement maximum, par rapport à la charge utile moyenne en 1890.
- Tandis que la charge utile moyenne par wagon a augmenté de 67.5 p. c., la tare moyenne des wagons employés en 1907 n’est en augmentation que de 47.5 p. c. sur ceux en service en 1890.
- La figure 41 montre, sous forme de tableau et de graphique, le tonnage moyen, la tare moyenne et le rapport de la tare au tonnage des wagons des « Pennsylvania Lines West of Pittsburgh » pour chaque année de 1890 à 1908 inclus. Elle indique nettement la diminution survenue dans la proportion entre le poids mort et la capacité de chargement.
- Tableau B.
- Figure. Désignation. Matériaux de construction. Capacité en livres par pied courant (en tonnes métriques par mètre courant de voie occupée. Capacité en pieds cubes par pied linéaire (en mètres cubes par mètre courant) de voie occupée. Livres de poids par pied cube (tonnes métriques par mètre cube) de capacité.
- 25 Wagon à trémie. Bois. 1,983 (2.95) 372.9 (34.7) 23.6 (0.378)
- 26 — — — 3,150 (4.69) 439.4 (40.9) 28.8 (0.461)
- 27 — — Acier. 2,920 (4.35) 559.0 (52 0) 20.4 (0.327;
- 33 Wagon à coke avec ridelles. Bois. 1,782 (2.65) 603.6 (56.1) 15.1 (0.242)
- 34 — — Acier. 2,381 (3.54) 823.3 (76.6) 12.8 (0.205)
- 35 Wagon à coke. — 2,277 (3.39) 775.6 (72.1) 15.3 (0.245)
- 36 — — — 2,273 (3.39) 647.8 (60.2) 16.0 (0.256)
- 28 Tombereau. Bois. 1,607 (2.39) 328.7 (30.6) 23.4 (0.375)
- 29 — — 2,143 (3.19) 333.2 (31.0) 26.5 (0.425)
- 30 — Acier. 2,381 (3.54) 380.3 (35.4) 25.2 (0.404)
- 31 — Bois. 1,607 (2.39) 188 3 (17.5) 38.1 (0.610)
- 32 — ' Châssis en acier. 2,222 (3.31) 198.0 (18.4) 52.4 (0.839)
- 37 Wagon couvert. Bois. 1,545 (2.30) 501.4 (46.6j 15.5 (0.248)
- 38 — — — 2,060 (3.07) 523 3 (48.7) 17.2 (0.276)
- 39 — — Châssis en acier. 2,469 (3 67) 604.5 (56.2) 17.3 (0.277)
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- Dans les grands terminus, dans les gares à marchandises et sur les embranchements industriels, la place occupée sur les voies par des wagons renfermant un tonnage donné de marchandises a de l’importance, et avec les wagons d’une plus grande capacité, la place nécessaire peut être notablement réduite. Le tableau B indique la capacité en livres et en pieds cubes, par pied linéaire de voie occupée.
- Ce facteur est particulièrement important dans le trafic des matières minérales, à cause de la place limitée ordinairement disponible aux mines, aux docks et aux hâïïtTfoïïrneaux.
- Comparaisons en service. — Train représentant la charge moyenne d’une locomotive. On a constaté par des essais que la résistance moyenne à la traction des wagons à marchandises circulant à petite vitesse sur une voie en palier varie avec les wagons de différents poids, et bien que les résultats obtenus dans différents essais présentent des écarts considérables, nous admettrons que les résistances données dans les tableaux ci-après sont suffisamment exactes pour les comparaisons qui nous intéressent.
- Tableau G.
- Résistance en livres par tonne (en iiilogranmes}par tonne métrique) pour wagons à huit roues de différents poids. Faible vitesse. Voie en palier. .
- Poids du wagon en tonnes (en tonnes métriques) :
- 10 (9.07) 20 (18.14) 30 (27.21) 40 (36 28) 50 (45.35) 60 (54.43) 70 (63.50)
- Résistance par tonne en livres (en kilogrammes par tonne métrique) :
- S 14.9 (7.45) 8.0 (4.00) 5.7 (2.85) 4.5 (2.25) 3.8 (1.90) 3.4 (1.70) 3.0 (1.50)
- Tableau D.
- Charge remorquée moyenne. Wagons de différents poids.
- Locomotive développant un effort de 20,000 livres (9,000 kilogrammes) sur la barre d’attelage, à la vitesse de 15 milles (24 kilomètres) à l’heure. Voie en palier.
- année. Poids du wagon et du chargement, en tonnes (en tonnes métriques). Résistance par wagon, en livres (en kilogrammes). Nombre de wagons par train. Tonnes (tonnes métriques) par train. Rappoit de la charge utile au poids total. Mode de construction.
- Tare et chargement. Charge- ment.
- ! 1890 . 26.5(24.0) 167.0(76.75) 119 3,150(2,858) 1,677 (1,521) 53.2 Bois.
- j 1895 . 29.0 (26.3) 169.5(76.9) 118 3,420(3,112) 1,830(1,660) 53.5 — '
- ; i9oo ... 33.0 (30.0) 174.5(79.15) 115 3,795 (3,443) 2,120(1,923) 56.0 Mixte(bois et acier).
- 19ü5 , 39.0(35.4) 180.0(81.65) 111 4,340 (3,937) 2,425(2,200) 56.0 —
- 42.5 (38,5) 184.0(83.5) 109 4,620 (4,191) 2,650 (2,404) 57.2
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- VIEH'HT
- Fig. 42. — Résistance des wagons à marchandises de différents poids._
- Nota. — Résistance d’un wagon de 20 tonnes (18.01 tonnes métriques), sur voie))en palier et en alignement droit (moyenne de trois essais faits sur la division de Pittsburgh en 1907)„; 8 livres par]'tonne (4 kilogrammes par tonne métrique).
- Résistance d’un)) wagon de 72 tonnes (65.3 tonnes métriques) sur voie lente d’ordre inférieur (moyenne de 15 essais faits sur la division de Philadelphie, en 1907) ; 3 livres par tonne (1.5 kilogramme par tonne métrique).
- Explication des termes anglais : Total pull per pounds R = Effort total de traction par livre de R. — Résistance lbs. per ton on level = Résistance en livres par tonne, sur voie en palier. — Total pull per car on level = EfR>ft total par wagon, sur voie en palier. — Car factor = facteur du.wagon. — Weight per car = poids par wagon.
- La figure 42 reproduit ces renseignements sous forme graphique.
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- L’effet de cette différence de la résistance sur la charge utile par train est indiqué ci-après, en prenant les données compilées pour le diagramme (fig. 41) et en les combinant avec les résultats obtenus avec des trains composés de wagons ayant la tare moyenne et le chargement moyen relatés pour les années 1890, 1895, 1900, 1905 et 1907.
- Il résulte de ces chiffres qu’avec le wagon de plus grande capacité en service en 1907, une locomotive donnée peut remorquer environ 60 p. c. de charge utile de plus qu’elle n’aurait pu remorquer dans les wagons de plus faible capacité en service en 1890.
- Le tableau ci-dessus concerne la tare moyenne et le chargement moyen des wagons, il embrasse, bien entendu, tous les genres d’articles transportés, dont beaucoup nécessitent de la capacité en volume plutôt que de la capacité en poids. Aussi nous semble-t-il utile d’établir une autre comparaison de l’influence des wagons en bois et en acier sur la charge moyenne des locomotives en donnant des exemples de trains formés de wagons choisis. Ces trains représentent les résultats obtenus dans certaines régions sous des conditions de trafic intense.
- Nous choisirons, pour la comparaison, des trains composés comme suit :
- A. 1. Wagon à trémie, en bois, figure 25, chargé de houille.
- 2.
- — — 26,
- 3.
- en acier, — 27,
- B. 1.
- . en bois, — 25, chargé de minerai,
- en acier, — 27, — —
- — — 27 (roues en acier), chargé de minerai.
- 2.
- 3.
- C. 1. Wagon à coke à ridelles, en bois, figure 33, chargé de coke.
- 2.
- — en acier, — 34, —
- en acier, figure 35, chargé de coke. - — 36, — —
- 3.
- 4.
- Les wagons à coke, représentés par les figures 38 et 34, sont munis de petites trappes dans le plancher, tandis que ceux des figures 35 et 36 sont étudiés en vue du déchargement automatique, avec tôles inclinées, trappes et mécanisme d’ouver-ture des trappes, qui ajoutent à leur poids. Nous ne possédons pas les renseignements nécessaires pour établir une comparaison de wagons à coke à déchargement automatique, en bois, avec les wagons de ce type. Le tableau E donne les chiffres concernant la charge remorquée moyenne pour les types choisis de wagons; les calculs sont faits d’après la méthode employée pour obtenir les renseignements donnés dans le tableau D.
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- Tableau E.
- Charge remorquée moyenne. Wagons de différents poids.
- Locomotive développant un effort de 20,000 livres (9,070 kilogrammes) sur la barre d’attelage, à la vitesse de 15 milles (24 kilomètres) à i’heure. Voie en palier.
- FIGURE. Poids du wagon et du chargement, en tonnes (en tonnes métriques). Résistance par wagon, en livres (en kilogrammes). Nombre de wagons par train. Tonnes (tonnes métriques) par train. Rapport de la charge utile au poids total.. Mode de construction.
- Tare et chargement. Charge- ment.
- A. — Chargement de houille.
- 25 42.5 (38.55) 184.0(83.4) 109 4,620 (4,119) 3,200(2,902) 69.0 Bois.
- 26 56 0 (50.8) 199.0(90.26) 100 5,600 (5,080) 3,627 (3,290) 64.7 —
- 27 69.0 (62.60) 210.0(95 25) 95 6,550(5,942) 4,700 (4,264; 71.7 Acier.
- B. — Chargement de minerai.
- 25 46.5 (42.2) 188.0 (85.27) 106 4,925 (4,468) 3,500(3,175) 71.0 Bois.
- 27 74.5 (67.6) 219.0(99.33) 91 6,800,6,169) 5,000 (4,536) 73.5 Acier.
- 27 ..... . 80.0 (72.57) 225.0(102) 89 7,100 (6,441) 5,370(4,871) 76.0 -
- c. — Chargement de coke.
- 33 46.0 (41.7) 188.5 (85.5) 105 ' 4,825.(4,377) 3,240(2,939) 67.0 Bois.
- 34 74.0 (67.1) 218.5(99.1) 91 6,750,6,123) 4,725 (4,286) 70.0 Acier.
- 35 ...... j 77.0 (69.85) 221.0,100.2) 90 6,900 (6,260) 4,600(4,173) 67.0 —
- 36 ...... j 65.5 (59.4) 209.5 (95.0) 96 6,300 (5,715) 4,100(3,719) 65.0 —
- Afin de montrer que l’on tire parti, en pratique, de l’augmentation de charge réalisable avec les wagons en acier, nous reproduisons dans le tableau F un feuillet du livret des charges de locomotives des « Pennsylvania Lines West of Pittsburgh ».
- On remarquera qu’avec cette méthode de calcul des charges des locomotives, un nombre fixe de tonnes est ajouté au poids de chaque wagon pour compenser la diminution que subit la charge pouvant être remorquée à mesure que le nombre de véhicules contenant un poids donné augmente.
- Des méthodes de calcul des charges des locomotives, tenant compte de la différence de poids des wagons et, par conséquent, du nombre de wagons d’un train, méthodes analogues en théorie à celle indiquée plus haut, sont employées par beaucoup de chemins de fer américains; elles ne diffèrent que par les détails d’application et de forme de rédaction.
- Pour donner une idée de l’avantage que procure l’emploi de wagons de grande capacité, nous citerons l’exemple suivant :
- Pour le mouvement entre Austinburg et Conway, on emploie deux locomotives de la classe H 6a et un nombre suffisant de wagons à trémies, du type en bois représenté par la figure 25, et de wagons à trémies du type en acier représenté par la figure 27, chargés de minerai pour former deux trains. L’un des trains est compose de wagons en bois et l’autre de wagons en acier.
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- Tableau F.
- Pennsylvania Lines West of Pittsburgh. CHARGES DES LOCOMOTIVES. PETITE VITESSE. P. Y. & A. R. R.
- RÉSEAU nord-ouest MACHINES. Harbor-Austinburg. Austinburg-Conway.
- CLASSE. A B C D A B C D
- AVIS. G 31, G 3, 4e H 2a 675 625 575 475 1,900 1,775 1,600 1,325
- Les charges indiquées ci-après comprennent la résistance. En calculant le tonnage d’un train, il faut ajouter la résistance indiquée au poids de chaque 3c H 2 et H 2a 725 675 600 500 2,050 1,900 1,725 1,425
- G 3a, G 32, 2c H 2 et H 2a 750 700 625 525 2,125 1,975 1,775 1,475
- H 30, G 33, le H 2 et H 2a 800 750 675 550 2,275 2,125 1,900 1,600
- wagon (sous charge ou vide) du train. H 3a. H 3b 850 800 725 600 2,425 2,250 2,025 1,700
- Lorsque différentes charges sont données pour différents H 3c, Fl, G 4 1,000 925 850 700 2,825 2,625 2,375 1,975
- types de locomotives de la même classe, il faut veiller à choisir la charge qui convient. On appliquera toujours la charge A, sauf instructions contraires. Les chefs du service des trains H 4 1,250 1,150 1,050 875 3,500 3,250 2,950 2,450
- H 6a 1,375 1,275 1,150 950 3,900 3,625 3,275 2,725
- H 8a, H 28 1,475 1,375 1,225 1,025 4,175 3,875 3,500 2,925
- G 4a 1,125 1,050 950 775 3,175 2,950 2,675 2,225
- peuvent autoriser des dérogations au taux A pour faire face à des D 8a, D 9a, D 10a, 525 500 450 375 1475 1,375 1,250 1,025
- incidents imprévus, tels qu’une baisse de température, une tourmente de neige, une tempête, etc., mais ces changements ne resteront pas plus de vingt-quatre heures en vigueur sans l’autorisation formelle de l’inspecteur. D 9, D 10, G 30 600 550 500 425 1,700 1,575 1,425 1,200
- D 29 400 375 325 275 1,125 1,050 950 775
- E 2, E 2a, E 2b, E 2c E 28, E 29 825 775 700 575 2,350 2,200 1,975 1,650
- J 28 950 900 800 650 2,750 2,550 2,275 1,925
- K 28 1,150 1,075 975 775 3,250 3,000 2,700 2,275
- Inspecteur. Approuvé : Résistance, 5 tonnes ' par wagon. Résistance, 13 tonnes, par wagon.
- A. M. Schoyer, Inspecteur général. Direction Est. Direction Est.
- DIVISION D’ÉRIE ET D’ASHTABULA.
- ^ mon^re îue puissance de traction de la locomotive cl; e 3,900 tonnes, après rectification, entre les points en question,
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- résistance des wagons est de 13 tonnes par wagon : par suite, les trains seraient formés comme l’indique le tableau G.
- Tableau G.
- Comparaison de trains.
- TYPE DE WAGON. Nombre de wagons Poids du train, en tonnes Rapport de la charge utile à la charge totale. Matériaux de
- par train. Tare et chargement. Chargement. construction.
- Figure 25 66 3,030 2,140 70.5 Bois.
- 97 45 3,350 2,480 74.0 Acier.
- Différence ..... -21 +320 +340 +3.5
- Pour cent -32 + 10.5 + 16.0
- En d’autres termes, une locomotive donnée remorquerait, dans les wagons en acier, 16 p. c. de charge utile de plus que dans les wagons en bois, et pour transporter le tonnage, il faudrait vingt et un wagons de moins, dont il importe de considérer la dépense d’établissement, l’intérêt et les frais d’entretien.
- Sur beaucoup d’embranchements industriels, pour décharger le minerai des wagons, et dans les ports lacustres et maritimes où la houille est transbordée des wagons dans les bateaux, on a établi des engins servant à élever le wagon avec son chargement dans une benne qui se renverse ensuite pour vider le wagon; avec ce procédé, on peut décharger trente wagons en une heure.
- Non seulement les wagons en acier résistent mieux que ceux en bois à l’usure qui résulte du service, mais, grâce à leur plus grande capacité, ils permettent d’etfectuer le déchargement de 1,500 tonnes de houille par heure, au lieu de 900 avec les wagons en bois.
- Cette augmentation du rendement des engins de déchargement est importante, car non seulement on économise la dépense d’établissement, les frais d’entretien et les frais de conduite d’un plus grand nombre d’engins, mais il faut moins de place sur les voies et dans la gare, moins de terrains, un moins grand nombre de docks pour un trafic donné, en même temps que les pertes de temps des bateaux attendant leur cargaison sont réduites au minimum.
- On dira peut-être que les considérations qui précèdent sortent en grande partie du cadre d’un exposé de l’emploi de l’acier dans la construction des locomotives et des véhicules, mais nous les jugeons essentielles pour toute étude de cette question.
- S’il est vrai que les wagons en bois de grande capacité permettraient d’obtenir des résultats se rapprochant de ceux obtenus avec les wagons en acier, il est incontestable qu’à égale capacité les wragons en bois pèseraient davantage, présenteraient
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- moins de résistance et coûteraient plus cher d’entretien : par conséquent, l’emploi -de l’acier est nécessaire pour obtenir les résultats mentionnés.
- Cadre latéral du bogie. — Pour la construction des bogies des wagons à marchandises, presque tous les chemins de fer américains emploient le type dit arch bar truck, analogue à celui représenté par la figure 43. Dans ce type, les croisillons et ies barres inférieures d’entretoisement sont ordinairement en fer forgé ; cependant on a employé quelquefois l’acier doux.
- Fig. 43.
- Depuis 1905, un certain nombre de chemins de fer ont substitué un cadre en acier moulé aux croisillons d’entretoisement, afin de réduire le nombre de pièces et le nombre de boulons, écrous, etc., à surveiller. Les figures 44 et 45 représentent le type général des cadres en acier moulé qui ont été employés sur une grande échelle. Aujourd’hui, on peut obtenir de différents fabricants des cadres dé ce type, qui peuvent, il est vrai, différer par les détails de ceux que nous reproduisons.
- Plusieurs constructeurs ont étudié et fabriqué des cadres latéraux en acier qui font corps avec la boîte à huile tout entière ou avec sa partie supérieure.
- La figure 46 représente un cadre latéral qui comprend toute la boîte (à l’exception des couvercles) ; on peut le rapprocher du type arch bar de la figure 43. Ces figures montrent bien la réduction possible du nombre de pièces et donnent une excellente idée de la tendance qui existe aujourd’hui dans le sens de la simplification du dessin.
- Bien que des cadres de bogies de tous les types reproduits aient été employés sur une grande échelle, ils ne sont pas en service depuis assez longtemps pour fournir des renseignements sur l’économie définitive à en retirer.
- heur adoption en grandes quantités et par beaucoup de chemins de fer nous ^onne, croyons-nous, le droit de les présenter dans cet exposé comme un exemple e 1 emploi de l’acier dans la construction des wagons, u point de vue de la dépense d’établissement, le cadre en acier moulé soutient avantageusement la comparaison avec le type arch bar, jusqu’alors d’un emploi
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- Plan de dessus.
- Plan de dessous.
- Coupe AA.
- Fig. 44. — Cadre latéral du bogie. — Wagons de 50 tonnes (45 tonnes métriques). Explication des termes anglais : Wlieel base = Empattement. — Over ail = Longueur totale.
- Acier.
- Fig. 45. — Cadre latérale du bogie.
- Explication des termes anglais : Top plan — Plan de dessus. — Bottom plan = Plan de dessous. — Section = Cotf' Outside view = Vue extérieure. — Section at center = Coupe par le milieu.
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- Pièce en acier moulé.
- Fig. 46. — Cadre latéral du bogie.
- Boîtes à huile. — Pendant de longues années, les boîtes à huile des wagons construits pour les chemins de fer américains ont été, soit en fonte ordinaire, soit en fonte malléable. Récemment on a fabriqué des boîtes en acier moulé à un prix qui peut se comparer favorablement à celui des boîtes analogues en fonte malléable, et sans nul doute le surcroît de résistance du métal conduira à l’extension de leur emploi.
- On a aussi mis sur le marché une boîte à dessus en acier moulé, avec parois latérales en acier embouti, qui a été employé sur plusieurs milliers de wagons construits pour divers chemins de fer.
- En raison de leur poids relativement faible et de leur résistance plus considérable, les boîtes à huile en acier offrent de grands avantages aux constructeurs de matériel roulant et servent à montrer au Congrès l’importance croissante de 1 emploi de i acier dans les wagons américains.
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- Roues. — Les roues en fonte dont le cercle de roulement et la partie frottante du boudin sont coulés en coquilles, ont été presque universellement employées pour les wagons à marchandises en service sur les chemins de fer américains. Malgré le service remarquable que font les roues établies avec ce métal relativement économique, l’augmentation de la charge des roues et les difficultés qu’on éprouve à en assurer l’entretien sous les wagons plus lourds, ainsi que les frais qui en résultent, ont conduit à envisager l’emploi d’un métal permettant de fabriquer une roue d’une plus grande résistance et d’une plus longue durée.
- S’il existait de nombreux types de roues à centre en fonte, en fer forgé ou en acier moulé, avec bandage en acier, leur prix était si élevé qu’on ne pouvait sopger à les employer sous des wagons à marchandises. L’acier moulé parut offrir une solution de la difficulté et l’on fabriqua quelques roues en coulant l’acier en fusion dans des moules de forme appropriée ; il ne restait plus ensuite qu’à rectifier le cercle de roulement et le boudin. L’emploi de ces roues ne s’est pas encore répandu, car beaucoup d’entre elles étaient défectueuses ou ne rendaient pas les services que l’on était en droit d’en attendre, étant donné leur prix.
- Des roues en acier moulé, ayant une plus forte teneur en manganèse dans le cercle de roulement et le boudin que dans le corps de roue, ont été produites par une double coulée ou un procédé analogue ; elles subissent en ce moment des essais pratiques, mais ne sont pas en service depuis assez longtemps pour que nous puissions donner à leur sujet des renseignements exacts.
- La fabrication industrielle des roues en acier forgé et laminé, d’une seule pièce, fut établie en mai 1903 par Mr Chas. T. Schoen, le premier constructeur de wagons en acier de grande capacité. Dans les expériences initiales faites par Mr Schoen, un moulage en acier d’une forme se rapprochant de celle du produit fini, était coulé d’abord, puis réchauffé et laminé, dans un laminoir spécialement étudié, aux dimensions de la roue finie. Les roues fabriquées d’après ce système n’ayant pas donné de résultats satisfaisants, on abandonna ce procédé pour adopter la méthode actuellement suivie. Bien que le procédé de fabrication de la roue Schoen ait été décrit en détail dans les journaux techniques, nous le rappellerons en quelques mots, pour permettre de le comparer avec les autres méthodes de fabrication des roues forgées et laminées d’une seule pièce
- Pour la roue en acier Schoen, on emploie de l’acier sur sole ayant la composition suivante :
- Carbone........................ 0.65 à 0.85 p. c.
- Manganèse................................. 0.60 à 0.85 —
- Silicium...................................0.08 à 0.25 —
- Phosphore, au plus.........................0.05 p. c.
- Soufre, au plus............................0.05 —-
- Le lingot est réduit en lopin de l’épaisseur voulue et coupé à la cisaille en carre ayant les dimensions nécessaires pour le diamètre prévu de la roue; on enlève environ 25 p. c. du lingot afin d etre certain que le métal est sain.
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- La figure 47 montre les dimensions et l’épaisseur du lopin.
- Fig. 47. — Coupe du lopin d’acier laminé.
- La figure 48 montre la roue formée en partie après la première opération de forgeage, le lopin ayant été chauffé et forgé sous une pression de 7,000 tonnes et cisaillé à la forme circulaire.
- Fig. 48. — Coupe de l’ébauche au premier forgeage et cisaillage.
- Figure 49. La roue a été réchauffée et forgée sous une pression de 5,000 tonnes et la jante soumise à un forgeage supplémentaire avant le retrait de dessous la presse.
- Fig. 49.
- Coupe de l’ébauche après le second forgeage et le poinçonnage du trou du moyeu.
- Figure 50. Après réchauffage pendant un peu de temps, la roue a été laminée dans un laminoir spécialement construit à cet effet.
- Figure 51. La roue, profilée avec le moyeu en retrait et rendue exactement circu-aire sous une pression de 4,200 tonnes, est prête pour le service, telle qu’on l’em-
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- ploie ordinairement sous les wagons à marchandises. Quant aux roues pour voitures à voyageurs, on tourne, au besoin, le cercle de roulement.
- Fig. 50. — Profil de la roue après laminage de l’âme et de la jante.
- Fig. 51. — Profil après rectification.
- Le procédé de forgeage et de laminage permet d’atteindre de très près les dimensions définitives, et sans aucun usinage les roues sont fabriquées avec les tolérances suivantes :
- Hauteur du boudin. . . .
- Largeur du boudin.... Rayon du congé, . . . .
- Excentricité de l’alésage .
- Forme circulaire .
- Plan .
- Ecart maximum de Vie pouce (1.58 millimètre).
- — - Vis ~ (1.58 — ).
- — — Vie — (1-58 - ).
- L’excentricité entre le cercle de roulement, dans le plan passant
- parle milieu, et l’alésage brut, ne doit pas dépasser 3/Vi pouce (1.19 millimètre).
- Mesuré au calibre annulaire, le vide entre le calibre et le cercle de roulement ne doit dépasser en aucun point '/ie pouce (1.58 millimètre).
- Les roues étant calibrées avec un calibre à quatre pointes ou annulaire, placé concentriquement à la roue et perpendiculairement à son axe, il faut que tous les points de la face arrière de la jante soient équidistants, à 1j8 pouce (3.17 milli' mètres) près, du plan du calibre ainsi placé.
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- En 1907, la Forged Steel Wheel Company commença à fabriquer des roues en acier d’après le procédé imaginé par Mr J. M. Hansen. Ce procédé ne comporte que le forgeage à la presse hydraulique; les roues forgées ne sont pas laminées comme dans le procédé Schoen dont il vient d’être question.
- Coupe A-A.
- Fig. 52.
- L’acier employé est un acier sur sole, de composition analogue à celle mentionnée plus haut; on s’attache avec un soin particulier à choisir un métal à très faible teneur en phosphore et en soufre.
- Coupe A-A.
- Fig. 53.
- Le lingot est réduit au laminoir en un lopin ayant la largeur et l’épaisseur voulues pour une roue des dimensions prévues, puis le lopin est coupé en carrés. Après avoir été chauffé dans un four continu, dont la température varie de 600° C. à 1 extrémité où l’acier est introduit, à 1,250° C. à l’extrémité où l’acier est retiré, 1 ébauche carrée est coupée à la forme circulaire représentée par la figure 52, puis, sans nouveau chauffage, elle reçoit, sous la presse à forger hydraulique, la forme mdiquée par la figure 53 : cette opération termine le moyeu et l’âme de la roue.
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- En sortant des étampes, l’ébauche a une température d’environ 700° C. ; elle est ensuite placée immédiatement dans un four à réchauffer et portée à une température d’environ 1,200° C.
- C’est à cette température que se font la seconde et la troisième opération de for-geage, produisant les formes représentées par les figures 54 et 55, respectivement.
- fi i
- Coupe A-A.
- Coupe A-A. Fig. 55.
- Lorsque la roue est retirée de la presse, elle a une température de 750 à 800° C.; elle est alors placée dans des fosses à recuire où elle peut se refroidir lentement. Au bout d’environ quarante-huit heures, elle est assez refroidie pour être manipulée, et on la fait passer sous les cylindres finisseurs, où elle est alésée et dressée au diamètre brut ; en même temps, le cercle de roulement et le boudin sont tournés au contour désiré.
- Des roues en acier forgé et laminé, d’une seule pièce, sont aussi fabriquées par les compagnies « Midvale » et « Standard Steel », le procédé étant similaire à celui employé dans la fabrication des bandages de plus petits diamètres: c’est-à-dire qu’un lingot est coupé transversalement en disques, qui sont ensuite forgés et laminés pour produire la forme désirée.
- Tous les fabricants emploient de l’acier ayant à peu près la même composition et admettent les mêmes tolérances pour les dimensions.
- La faveur dont la roue en acier forgé jouit auprès des chemins de fer est indiquée par le fait que, depuis l’ouverture des usines Schoen, en 1903, 203,000 roues pour locomotives et véhicules de chemins de fer et 56,000 roues pour voitures de tramway ont été fabriquées dans cet établissement. En ce qui concerne la consommation pour le matériel des chemins de fer, ces roues se répartissent comme suit :
- Bogies de locomotives.............................. 6,000
- Wagons à marchandises et bogies de tenders .... 165,000
- Voitures à voyageurs ............................. 32,000
- Total. . . 203,000
- !
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- Un petit nombre de ces roues d’une pièce ont été faites avec des aciers spéciaux, surtout avec de l’acier au vanadium, et subissent en ce moment des essais en service.
- Les roues en acier forgé d’une pièce sont produites moyennant environ moitié de la dépense d’une roue à bandage en acier ayant le même diamètre et les mêmes dimensions générales; leur prix net est environ le triple du prix net des roues en fonte trempée. Nous entendons par prix net la différence entre le prix de la roue neuve et la somme obtenue pour la roue usée et réformée.
- Aux prix relatifs actuels des roues en acier et en fonte, d’une pièce, en tenant dûment compte de la valeur des vieilles matières dans l’un et l’autre cas, les essais faits en service semblent indiquer que le coût par mille de la roue en acier soutiendra avantageusement la comparaison avec le coût par mille de la roue en fonte, même si l’on fait la part de l’intérêt du surcroît de dépense d’établissement de la roue en acier.
- Les renseignements recueillis jusqu’à présent permettent de prévoir que l’on pourra obtenir des roues en acier d’une seule pièce, d’une bien plus grande résistance que les roues en fonte, moyennant environ la même dépense en service, et il y a lieu de s’attendre à ce que des perfectionnements rendent la comparaison encore plus favorable à la roue en acier.
- D’après des essais faits par Mr Geo. L. Fovvler, on a constaté que le boudin d’une roue en fonte pouvait être détaché par une pression de 60,000 à 110,000 livres (27 à 50 tonnes métriques), tandis que la rupture du boudin d’une roue en acier nécessitait l’application d’une pression de 526,612 livres (239 tonnes métriques).
- En service, des incidents se sont produits avec les roues d’une seule pièce, du fait que le métal se laminait dans les cercles de roulement, comme cela arrive parfois avec les bandages en acier. Cependant, le perfectionnement des procédés d’atelier et une plus longue expérience de la fabrication ont réduit la proportion pour cent des roues présentant des indices de laminage, et plus tard l’expérience permettra sans doute de faire disparaître à peu près ce défaut.
- L’essieu adopté comme type par l’association des Master Car Builders, pour les wagons d’une capacité de 100,000 livres (45.35 tonnes métriques), est établi à des dimensions et avec un métal tels qu’arrivé à la limite d’usure prescrite par l’association, il conserve un ample facteur de sécurité si le poids total du wagon et du chargement, porté par quatre essieux, ne dépasse pas 161,000 livres (73 tonnes métriques). Malgré les perfectionnements apportés à la fabrication des roues en fonte pour wagons de 100,000 livres (45.35 tonnes métriques) de capacité, la pratique généralement adoptée a limité à environ 150,000 livres (68 tonnes métriques) le Poids porté par huit roues. Dans certains cas, avec des wagons munis de roues en acier, le tonnage inscrit ou nominal a été porté à 110,000 livres (50 tonnes métriques). En y ajoutant la surcharge autorisée de 10 p. c., les wagons peuvent a ors charger 121,000 livres (55 tonnes métriques), si la nature du chargement est eque le wagon peut recevoir, en volume, un tel tonnage.
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- Un certain nombre de wagons du type représenté par la figure 27 ont été munis de roues en acier et reçoivent des chargements de 121,000 livres (55 tonnes métriques) quand on les charge de fer ou d’autres matières lourdes; avec une tare de 39,000 livres (17.5 tonnes métriques), le poids total est alors de 160,000 livres (72.5 tonnes métriques) et ne dépasse donc pas la limite admise pour l’essieu du type normal.
- Monté sur des roues en acier, le wagon représenté par la figure 36 pourrait charger 115,000 livres (52 tonnes métriques) de houille, sans que les limites prescrites par essieu soient dépassées.
- Il est utile de porter de 100,000 livres à 110,000 livres (de 45.35 à 50 tonnes métriques) le tonnage nominal des wagons montés sur roues en acier, pour deux raisons, savoir :
- 1° L’augmentation de la charge utile rachète la différence d’intérêt qui correspond à une plus grande dépense d’établissement;
- 2° On sera moins tenté d’employer des roues en fonte sous les wagons de ce genre, puisque les roues en acier font partie intégrante des wagons d’une plus grande capacité.
- CONCLUSIONS.
- De l’examen des dessins et de la construction des wagons à marchandises récemment construits et en cours de construction pour les chemins de fer américains, nous dégageons les conclusions suivantes :
- 1° Les wTagons en acier ou à châssis en acier se substitueront aux wagons en bois;
- 2° L’acier sera employé sur une plus grande échelle pour les pièces de wagons que l’on fait actuellement en bois; c’est-à-dire les brancards, les traverses de tête, les courbes de pavillon et les pièces similaires seront en acier;
- 3° L’acier moulé, l’acier embouti et les profilés d’acier seront employés pour les pièces qui se font actuellement en fonte ou en fer forgé;
- 4° La fabrication des roues en acier a fait des progrès suffisants pour qu’on puisse en envisager remploi sous les wagons de fort tonnage;
- 5° L’emploi de l’acier dans la construction des wagons en acier a permis la mise en service de wagons de la capacité maximum et du poids minimum compatibles avec la-résistance nécessaire;
- 6° Les wagons ayant la capacité plus grande compatible avec l’emploi de l’acier facilitent dans bien des sens le mouvement du trafic et contribuent à obtenir un entretien et une exploitation économiques.
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- Voitures à voyageurs.
- Remarques générales. — Les effets du service dans les trains lourds et rapides, les frais d’entretien, les avaries du matériel et quelquefois les accidents, mortels ou non, causés par les collisions, etc., ont provoqué une demande de voitures de construction plus robuste que celle ordinairement employée. Cette demande a été satisfaite en partie, dans les voitures en bois, par le renforcement des pièces exposées à des efforts de traction et de choc, par l’emploi de plates-formes métalliques, et par l’adjontion de « vestibules », et de tampons à ressorts.
- Des voitures ont été incendiées dans plusieurs accidents et parfois les voyageurs qui les occupaient ont eu des brûlures plus ou moins graves ; ce fait a naturellement donné l’idée d’employer une matière moins inflammable dans la construction des voitures.
- En présence de l’extension rapide de l’emploi des moteurs électriques de traction, Mr George Westinghouse appela, en janvier 1902, l’attention sur les risques d’incendie inhérents à l’utilisation de l’énergie électrique et recommanda l’emploi de matières inconbustibles dans la construction des voitures, surtout pour les services des chemins de fer aériens et souterrains, où il est difficile aux voyageurs de quitter rapidement les voitures. Ce cri d’alarme suscita de longues discussions sur la nécessité de faire usage d’autres matériaux dans la construction des voitures, mais le nombre de cas où des voitures de chemins de fer aériens, à niveau ou souterrains, à traction électrique, aussi bien que des voitures de trains à vapeur, ont été détruites par le feu dans des accidents, indiquait nettement la nécessité de recourir à une construction qui fût de nature à réduire au minimum les chances d’incendie.
- Les bons résultats obtenus avec l’emploi d’un métal dans la construction des wagons à marchandises conduisirent à en envisager l’emploi pour les voitures à voyageurs. Les premiers types étudiés dans ce sens comportèrent l’emploi d’un châssis métallique avec une caisse en bois : cette solution, tout en constituant une amélioration de la situation au point de vue de la résistance, ne réduisait pas suffisamment les chances d’incendie. Aussi les types les plus récents sont-ils basés sur 1 emploi de pièces métalliques, éliminant dans la plus large mesure possible les matières combustibles.
- Nombre de voitures entièrement en acier ou à châssis en acier. — Plusieurs chemins de fer américains ont mis en service, d’autres construisent ou étudient à l’heure actuelle, des voitures à voyageurs, soit tout en acier, soit à châssis en acier.
- Les renseignements fournis par les différents constructeurs de matériel roulant montrent qu’ils ont construit jusqu’à à ce jour, pour le service des chemins de fer a sapeur, le nombre suivant de voitures dans lesquelles le métal est employé sur une grande échelle :
- ^ oitures à châssis en acier................................400
- Voitures tout en acier......................................900
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- Le réseau du « Pennsylvania Railroad » a fait construire, ou a en construction,
- les véhicules grande vitesse tout en acier dont voici le détail :
- Voitures à voyageurs.................,................392
- Voitures avec compartiment à bagages...................... 75
- Voitures-restaurants...................................... 44
- Bureaux-poste........................................... 82
- Bureaux-poste avec compartiment à bagages................. 93
- Total. . . 686
- Nous ne citons ces chiffres que pour montrer que l’emploi de l’acier s’étend à tous les genres de véhicules entrant dans les trains de voyageurs.
- La compagnie Pullman, qui exploite la majorité des wagons-lits en service sur les chemins de fer américains, fait actuellement construire un grand nombre de wagons-lits du type entièrement en acier.
- Exemples du mode de construction et de la disposition. — En substituant le métal au bois dans la construction du matériel, il convient de tirer tout le parti possible de la distribution des masses métalliques, et non de remplacer simplement le bois par le métal, en conservant la même forme générale de construction que pour la voiture en bois.
- En Amérique, dans la construction des voitures en bois, on a adopté la pratique de répartir les masses de manière à faire supporter le poids de la caisse et du chargement par des poutres régnant le long de la voiture et renforcées par des tirants de caisse, les flèches centrales ne pouvant pas recevoir une hauteur suffisante pour porter la charge sur la grande longueur d’axe en axe des bogies.
- Avec la construction métallique, au contraire, on peut ou bien concentrer la résistance dans la flèche centrale métallique, ou bien substituer des poutres métalliques aux brancards armés employés dans la construction en bois.
- Les types combinés jusqu’à présent peuvent être divisés en trois classes, savoir :
- 1° Celui dans lequel la charge due au poids de la caisse et du chargement est portée par la poutre centrale, qui absorbe en même temps les efforts de traction et de choc ;
- 2° Celui dans lequel la charge due au poids de la caisse et du chargement est portée par les poutres latérales, une poutre supplémentaire étant placée au milieu du châssis pour absorber les efforts de traction et de choc;
- 3° Celui dans lequel les flèches centrales et les brancards, avec barres d’armature, employés dans la construction des voitures en bois, sont reproduits en métal.
- La plupart des voitures construites se rangent dans la première catégorie ; quelques-unes, de construction plus récente, sont du deuxième type. On a construit très peu de voitures du troisième type, et il ne semble pas probable que ce type sera
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- employé sur une grande échelle, car il ne permet pas de tirer le meilleur parti de la construction métallique.
- Les faits suivants ressortent d’une étude de ces types :
- A. Pour les efforts autres que ceux de traction et de choc, les voitures de résistance égale auront à peu près le même poids et seront du même prix, en ce qui concerne la construction.
- B. Lorsque les efforts de traction et de choc ne dépassent pas environ 100,000 livres (45.35 tonnes métriques), le poids et le prix de la construction seront encore à peu près les mêmes.
- C. Pour résister aux efforts de traction et de choc dépassant 100,000 livres (45.35 tonnes métriques), le poids de la voiture dans laquelle les poutres latérales portent la charge augmente, tandis que le poids de la voiture du premier type n’augmenterait pas pour des efforts atteignant 400,000 livres (180 tonnes métriques).
- J). A résistance égale, les voitures du troisième type, mentionné plus haut, sont plus lourdes que celles des deux premiers types.
- La figure 56 montre la disposition ordinaire des voitures en bois de ce type; elles ont une longueur de 70 pieds (21.34 mètres) entre les traverses extrêmes; moyennant l’adjonction de quelques tirants et entretoises supplémentaires, cette longueur a même été portée à 75 pieds (22.86 mètres).
- La figure 57 représente une voiture tout en acier, de 70 pieds (21.34 mètres) de longueur entre les traverses extrêmes ; elles permet de comparer l’apparence extérieure de cette voiture avec celle en bois de la figure 56.
- La figure 58 montre la construction du châssis et la figure 59 la carcasse de la caisse de la voiture représentée par la figure 57.
- Dans ce mode de construction, le poids de la caisse et du chargement est porté parla poutre centrale qui a une résistance amplement suffisante pour subir les efforts de traction et de choc admis.
- Pour le type de voiture représenté par les figures 56 à 58, on a utilisé les données et fait les hypothèses suivantes :
- La pratique s’étant établie d’admettre pour le matériel à marchandises que le wagon doit être capable de résister à des chocs exerçant un effort de compression de 300,000 livres (135 tonnes métriques), chaque fois qu’il est manœuvré, et que ces chocs représentent très souvent un effort de 500,000livres (225 tonnes métriques), on a muni ces wagons d’un châssis à flèche centrale capable de résister à ces chocs sans que la limite élastique du métal soit dépassée. L’expérience acquise avec le materiel à marchandises dans les cinq dernières années indique que cette base n’est Pas trop élevée. On a fait des essais consistant à laisser un wagon-dynamomètre, pesant 51,000 livres (23 tonnes métriques), descendre une pente à la vitesse de
- milles (11 kilomètres) à l’heure et tamponner un train de wagons sous charge dont es freins étaient serrés, et l’on a enregistré un choc de 607,000 livres (273 tonnes métriques) (représentant la limite de puissance du dynamomètre). Un wagon à
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- marchandises en acier sous charge et le wagon-dynamomètre, pesant ensemble 181,400 livres (82 tonnes métriques), rencontrant le train prémentionné, à la vitesse de 3.9 milles (6.25 kilomètres) par heure, ont occasionné un choc de 400,000 livres (180 tonnes métriques). Comme les wagons, dans le service des chemins de fer à vapeur, s’abordent et sont attelés à des vitesses égales ou supérieures à celles mentionnées, il serait dangereux d’admettre des chocs de moins de 300,000 à 400,000 livres (135 à 180 tonnes métriques). Dans les collisions entre voitures à voyageurs et wagons à marchandises, il convient que les voitures ne soient pas sérieusement avariées, et pour cela il faut que le châssis à flèche centrale des voitures soit au moins aussi robuste que celui du wagon à marchandises.
- Pour le matériel à voyageurs, il est utile d’adopter un facteur de sécurité plus élevé; par suite le type de châssis à flèche centrale de la voiture reproduite dans les dessins est calculé sur la base de chocs en bout équivalant à un effort de compression de 400,000 livres (180 tonnes métriques) ; les efforts combinés sont alors d’environ 12,500 livres par pouce carré (8.8 kilogrammes par millimètre carré) et ne dépassent en aucun cas 15,000 livres par pouce carré (10.5 kilogrammes par millimètre carré) pour les voitures circulant dans les grands trains des services directs, ni 20,000 livres par pouce carré (14 kilogrammes par millimètre carré) pour les voitures affectées exclusivement au service de banlieue.
- Les efforts subis par l’ensemble du châssis sous une charge statique ne dépassent pas le chiffre normal de 12,500 livres par pouce carré (8.8 kilogrammes par millimètre carré) et la partie de la caisse située au-dessus de la prise de ceinture de la face latérale n’a pas été comprise dans la détermination de ces efforts.
- On remarquera que, dans la construction de ce type, il a été fait usage de profilés et de pièces en acier embouties ou étampées, mais qu’on n’a employé que dans une proportion relativement faible l’acier moulé pour les pièces soumises à des efforts considérables.
- La figure 60 montre la construction employée par la compagnie Pullman pour le châssis de ses voitures tout en acier : wagons-restaurants et voitures-salons. Ce type comporte également la lourde poutre centrale, mais la partie du châssis située au droit des bogies et se prolongeant jusqu’à l’extrémité de la plate-forme est formée de grands moulages en acier rivés aux pièces en acier forgé.
- Le type de voiture dans lequel les côtés forment une poutre servant à porter le poids de la caisse et du chargement, est représenté par les figures 64 et 65 ; la première montre la construction du châssis et la seconde celle de la carcasse latérale.
- Un autre type, se rapprochant assez du précédent, mais comportant des tirants de caisse, est représenté par les figures 61 (châssis), 62 (charpente de la face latérale) et 63 (charpente du bout).
- La construction des voitures en acier a été étudiée avec beaucoup de détails par MrCharles E. Barba et MrMarvin Singer, dans une série d’articles publiés dans l'American Engineer and Railroad Journal de décembre 1907, janvier, mars, avril, juin et novembre 1908. On les consultera avec intérêt, comme complément à notre expose.
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- Les voitures des différents types n’ont pas encore été en service depuis assez longtemps pour qu’on dispose de renseignements exacts sur l’utilité relative des différents systèmes.
- En établissant les projets des voitures dont il s’agit, on s’est attaché non seulement à réaliser la résistance nécessaire, mais à réduire au minimum la quantité de matières inflammables entrant dans la construction du véhicule.
- La construction de la voiture représentée par la figure 57 ne comprend qu’en-viron 400 livres (180 kilogrammes) de bois ; le bois n’est employé qu’aux points où le corps du voyageur peut venir en contact avec les pièces, telles que les châssis de glace, les traverses de baie, les accoudoirs, etc. Il y a aussi environ 700 livres (320 kilogrammes) de panneaux en pulpe ou fibre comprimée, dits ignifugés, employés pour les plafonds ; dans quelques voitures on a aussi employé des feuilles d’aluminium pour le plafond.
- Le revêtement intérieur des parois, les cloisons, les cadres des sièges et les autres pièces similaires sont métalliques. Les matières combustibles n’existent donc que dans les étoffes dont on fait usage pour les couvertures des sièges et les draperies, lorsque ces dernières sont employées.
- La figure 67 représente une voiture du type représenté par les figures 57 à 59, aménagée en voiture à voyageurs du type ordinairement employé sur les chemins de fer américains, et la figure 68 montre une voiture du même genre, avec un compartiment à bagages. Un fourgon à bagages ayant la même disposition d’ensqmble et le même type de châssis que celui reproduit dans la figure 58, est représenté par la figure 69.
- Un exemplaire des spécifications concernant les détails de construction des voitures mentionnées est annexé à cet exposé.
- Une voiture ayant le châssis et les parois latérales jusqu’à la prise de ceinture (immédiatement au-dessous des baies) en acier, avec le restant de la caisse en bois, est représentée par la figure 70.
- Qualité de l’acier. — Pour la construction des voitures en acier, on emploie de l’acier sur sole à faible teneur en carbone, renfermant environ 0.06- p. c. de phosphore. On a reconnu nécessaire d’établir les spécifications de l’acier de manière à permettre l’emploi de différentes qualités pour les différentes pièces de la voiture.
- Les qualités d’acier employées dans les voitures construites pour une compagnie de chemins de fer sont classées comme suit :
- A. Acier en feuilles minces pour moulures, etc.;
- B. Acier en tôles pour le revêtement extérieur et intérieur;
- U. Plaques laminées pour la construction générale de la voiture et des bogies ;
- B. Profilés laminés.
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- ELECTRIC. LiqHT
- -3S-S"rmCK CENTZRS
- 46 -S'rVHEEL BASE
- Poids total de la voiture vide : 92,000 livres (41.75 tonues métriques). Poids d’un bogie 16,000 livres (7.25 tonnes métriques). .............. .
- ---- _______________. ............. ... . .... ___7_.„ _____ TlBikiT)
- Fig. 56.
- -Ÿti-lOg DRAW H EADS
- Poids total de la voiture vide: 114,000 livres (51.70 tonnes métriques). Poids d’un bogie ; 13,000 livres (5.90 tonnes métriques).
- Fig. 57.
- Explication des termes anglais : Truck centers = D’axe en axe des bogies. — Wheel base — Empattement total. — Frame = Longueur du brancard. — Face to face of draw bar = Entre les faces des barres d’attelage. — Inside = Longueur intérieure. — Electric light = Eclairage électrique. — Step = Entre les marchepieds. — Body = Caisse. — Extrême = Largeur maximum. — Iuside —
- "Largeur intérieure. /
- A . -jM
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- Coupe A-B,
- -à, Coupe C-D.
- Coupe E-F.
- Coupe G-H.
- Pig. 60
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- Fig.'* 61.
- Fig. 62.
- £ND FHAWW&
- Coupe par une traverse de pivot.
- F Coupe par une traverse
- intermédiaire.
- Fig. 63.
- I£ ocpliculion des termes anglais : End. framing = Traverse extrême. — Sec. through wiudow = Coupe par
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- Coupe par une traverse Coupe par une lambourde Coupe par une traverse Coupe par une traverse Coupe de la Longrine centrale de support
- intermediaire du châssis. de plancher. de pivot. extrême. crapaudine. de la plate-forme.
- Fig. 64.
- Fig. 65.
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- Vue de côté.
- Coupe en longueur par le milieu.
- Fig. 66.
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- Fig. 67. — Voiture entièrement en acier.
- Dimensions générales :
- Longueur en dehors des plates-formes . . 80 P. 3 s/4 p. (24.48 m.)
- Longueur en dehors des pieds corniers . . 70 P. 5 8/4 p. (21.48 m.)
- D'axe en axe des bogies.............. . 56 P. 3 p. (17.15 m.)
- Largeur entre les panneaux de côté ... 9 P. 9 s/4 p. (2.99 m.) Largeur intérieure entre les revêtements. 9 P. 1 i/8 p. (2.77 m.) Hauteur du sommet de la toiture au-dessus
- du rail................................14P. i/,p. (4.28 m.)
- Nombre de places offertes..............88 personnes.
- Revêtement intérieur en acier.
- Fig. 68. — Voiture avec compartiment à bagages, entièrement en acier.
- Dimensions générales • ^gueur entre les plateaux de « Joueur en dehors des pieds co “feur intérieure du compt '°}ageurs.
- ^ag^es imélieUre C°mp£
- Lir^6 6U 3X6 ^es bogies . . o ur entre les panneaux de c
- 77 P. 8 3/4 p. (23.69 m.) 71 P. 11/16 p. (21.67 m.)
- 34 P.9n/lcp. (10.61 m.)
- 35 P. 6 p. (10.82 m.) 53 P. 6 p. (16.31 m.)
- 9 P. 9 s/4 p. (2.99 m.)
- Largeur intérieure entre les revêtements du compartiment à voyageurs .... Largeur intérieure du compartiment à
- bagages................................
- Hauteur du sommet de la toiture au-dessus
- du rail . . . .......................
- Nombre de places offertes...............
- Capacité de chargement du compartiment à bagages.................................
- 9 P. 1 i/8 p. (2.77 m.)
- 9 P. s/4p. (2.76 m.)
- 14 P. i/2p. (4.28 m.) 42 personnes.
- 35,000 liv. (15.9 t.)
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- Revêtement intérieur en acier.
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- Dimensions générales :
- Longueur entre les plateaux de choc. . . 64 P. 3s/4p. (19.60m.)
- Longueur en dehors des pieds corniers . . 60 P. 10% p. (18.55 m.)
- Longueur intérieure.....................60 P. 3 p. (18.36 ni.1
- D’axe en axe des bogies.................44 P. 3 p. (13.49 m.)
- Largeur entre les panneaux de côté . . . 9 P. 9 s/4 p. (2.99m.! Largeur intérieure entre les revêtements. 9 P. 3/4p. (2.16m.) Hauteur du sommet de la toiture au-dessus
- du rail........................................14 P. 1/2 p. (4.28m.i
- Capacité de chargement............................ 35,000-liv. t15.91.(
- Revêtement intérieur en acier.
- Dimensions générales :
- Longueur en dehors des plates-formes . . 74 P. 6 V4 p. (22.71 m,)
- Longueur en;ldehors des pieds corniers'. . 66 P. (20.12 m.)
- D'axe en axe des bogies................... 50 P. (15.21m.)
- Largeur entre les panneaux de côté ... 9 P, 10 1U P- (3.00ni-Largeur intérieure entre les îevètement's . 8 P. 10 % p. t--"*® Hauteur du sommet de la toiture au-dessus
- du rail...................................14 P. 2 P-
- Nombre de places offertes...................72 personnes.
- Revêtement intérieur en acajou.
- Cette voiture a un châssis en acier, une caisse en acier, une plate-forme en acier, un plancher en acier et des panneaux de
- les baies, en acier; le revêtement intérieur est en bois. Les voitures peuvent aussi, au besoin, être construites entièrement eu ; et avec revêtement intérieur incombustible. Les voitures en acier ne sont guère plus lourdes ;,y.ue les voitures,(en,bois ayaUl j mêmes dimensions et le même aménagement.
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- Les conditions imposées pour ces différentes qualités d’acier sont les suivantes :
- Qualité A.
- L’acier de cette qualité doit être de nature à pouvoir être étiré ou pressé à froid en moulures, etc., sans se fendre. Commandé sous cette marque, il faut qu’il présente des surfaces finies brillantes, entièrement libres de battitures et de rouille; il faut en outre que les feuilles soient assez planes, mais il sera inutile de les dresser. On n’impose pas d’essais pour cette qualité ; on demande seulement qu’elle fasse un bon service.
- Qualité B.
- Les tôles doivent être dressées de manière à être presque complètement libres d’ondulations et de gondolements. Il faut qu’elles soient exemptes de battitures et de rouille. Pour toutes les tôles de moins de 0.1 pouce (2.5 millimètres) d’épaisseur, on n’impose pas d’autres conditions. Pour celles de 0.1 pouce (2.5 millimètres), ou davantage, d’épaisseur, le métal demandé est de l’acier mi-doux, susceptible de recevoir sous la presse, soit à chaud, soit à froid, la forme voulue. Il doit accuser une résistance à la traction de 60,000 livres par pouce carré (42 kilogrammes par millimètre carré) et un allongement de 15 p. c. sur 8 pouces (200 millimètres).
- Qualité C.
- Pour les tôles de moins de 0.1 pouce (2.5 millimètres) d’épaisseur, on n’impose pas d’autres conditions que celles données dans les spécifications générales. Pour les tôles de 0.1 pouce (2.5 millimètres), ou davantage, d’épaisseur, le métal demandé est de l’acier mi-doux, susceptible de recevoir sous la presse, soit à chaud, soit à froid, la forme voulue. Il doit accuser une résistance à la,traction de 60,000 livres par pouce carré (42 kilogrammes par millimètre carré), et un allongement de 25 p. c. sur 8 pouces (200 millimètres).
- Qualité D.
- Le métal demandé doit avoir une résistance à la traction de 65,000 livres par pouce carré (45.5 kilogrammes par millimètre carré), avec un allongement de 25 p. c. sur 8 pouces (200 millimètres). Il faut que les pièces soient de forme bien exacte et conforme, en coupe transversale, aux plans. Il faut qu’elles soient exemptes d’exfo-lations et présentent une section pleine dans toute leur longueur. Les pièces ayant une section transversale de 1 pouce carré (645 millimètres carrés) ou moins ne seront pas soumises à des essais mécaniques.
- est évident que ces spécifications sont plutôt basées sur la connaissance du nietal qui semble répondre au but que sur des renseignements tirés de résultats
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- obtenus soit en construisant les voitures, soit en service,, ou encore en usinant le métal, et il est probable que des modifications y seront apportées de temps en temps à mesure que l’expérience en indiquera l’opportunité.
- Dépense d’établissement. — La comparaison des frais d’établissement des voitures en bois de 70 pieds (21.34 mètres) de longueur entre les traverses extrêmes et des voitures en acier de la même longueur, identiques au point de vue du nombre de places offertes et de tous les détails tels que attelages, freins à air comprimé, vestibules, cabinet de toilette, éclairage électrique, indique qu’à l’heure, actuelle la voiture tout en acier coûte de 16 à 25 p. c. de plus que la voiture en bois. A mesure que le prix du bois susceptible d’être employé dans la construction des voitures à voyageurs continuera à monter et que l’on augmentera le nombre des pièces métalliques et leur poids en vue de réaliser une plus grande résistance, il est certain que le prix des voitures en bois sera plus élevé qu’à présent; d’autre part, en ce qui concerne les voitures en acier, on peut prévoir que la dépense d’établissement diminuera grâce à la simplification et à l’unification des types, aux perfectionnements des méthodes de fabrication suggérées par l’expérience et à la création des machines spéciales pour la production de diverses pièces que l’on fabrique actuellement avec des machines ordinaires ou à la main.
- Les voitures du type représenté par la .figure 57, complètement aménagées, avec sièges, cabinet de toilette, freins à air comprimé et éclairage électrique, coûtent actuellement environ 44,000 dollars (70,000 francs).
- Frais d’entretien. — Comme une partie considérable des frais d’entretien du matériel à voyageurs sont dus au renouvellement fréquent de la peinture et des revêtements intérieurs nécessaires, la différence entre les frais d’entretien des voitures en acier et de celles en bois, tout en étant en faveur des premières, est moindre que pour les wagons à marchandises en acier et en bois.
- Les frais de réparations courantes, les roues étant mises à part, seront moindres par suite de la forte réduction du nombre de boulons dont il faut assurer le bon serrage des écrous ; de plus, il ne se produit plus de contractions ou de retraits donnant du jeu à l’ensemble de la construction et nécessitant le fréquent resserrage des attaches.
- Durée des voitures à voyageurs en acier.—Nous ne possédons pas de renseignements sur lesquels nous puissions baser une estimation de la durée d’une voiture à voyageurs en acier. Comme les voitures sont peintes fréquemment, pour l’apparence, ü est certain qu’elles jouissent, contre la rouille et la corrosion, de toute la protection que peut donner la peinture.
- Poids et capacité. — D’après les projets établis pour des voitures à voyageurs, on a calculé que les voitures entièrement en acier, ayant le triple ou le quadruple
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- de la résistance des voitures en bois du même type général, peuvent être construites sans augmentation excessive du poids de la voiture métallique, comparée à la voiture en bois.
- Le poids et la capacité de quelques-uns des véhicules mentionnés plus haut sont donnés dans le tableau ci-après :
- Voitures à voyageurs.
- Poids et capacité.
- Figures. Longueur. Matériaux de construction. Capacité (Nombre de places offertes). Tare, en livres (en tonnes métriques). Tare par place offerte, en livres (en kilogrammes).
- 56 53 pieds 8 pouces (16.36 m). Bois. 62 93,000 (42.2) 1,430 (672)
- 56 70 — 0 pouce (21.34 m). Bois. 82 110,000 (50.0) 1,341 (609)
- 57 70 — 0 — (21.34 m). Acier. 88 115,000 (52.2) 1,310 (595)
- Nous comparons ci-après la tare des fourgons à bagages et des bureaux-poste du type à massive flèche centrale, avec les tares des véhicules en bois :
- Fourgons à bagages et bureaux-poste.
- Poids et capacité.
- DÉSIGNATION. Longueur. Matériaux de construction. Capacité, eu livres (en tonnes métriques). Tare, en livres (en lonr.es métriques).
- Fourgons à bagages . 60 pieds 0 pouce (18.29 m). Bois. 40,000 (18.1) 73,300 (33.3)
- Fourgons à bagages . 60 — 0 — (18.29 m). Acier. 40,000 (18.1) 91,000 (41.3)
- Bureaux-poste. . 60 — 7 pouces (18.47 m). Bois. 104,300 (47.3)
- Bureaux-poste. 70 — 0 pouce (21.34 m). Acier. 128,500 (58.3)
- On estime que le poids du wagon-lits Pullman, entièrement en acier, est de 143,000 à 130,000 livres (63.8 à 68 tonnes métriques), tandis qu’une voiture similaire en bois pèse 123,000 à 130,000 livres (36.7 à 39 tonnes métriques).
- Si les voitures en acier sont un peu plus lourdes que celles en bois, il ne faut pas oublier qu’en étudiant la voiture entièrement en acier on a profité de l’occasion pour Cléer un véhicule plus robuste.
- Ou remarquera que le poids, par place offerte, de la voiture en acier (fig. 37) est Moindre que le poids par place de la voiture en bois (fig. 36).
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- A l’aide de statistiques spéciales relevées sur un grand nombre de trains du nombre de voyageurs transportés, on a calculé que la tare moyenne effective par voyageur, dans ces deux types de voitures, est la suivante :
- Pendant les périodes de trafic normal :
- Figure 56 : Bois................. 1,783 livres (809 kilogrammes) par voyageur.
- — 57: Acier................. 1,835 — (833 — ) —
- Pendant les périodes de trafic exceptionnel, tel que le trafic des jours de fête :
- Figure 56 : Bois................. 1,675 livres (760 kilogrammes) par voyageur.
- - 57 : Acier................ 1,637 — (743 — ). —
- Bogies. — La pratique générale aux États-Unis a toujours été d’employer, sous les voitures à voyageurs, des bogies à quatre ou à six roues. Ces bogies ont des châssis en bois, avec plaques de garde, jambes de force et tirants métalliques; quelquefois les longerons en bois sont renforcés par des plaques en acier boulonnées contre eux.
- Fig. 71.
- On a envisagé de temps en temps l’adoption de bogies combinés de manière a permettre la substitution du métal au bois, mais leur emploi ne s’est pas beaucoup
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- répandu. Mais depuis que l’on s’est mis à construire des voitures à voyageurs pour lesquelles l’acier est utilisé d’une manière générale, on a été conduit à étudier aussi des bogies entièrement en acier, et ce sont ceux-là que l’on emploie maintenant sous toutes les voitures en acier, en service ou en construction.
- La figure 71 montre le type de bogie à quatre roues en usage pour les voitures entièrement en acier représentées par la figure 57. On remarquera que dans ce bogie le châssis est constitué avec des pièces en acier laminé ou en acier embouti, et que l’acier moulé n’est employé que pour les jambes de force, les cages des ressorts et les organes similaires.
- Un bogie à six roues de la même disposition générale est employé sous les wagons dont le poids serait trop grand pour un bogie à quatre roues.
- La figure 66 représente un type de bogie à six roues employé par plusieurs compagnies de chemins de fer pour les voitures à voyageurs. Dans ce type, un châssis en acier moulé est substitué au châssis en bois précédemment employé; les autres pièces sont modifiées en conformité avec le changement rendu nécessaire par la substitution de l’acier au bois.
- Un certain nombre d’autres types entièrement en acier sont employés sur une échelle restreinte; les deux dont il est question plus haut peuvent être considérés comme représentant la plupart de ces bogies actuellement en service.
- Dans la construction des bogies, l’emploi de pièces en acier forgé ou en acier moulé, à la place de celles que l’on faisait autrefois en fer ou en fonte, va en augmentant. Nous jugeons cette substitution avantageuse : la résistance est plus grande et, d’autre part, le poids et les frais d’entretien sont moindres.
- Pour des bogies de résistance égale, par exemple la résistance maximum de l’essieu normal de 5 X 9 pouces (127 x 229 millimètres), les poids respectifs des bogies à châssis en bois et en acier sont les suivants :
- Poids des bogies.
- Bogie à 4 roues : Bois .... 16,000 livres (7.25 tonnes métriques).
- — — Acier (fig. 71) . 13,000 — (5.90 — — ).
- Bogie à 6 roues : Bois .... 21,700 — (9.85 — — ).
- — -— Acier (fig. 71) . 19,500 — (8.85 — — ).
- Les bogies de l’autre type se rapprochent davantage du poids du bogie à châssis en bois renforcé.
- Les chiffres ci-dessus semblent indiquer que l’emploi de bogies entièrement métalliques n’ajoute pas, tout au moins, au poids de la voiture.
- Nous ne possédons pas de renseignements sur les frais relatifs d’entretien des Logies en acier et en bois, mais d’après l’expérience acquise avec le bogie métallique dans le service des wagons à marchandises, il est certain qu’il sera moins coûteux à ce point de vue.
- Les roues en acier forgé et laminé d’une seule pièce, dont nous avons parlé pré-
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- cédemment dans cet exposé, sont beaucoup employées dans le service des voyageurs, bien que la plupart des voitures en service soient munies de roues des différents types à bandages en acier amovibles. L’emploi de la roue en fonte pour les voitures à voyageurs est maintenu par beaucoup de chemins de fer sous le matériel moins lourd.
- CONCLUSIONS.
- De l’examen des projets et constructions de voitures à voyageurs et autres véhicules de grande vitesse récemment construits ou actuellement en construction pour les chemins de fer américains, nous dégageons les conclusions suivantes :
- 1° Les voitures en acier supplanteront les voitures en bois pour la triple raison qu’elles présentent une plus grande résistance, qu’elles sont incombustibles et que leur entretien est moins coûteux ;
- 2° Le surplus de poids des voitures métalliques n’est pas suffisant pour en interdire l’emploi an point de vue de l’exploitation ;
- 3° En même temps que le coût des voitures en acier diminuera probablement, par suite d’une plus longue expérience dans leur étude et leur construction, celui des voitures en bois augmentera certainement, par suite de la pénurie de matériaux convenables ; le résultat sera une extension de l’emploi des voitures métalliques;
- 4° Sur les chemins de fer à traction électrique, les risques d’accidents graves seront réduits par l’emploi de voitures métalliques ;
- 5° La voiture métallique conserve mieux sa résistance initiale qu’une construction mixte, bois et métal, comme celle des voitures dites en bois actuellement en service.
- CONCLUSIONS GÉNÉRALES.
- 1° Aux États-Unis, l’emploi de l’acier laminé ou embouti à la presse et de l’acier moulé s’étend aujourd’hui à de nombreuses pièces, sinon à l’ensemble de la construction des locomotives, des wagons à marchandises et des voitures à voyageurs ;
- 2° Les progrès réalisés, en ce qui concerne l’étude et la confection en acier de différentes pièces des locomotives et véhicules, telles que tubes, roues, traverses de pivot, longerons de bogies, etc., permettent de prévoir l’extension à d’autres organes de la substitution de l’acier au bois, au fer et à la fonte ;
- 3° Des aciers d’une composition spéciale ou des alliages spéciaux ont été
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- employés dans la construction du matériel de traction et de transport des chemins de fer, mais ni la quantité expérimentée ni la durée du service effectué jusqu’à présent n’ont été suffisantes pour qu’on puisse se prononcer sur l’économie qu’ils sont susceptibles de procurer ;
- 4° Au double point de vue de 1 efficacité en service et de l’économie, l’emploi de 1 acier dans le materiel roulant a generalement donne des résultats plus avantageux que le bois ou le métal qu’il a remplacé.
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- ANNEXE.
- PENNSYLVANIA RAILROAD.
- LIGNES A L’EST ET A L’OUEST DE PITTSBURGH. (N° 60, Altoona, Pa.)
- Spécifications générales pour voitures à voyageurs en acier.
- Conditions générales. — Il faut que la construction des voitures ne laisse rien à désirer au point de vue de la solidité et de la bonne exécution, et qu’elle réponde au véritable esprit des spécifications et plans fournis, qui sont destinés à donner toutes les indications nécessaires pour la construction irréprochable des voitures, bien que peut-être les spécifications ne mentionnent pas toutes les conditions que le matériel doit remplir. Les plans et les spécifications sont appelés
- à se compléter mutuellement, et toutes les indications données sur les dessins sans figurer dans
- les spécifications ou les prescriptions imposées par les spécifications sans être reproduites sur les
- dessins seront néanmoins considérées comme valables. Au moment de la livraison, il faut que tout soit terminé et que les voitures soient prêtes pour le service.
- Plans et spécifications. — Une collection complète de plans, un exemplaire du bordereau des tracés et des spécifications détaillées seront fournis par l’inspecteur général de la traction pour chaque contrat, et aucune dérogation aux plans ou spécifications ne sera acceptée, sinon en vertu
- d’une autorisation s péciale, par écrit, de l’inspecteur général de la traction.
- Spécifications de détail. — Les spécifications de détail pour les différents matériaux sont les
- suivantes :
- Numéro
- de la spécification. Désignation des matériaux.
- 9 . . . . Fers en barres.
- 10 ... . Essieux.
- 11 ... . Chaînes.
- 12 ... . Ressorts en spirale.
- 13 ... . . Ressorts à lames.
- 37 ... . . Rouge de Toscane.
- 38 ... . Essence de térébenthine.
- 39 ... . Fer galvanisé.
- 44 ... . Boyaux de frein à air comprimé, accouplements de chauffage à vapeur.
- 45 ... . Déchets.
- 46 . . Peluche.
- 53 ... . Mélange de couleur pour wagons à marchandises.
- 54 . . Lampes à incandescence.
- 55 ... . Boyaux d’accouplement pour l’intercommunication pneumatique.
- 84 . . . . Mélange de rouge de Toscane.
- 59 ... . Acier pour voitures métalliques.
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- INSPECTION.
- Inspection à l’usine. — Les moulages, tôles d’acier, roues, essieux, boîtes à huile, coussinets, coins de réglage, chaînes, ressorts, volants de frein, crapaudines, glaces, portes en acier et cartons composés seront, autant que possible, inspectés et essayés à l’usine.
- Inspection à Altoona. — Les peintures, fers en barres, déchets, coussinets et boyaux seront essayés à Altoona, où il faudra envoyer des échantillons.
- Chaque voiture sera visitée en cours de construction et après achèvement par des représentants de la compagnie, qui pourront aussi examiner toutes les pièces pour s’assurer qu’elles répondent aux plans et spécifications ; les pièces ou les voitures ne remplissant pas cette condition seront refusées.
- BOGIES.
- Pièces en fer forgé. — Les pièces suivantes seront en fer forgé : menottes de ressort, supports de menottes, bielles de suspension des sabots, bielles de commande du frein et leviers de frein. Tous les trous de rivets doivent correspondre, sans élargissement à la broche, et les rivets, une fois mis en place, doivent complètement remplir les trous.
- Coussinets. — Les coussinets seront fournis par la compagnie du “ Pennsylvania Railroad ”.
- Coins de butée. — Les coins de butée et les crapaudines seront en acier forgé au marteau-pilon et seront conformes aux calibres.
- Boîtes à huile. — Les boîtes à huile seront en fonte, conformes aux eotes prescrites, fournies complètes avec obturateurs et couvercles, et bien garnies de déchets de laine, imbibés à refus d’huile Galena.
- Essieux. — Les essieux seront estampillés à une extrémité ; cette estampille comprendra certaines lettres désignées par la compagnie du « Pennsylvania Railroad », et servant à indiquer quels sont les constructeurs du bogie, ainsi que des chiffres indiquant la date de la mise en service.
- Polissage des fusées. — Les fusées et portées de calage seront bien finies et calibrées avant le montage des roues; les fusées seront polies.
- Roues. — Les deux roues de chaque essieu devront avoir le même diamètre, avec une tolérance de V3-2 pouce (0.79 millimètre). Elles seront calées sur les essieux sous une pression de 50 tonnes au moins et de 70 tonnes au plus.
- Ressorts. — Les ressorts seront choisis de manière à répondre au poids de la voiture.
- Longerons de bogies. — Les longerons de bogies seront parfaitement d’équerre et n’auront pas
- de rivets posés à la main.
- Traverses de pivot. — Les traverses de pivot seront en acier embouti, renforcées à l’aide de cornières et plats ayant les formes et dimensions indiquées sur les dessins ; les matériaux employés pour ces pièces de renfort seront essayés d’après les spécifications du « Pennsylvania Railroad ».
- Inscriptions. — Les initiales et le numéro de la voiture, ainsi que des chiffres désignant le genre de ressorts de suspension, seront inscrits sur chaque côté de la traverse de pivot.
- rn
- mpons de portées latérales. — Une feuille de caoutchouc de 1/h pouce (6 millimètres)
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- d’épaisseur sera placée dans le logement de chaque portée latérale des bogies à quatre roues, sous la plaque de frottement, et cette dernière aura une épaisseur telle que le caoutchouc soit bien comprimé lorsque la caisse de la voiture repose sur les bogies.
- CAISSE.
- Châssis. — Les flèches centrales seront assemblées par rivets, avec une cambrure suffisante pour empêcher tout affaissement lorsque la voiture est en état de circulation.
- Traverse extrême. — La traverse extrême sera placée de manière que les faces supérieure et antérieure soient exactement disposées par rapport aux ailes supérieures des U centraux.
- La distance prescrite entre la face intérieure de la mâchoire d’attelage et la face verticale delà traverse extrême sera exactement observée.
- La face inférieure de la traverse contrebutant la plaque centrale du pivot descendra de 1/64 pouce (0.4 millimètre) au-dessous des ailes inférieures des flèches centrales en l_l pour assui’er le bon contact avec la plate-bande inférieure.
- Frein à air. — Les voilures seront munies du frein à air comprimé Westinghouse, avec détendeur à grande vitesse et rattrapage de jeu automatique, type J pour cylindres de 14 ou 16 pouces (427 ou 478 millimètres), et type K pour cylindres de 18 pouces (529 millimètres), suivant les plans fournis.
- Caisse. — Les panneaux extérieurs sont parfaitement plans et percés au gabarit. Toutes les têtes de rivets exposées à l’air auront la forme spéciale indiquée par les plans.
- Tous les joints plats apparents seront soudés.
- L’acide répandu sur les tôles sera enlevé avec soin pour empêcher la rouille de se former sous la peinture.
- Une toile trempée dans le minium sera placée contre le battant de pavillon du lanterneau, sous le châssis du lanterneau et sous l’aile inférieure du battant de pavillon principal.
- Les supports de glaces fixés aux pieds de baie seront dressés, percés et taraudés au gabarit, de façon que les châssis de glace soient interchangeables.
- Le plancher, à l’intérieur de la voiture ou sur la plate-forme, sera formé de monolithe ou d’un équivalent approuvé, posé sur du métal, muni d’agrafes espacées d’environ 8 pouces (200 millimètres), et ne devra pas peser plus de 50 livres par yard carré (27.5 kilogrammes par mètre carré).
- Les planchers des salons seront recouverts d’asphalte ayant la composition ci après :
- 25livres (11.33 kilogrammes) d’asphalte;
- 122 livres (55.33 kilogrammes) de gravier;
- 203 livres (92.07 kilogrammes) de neuchatel.
- Cette matière sera bouillie avec soin et appliquée à chaud.
- Revêtement intérieur. — Toutes les tôles seront parfaitement planes et lisses, exemptes de rouille et de battitures. Une couche de « ceilinite » de 3/lti pouce (4.76 millimètres) d’épaisseur sera appliquée à l’aide de colle forte sur la face arrière de toutes les surfaces planes. Le plafond sera formé de carton composé incombustible ou d’un équivalent approuvé, maintenu en place par des baguettes métalliques et par des boulons ou écrous de forme spéciale, suivant dessin.
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- CHAUFFAGE ET VENTILATION.
- Les voitures seront munies de manches de ventilation, de tuyaux de descente, de conduits sous le plancher, de prises d’air dans le plancher et de caisses de chauffe, comme l’indiquent les dessins.
- Le système de chauffage comprendra tous les purgeurs, robinets d’arrivée, robinet d’arrêt, boyaux et accouplements nécessaires ; il ne devra pas se déclarer de fuites sous une pression de vapeur de 100 livres (7 atmosphères).
- ECLAIRAGE.
- Toutes les voitures seront éclairées à l’électricité, le courant étant fourni par des dynamos ou par des accumulateurs.
- Accumulateurs. — Chaque voiture sera munie d’un accumulateur composé de 32 éléments, chacun d’une capacité de 280 ampères-heures. Les éléments seront disposés dans des bacs garnis de plomb, à deux compartiments, comme l’indiquent les tracés-types.
- Chaque élément comprendra six plaques positives et sept plaques négatives, ayant chacune 7 3/4 pouces (200 millimètres) de largeur sur 10 pouces (254 millimètres) de hauteur. Les plaques positives seront faites de 17 livres (7-7 kilogrammes) de plomb ; les plaques positives et négatives seront formées d’après le procédé Plante.
- Les accumulateurs seront fournis complets, comprenant les éléments, séparateurs, isolateurs, garnitures de bacs et connecteurs à main ; ils devront être entièrement formés, chargés et prêts pour le service avant d’être montés sur la voiture.
- Conduits. — Les conduits seront des tuyaux en acier, galvanisés intérieurement et extérieurement, et devront être d’une qualité approuvée par la compagnie du « Pennsylvania Railroad «.
- Tous les conduits devront répondre au tableau ci-après de poids et de dimensions, au moment où ils sont livrés au point où ils doivent être employés. La tolérance en moins sur les différents poids est fixée à 5 p. c. au maximum.
- Diamètre du conduit Épaisseur du métal, en pouces (en millimètres). Poids, en livres par pied (en kilogrammes par mètre).
- nominal, en pouces (en millimètres). extérieur, en pouces (en millimètres). intérieur, en pouces (en millimètres).
- llz (12-7) 0.84 (21.3) 0.62 (15.7) 0.110 (2.8) 0.85 (1.26)
- s/4 (19.0) 1 05 (25.9) 0.824 (20.9) 0.113 (2.9) 1.115 (1.66)
- 1 (25.4) 1.315 (33.3) 1.047 (26.6) 0.134 (3.4) 1.168 (2.41)
- 1^4 (31.7) 1.660 (42.2) 1.380 (35.1) 0.140 (3.6) 2.244 (3.33)
- l1/* (38.1) 1.900 (48.3) 1.610 (40.9) 0.145 (3.7) 2.670 (3.97)
- 2 (50 8) 2.375 (60.3) 2.067 (67.8) 0.154 (3.9) 3.609 (5.37)
- Tous les conduits doivent être fournis en longueurs d’au moins 10 pieds, chaque tronçon étant accompagné d’un accouplement. Sur demande, les constructeurs pourront se faire livrer les conuits coupés en longueurs spécifiées.
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- L’intérieur des tuyaux sera lisse, sans bavures ni ébarbures. Chaque tuyau sera examiné avec soin avant sa mise en place, les pièces pailleuses ou défectueuses seront refusées.
- Les extrémités de tous les tuyaux seront coupées d’équerre et alésées.
- Tous les tuyaux seront mis en place dans les meilleures conditions et tous les joints seront assemblés d’une façon parfaite et rendus étanches à l’eau.
- Toutes les liaisons des conduits avec des boîtes à jonction ou autres dont les raccords filetés ne sont pas indiqués seront munies de contre-écrous et bagues d’un type approuvé.
- On ne pourra user, comme lubrifiant, que du savon « Ivory » ou de la stéatite pour faciliter l’introduction des fils dans le conduit.
- Fils; conditions générales. — Tous les fils serviront à transporter du courant au potentiel de régime normal de 80 volts, avec un potentiel de service maximum possible de 90 volts.
- L’exécution et les matières seront de premier ordre et les meilleures de leur genre respectif.
- Conducteurs. — Tous les conducteurs dont le diamètre est inférieur au n° 6 de la jauge B. & S. (0.162 pouce [4.11 millimètres]) seront formés d’un seul fil, et tous les conducteurs n°6 ou au-dessus seront des câbles. Chaque fil isolé ou brin de câble sera en cuivre doux recuit ayant au moins une conductivité égale à 98 p. c. de celle du cuivre pur, norme de Mathiessen, il sera continu dans toute sa longueur et sera pourvu d’une grosse couche uniforme d’étain, sans bavures ni ébarbures.
- Essais mécaniques. — Le fil doit être capable de subir, sans rupture, un allongement de 25 p. c. sur une longueur de 10 pouces (254 millimètres) et de résister, sans casser, à trente torsions sur une longueur de 6 pouces (152 millimètres). Il doit aussi pouvoir être enroulé six fois sur un fil de même diamètre, puis déroulé.
- Les essais ci-dessus se feront sur des morceaux de fil séparés.
- Conducteurs isolés à la batiste vernie. — Les câbles de ligne du train seront composés de 37 brins de fil n° 14 B. & S. (0.064 pouce [1.63 millimètre]), donnant une section transversale de 151,700 circular mills (76.87 millimètres carrés); ils auront un diamètre extérieur de 0.45 pouce (11.4 millimètres) à nu, de 0.66 pouce (16.8 millimètres) avec l’isolant et la tresse.
- La connexion par câble 4-0 avec l’interrupteur automatique sera composée de 91 brins, chacun de 0.048 pouce (1.22 millimètre) de diamètre, donnant un diamètre de 0.53 pouce (13.5 millimètres) à nu et de 0.75 pouce (19 millimètres) avec l’isolant et la tresse.
- Le câble 3-0 pour la jonction flexible entre les voitures sera composé de 259 brins, chacun de 0.0253 pouce (0.64 millimètre) de diamètre, donnant un diamètre du conducteur de 0.53 pouce (13.5 millimètres) à nu et de 0.75 pouce (19 millimètres) avec l’isolant et la tresse.
- Les conducteurs ci-dessus seront recouverts de batiste vernie ou d’un autre isolant approuvé, et d’une tresse unique en coton de 1/3â pouce (0.8 millimètre) d’épaisseur, garantie contre l’influence des variations atmosphériques, pour arriver aux différents diamètres extérieurs mentionnés plus haut.
- Fils isolés au caoutchouc. — Tous les autres conducteurs seront isolés par un composé de caoutchouc et protégés par une double tresse de coton. Cette tresse sera imprégnée avec une solution choisie de manière à ne détériorer ni le coton ni le caoutchouc. Le conducteur sera isolé, concentriquement à l’épaisseur de paroi indiquée, avec un composé de caoutchouc d’une qualité telle qu’il réponde à toutes les prescriptions ci-après.
- Essais mécaniques du caoutchouc. — Une bande de 4 pouces (100 millimètres) de longueur, découpée également et régulièrement sur un conducteur quelconque, sera soumise aux essais
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- mécaniques ci-après. Une longueur entre repères de 2 pouces (50.8 millimètres), après avoir été allongée à 6 pouces (152 millimètres) et lâchée aussitôt, devra revenir une minute après à 9 5)4 pouces (70 millimètres) et résister ensuite à un allongement final à 7 1/.2 pouces (190 millimètres) avant de se rompre.
- Essai de voltage. — Chaque longueur de conducteur isolé devra supporter, pendant deux minutes, après une immersion de vingt-quatre heures dans l’eau et tout en restant submergée, les essais de voltage spécifiés par Y American Institute of Electrical Engineers, sur les appareils prescrits dans cette spécification.
- Essai de résistance d’isolement. — Après avoir subi avec succès l’essai de voltage, et en continuant à rester submergé, le conducteur devra accuser, après une minute d’action d’une force électromotrice d’au moins 100 volts, la résistance d’isolement minimum, en mégohms par mille, à 60° Fahr. (15.5° C.) indiquée dans le tableau ci-après.
- Conducteurs isolés au caoutchouc. Épaisseur de la paroi isolante, Nombre Voltage d’essai. Résistance d’isolement. Mégohms par mille a60° Fahr.
- N» Dimensions. en pouces (en millimètres). de brins. (15.5» C.)
- 4 Câble. Vie (1.6) 7 3,000 400 644
- 6 — Vie (1.6) 7 3,000 500 805
- 8 Fil isolé. V64 (1.2) 3,000 800 1,288
- 10 — 3/e4 (1-2) 3,000 900 1,448
- 12 — "Y64 (1-2) 3,000 1,000 1,609
- 14 — 3/64 (1-2) 3,000 1,000 1,609
- Conducteurs isolés à la batiste.
- Toutes les dimensions 3,000 50 80.5
- Réception. — Les matériaux ne répondant pas aux conditions de ces spécifications seront refusés par le représentant accrédité de la compagnie et retournés au fournisseur aux frais de ce dernier.
- PEINTURE.
- Toutes les surfaces de la voiture seront nettoyées avec soin et devront être libres de battit ures, de rouille, de graisse et d’acides lorsqu’on applique la peinture. On emploiera au besoin un jet de sable. Chaque couche de peinture devra être sèche avant l’application de la couche suivante, et sera d une qualité approuvée.
- ogies. Avant l’assemblage, toutes les surfaces des pièces du bogie, y compris toutes les ces non apparentes, mais non compris les roues et les essieux, recevront une couche de bonne peinture de protection du métal.
- Après assemblage, toutes les surfaces apparentes après la mise en place de la caisse sur les oies recevront deux couches d’émail pour bogies.
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- Châssis. — Pendant la construction, toutes les pièces du châssis, y compris les surfaces non apparentes, et les surfaces où il y a frottement >de métal sur métal, recevront deux couches d’un bon préservatif de métaux d’une nature incombustible. Toutes les surfaces accessibles recevront une troisième couche de préservatif pour métaux après achèvement de la construction.
- Caisse. — Avant assemblage, toutes les pièces en fer ou en acier, y compris la toiture, recevront une couche d’impression. Une seconde couche d’impression, diluée avec un quart d’essence de térébenthine pour un gallon de peinture, sera appliquée à toutes les surfaces, y compris celles qui sont cachées après achèvement de la voiture. Autant que possible, on donne cette seconde couche après le rivetage en place des panneaux en tôle.
- Après assemblage, les frises extérieures des côtés et des bouts, y compris les frises à inscrip-tions et le battant de pavillon du lanterneau, recevront une couche d’apprêt, puis on lisse les rugosités et les aspérités avec la surfacer composition, après quoi on ajoute quatre couches d’apprêt, on frotte avec de l’huile de lin et du drap émerisé, on ajoute deux couches de rouge de Toscane, puis on fait les filets et les inscriptions, et on termine par trois couches de vernis à finir.
- La surface extérieure du pavillon sera finie avec deux couches de couleur pour wagons à marchandises, du « Pennsylvania Railroad ».
- Pour les voitures à voyageurs et le compartiment à voyageurs des véhicules mixtes, les parois intérieures au-dessus des baies, les battants de pavillon du lanterneau, les portières de salon, l’intérieur des portières en bout, les cloisons du couloir du salon sur la face regardant le salon, jusqu’au plancher, seront finies en couleur de bronze, d’après la formule suivante :
- Bronze de laiton...............................4 livres (1.8 kilogramme).
- Ocre jaune de France à l’huile,................2 — (0.9 — ).
- Terre de Sienne à l’huile......................11/4— (0.57 — ).
- Noir de fumée..................................s/i6— (0.14 — ).
- Vernis à polir.................. . . . . . 3/g de gallon (1.42 litre).
- Vernis du Japon................................4/s — (0.48 — ).
- Essence de térébenthine........................3/8 — (1.42 — ).
- La peinture se continue comme suit : On mastique, lisse et frotte avec de l’huile de lin et de la toile émerisée. Une couche de couleur de fond, d’après la formule suivante :
- Ocre jaune de France à l’huile . 3 livres (l .36 kilogramme)
- Noir de fumée à l’huile — (0.0282 — )
- Huile de lin brute • . v8 de gallon (0.48 litre).
- Vernis du Japon - (0.24 — ).
- Vernis à polir — (0.24 — ).
- Térébenthine • - 3/s - (1.42 - ).
- Une couche de couleur de bronze, à filtrer et à agiter vigoureusement pendant l’emploi ; cette couche sera appliquée d’une façon égale et par petites touches. Quatre couches de vernis à polir; après séchage complet, poncer et huiler.
- Les traverses de baie, les parois latérales au-dessous des baies, les cadres métalliques des sièges et les caisses de chauffe seront peints au vert de bronze, d’après la formule suivante :
- Jaune de chrome moyen à l’huile . . . 8 livres (3.62 kilogrammes).
- Noir de fumée à l’huile................. 4 — (1.81 kilogramme).
- Vernis à polir.......................... 1/2 de gallon (1.890 litre).
- Vernis du Japon...............• t/s — (0.48 — ).
- Dilution à la térébenthine.
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- On l'applique comme suit : Deux couches de couleur; trois couches de vernis à polir; après séchage à fond, poncer et huiler.
- Les plafonds seront peints en vert pâle, d’après la formule suivante :
- Céruse ... ............
- Vert de chrome moyen à l’huile. Jaune de chrome moyen à l’huile Terre d’ombre brute à l’huile . Huile de lin brute . . . .
- Vernis à polir . . . . .
- Vernis du Japon . Térébenthine................
- 25 livres (11.4 kilogrammes). s/8 — (0.283 kilogramme). V* - (0.113 — ).
- 'U — (0.113 - ).
- !/» de gallon (0.48 litre).
- iU _ (0.96 - ).
- V32 - (0.12 - ).
- iU _ (0.96 - ).
- On peut l’appliquer comme suit : Une couche d’impression mélangée avec du vert pour plafonds : employer Vs de gallon de vert pour chaque gallon d’apprêt ; mastiquer, lisser, passer au papier de verre. Deux couches de vert pour plafond appliquées par petites touches égales. La dernière couche sera appliquée après finissage des côtés.
- Le plancher sera peint d’après la formule suivante :
- Ocre jaune de France à l’huile .... 16 livres (7.2 kilogrammes).
- Terre d’ombre calcinée à l’huile .... 8 — (3.6 — j.
- Vernis à polir............................ x/i de gallon (0.96 litre).
- Vernis du Japon.......................... . 1ji — (0.96 — ).
- Dilution à la térébenthine.
- On l’appliquera comme suit : Deux couches de couleur pour planchers ; une couche de laque orange.
- Les châssis de glace et les accoudoirs seront en acajou naturel, et les châssis du lanterneau seront peints et veinés dans une couleur correspondante.
- Pour les fourgons à bagages, le revêtement intérieur sera peint comme suit : Une couche d’impression au glacis sombre ; deux couches de glacis brun.
- Le plafond sera peint comme suit : Une couche d’impression au glacis blanc ; deux couches de glacis blanc.
- Le plancher sera peint comme suit : Deux couches de peinture de plancher élastique, en rouge sombre.
- Pour les bureaux-poste et les wagons réfrigérants, le revêtement intérieur sera peint comme suit : Deux couches de couleur de fond chêne; repiquer et veiner; une couche de vernis.
- Le plafond sera peint comme suit : Une couche d’impression au glacis blanc; deux couches de glacis blanc.
- Le plancher sera peint comme suit : Deux couches de peinture de plancher élastique, en rouge sombre.
- SPÉCIFICATIONS GÉNÉRALES.
- Acier. — L’acier sera fabriqué d’après le procédé sur sole et devra répondre aux conditions de la spécification spéciale. Les tôles de frises et de panneaux seront visitées au point de vue de la surface, de l’absence d’ondulations et du chargement sur wagons.
- Fer. ce métal sera commandé sous la désignation de « fers en barres » et devra répondre aux conditions de la spécification spéciale.
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- Pièces de forge. — Le fer destiné à être forgé devra être de la qualité spécifiée ci-dessus et pouvoir être travaillé à la température voulue sans s’avarier.
- Fonte. — Tous les moulages en fonte grise seront fabriqués avec de la fonte grise tenace, présentant une cassure uniforme et à grain serré, sans aucune apparence blanche, truitée ou vitreuse. Elle sera suffisamment tendre pour pouvoir être facilement coupée, percée et burinée; sous un coup de marteau porté sur un angle ou une arête, le métal s’entaillera sans casser.
- Fonte malléable. — Les pièces en fonte malléable seront faites d’un métal sain, de qualité supérieure, également recuite dans toute leur épaisseur. Sur demande, le fournisseur devra fournir, pour essais, des éprouvettes de la fonte recuite employée pour les moulages. Ces éprouvettes accuseront à l’essai une résistance à la rupture de 40,000 livres par pouce carré (28 kilogrammes par millimètre carré), avec un allongement d’au moins 2 1/j p. c. Les éprouvettes devront pouvoir être pliées à l’angle de 80 degrés, sans présenter de criques sur la face convexe. Tous les moulages auront la forme prescrite et porteront les lettres et chiffres indiqués.
- Acier moulé. —- Tous les moulages en acier seront recuits. Sur demande, les moulages en acier auront un témoin qui sera coupé après recuit, et l’essai se fera sur une éprouvette cylindrique de 3/4 pouce (19 millimètres) découpée dans ce témoin. L’éprouvette accusera une résistance extrême d’au moins 70,000 livres par pouce carré (49 kilogrammes par millimètre carré), une limite élastique d’au moins 35,000 livres par pouce carré (24.5 kilogrammes par millimètre carré), un allongement minimum de 15 p. c. sur 2 pouces (50.8 millimètres), et une striction de 20 p. c. à la cassure.
- Après finissage de la surface de frottement d’un moulage en acier quelconque, il ne doit subsister aucune soufflure dépassant 1 pouce (25.4 millimètres) dans aucun sens ni '/a pouce carré (3 centimètres carrés) de surface. La longueur des soufflures, mesurée par une ligne droite dans une direction quelconque, ne dépassera jamais 1 pouce par pied (25.4 millimètres sur 305 millimètres) .
- Yerre. — Tout le verre destiné à être employé dans les baies des compartiments à voyageurs sera de la glace polie de Vs pouce (3 millimètres) d’épaisseur.
- Le verre des glaces des bureaux-poste, fourgons à bagages et fourgons à messageries, et de tous les compartiments, à l’exception des compartiments à voyageurs des véhicules mixtes, sera du cristal de double épaisseur.
- Affichage dans les voitures. — La pratique normale du « Pennsylvania Railroad » sera observée pour la forme et l’emplacement des avis affichés dans les voitures.
- Montures en laiton. —Toutes les montures en laiton seront conformes, pour la couleur, aux échantillons fournis, et devront être finies à la gratte-bosse. Les lanternes, filets à bagages et toutes les montures au-dessus des baies devront être laqués.
- Mains courantes. — Les mains courantes dans le vestibule et à l’extérieur de la caisse seront débarrassées de toute aspérité et munies d’une couche de vernis du Japon.
- Une liste de spécialités sera fournie avec chaque commande de véhicules.
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- j- 021 .131.2 &-62B .246 ]
- EXPOSÉ N° 6
- (Grande-Bretagne)
- Par Wilson WORSDELL,
- INGÉNIEUR EN CHEF DES CONSTRUCTIONS MÉCANIQUES DU « NORTH EASTERN RAJLWAY
- Ayant eu l’honneur d’être invité par Mr le secrétaire général de la Commission permanente du Congrès international des chemins de fer à présenter un exposé de l’emploi des aciers spéciaux de haute résistance pour différentes pièces du matériel roulant, en ce qui concerne la Grande-Bretagne, nous avons adressé un questionnaire à un certain nombre de compagnies de chemins de fer.
- Tout d’abord, il s’agissait de savoir quelle est la résistance minimum qu’un acier doit posséder pour qu’on puisse le qualifier d’« acier spécial à haute résistance ». La limite adoptée par MM. Kônigs-bwg et LeBlant est de 60 kilogrammes par millimètre carré, soit environ 38 tonnes par pouce carré. Nous sommes tout dispose à accepter ce chiffre, sous réserve toutefois des aciers pour bandages et pour ressorts : à notre avis, en effet, la limite en fiction ne peut pas s’appliquer exac-
- tement à oes deux cas et nous ferions simplement perdre son temps au Congrès en parlant ici d’un métal dont l’emploi est général depuis de longues années. Ce n’est que l’acier pour bandages présentant une résistance à latraction de plus de 30 tonnes par pouce carré (79 kilogrammes par millimètre carré) qui pourrait actuellement être considéré comme spécial, étant donné que l’on utilise maintenant, pour les bandages, des aciers dont la résistance atteint 63 et même 70 tonnes par pouce carré (103 et même 110 kilogrammes par millimètre carré) ; d’autre part, l’acier à ressorts doit ou bien être additionné d’un élément spécial, tel que le chrome, le nickel ou le vanadium, ou bien contenir plus de 0.8 p. c. de carbone, avant de pouvoir, à bon droit, être considéré comme spécial.
- Les avantages de ces aciers spéciaux sont que certains d’entre eux peuvent
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- avoir une dureté extrême, sans être trop cassants, de sorte que les renouvellements de pièces sont moins fréquents. Certains autres peuvent être constitués de manière à avoir une grande ténacité, ce qui permet de réduire le poids des pièces, tout en leur conservant leur résistance, et d’employer une construction dont certaines parties, par suite du manque de place, ne pourraient pas recevoir, avec l’acier ordinaire, des dimensions suffisantes pour la résistance voulue. Il est évident que les fabricants des aciers spéciaux demandent des prix beaucoup plus élevés que pour un métal de qualité plus ordinaire II en résulte que le besoin de ces aciers n’existe que quand des limitations de poids ou de dimensions, ou une usure excessive rendent insuffisant le métal plus ordinaire. On peut cémenter et tremper la plupart des pièces exposées à une usure excessive; dès lors l’emploi d’un acier spécial pour diminuer l’usure est pratiquement limité aux bandages et aux pièces moulées à surfaces frottantes. Gomme les lignes de chemin de fer de la Grande-Bretagne ont un tracé relativement facile, l’usure des bandages n’est pas excessive; par suite, les bandages en acier très dur ne sont pas nécessaires et, grâce à la construction robuste de la voie, les charges par essieu peuvent varier entre des limites plus étendues que dans d’autres pays; aussi les aciers ordinaires actuels ont-ils été reconnus suffisants jusqu’à présent.
- Dans ces conditions, il est facile de comprendre que les aciers spéciaux de haute résistance ne sont pas, pour le moment, très demandés en Grande-Bretagne. Aussi nous sommes-nous vu, à notre sincère regret, dans la nécessité d’informer le secrétaire général de la Commission
- permanente du Congrès qu’en raison de l’insuffisance des renseignements dont nous disposions pour établir un exposé, il nous était impossible d’en fournir un. Mais comme nous devions assister au Congrès en qualité de délégué, il nous a semblé intéressant de passer rapidement en revue les cas où des aciers spéciaux de haute résistance sont employés en Grande-Bretagne.
- Essieux coudés.
- Type « built up » (en plusieurs morceaux).
- La Compagnie du « Great Western Rail-way » a quelques essieux du type « built up » ; la résistance à la traction de l’acier est de 45 à 50 tonnes par pouce carré (71 à 79 kilogrammes par millimètre carré).
- On ne possède pas encore de chiffres comparatifs concernant le parcours de ces essieux.
- La Compagnie du « London & North Western Railway » emploie aussi des essieux du type « built up »; la résistance à la traction de l’acier, sauf pour les coudes, est de 37 à 44 tonnes par pouce carré (58.5 à 69.5 kilogrammes par millimètre carré).
- L’acier renferme 0.25 p. c. de chrome. Les coudes sont en acier d’une qualité beaucoup plus douce. On ne possède pas de chiffres comparatifs concernant le parcours.
- Quelques compagnies de chemins de fer emploient maintenant des essieux coudes d’une seule pièce, en acier d’une résistance à la traction de 35 à 40 tonnes par pouce carré (55.3 à 63.2 kilogrammes par millimètre carré), conformément aux recommandations de Y Engineering Standard Committee (Comité des unités techniques;»
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- niais ces essieux ne sont pas encore depuis assez longtemps en service pour qu’on puisse avoir des chiffres authentiques au sujet de leur longévité.
- Essieux droits.
- La Compagnie du « London & North Western Railway « emploie, pour les essieux droits de locomotives, de l’acier à 0.25 p. c. de chrome, dont la résistance est de 37 à 44 tonnes par pouce carré (38.5 à 69.5 kilogrammes par millimètre carré).
- Des essieux droits en acier de 35 à 40 tonnes par pouce carré (55 à 63 kilogrammes par millimètre carré) sont actuellement employés d’une manière assez générale pour les locomotives et voitures sur la plupart des chemins de fer; ils font un parcours d’environ 450,000 milles (724,200 kilomètres) sur les roues couplées des machines d’express.
- Bandages.
- La Compagnie du « Midland Railway » emploie des bandages de locomotives en acier de 55 à 60 tonnes par pouce carré (87 à 95 kilogrammes par millimètre carré), mais ne peut pas encore donner de renseignements sur leur durée.
- La Compagnie du « Great Central Railway » a quelques bandages de voitures en acier de 54 à 60 tonnes (85.3 à 95 kilogrammes par millimètre carré), mais ne Possède pas encore de chiffres relatifs à leur longévité.
- Plusieurs compagnies de chemins de fer emploient maintenant des bandages en acier d une résistance à la traction de 50 à
- tonnes par p0Uce carré (79 à 87 kilo-ë ammes par millimètre carré) pour les
- locomotives et voitures, conformément aux recommandations de l’Engineering Standard Committee; mais ces bandages ne sont pas encore depuis assez longtemps en service pour qu’on puisse donner des renseignements authentiques sur leur durée.
- Tiges de piston et glissières.
- La Compagnie du « Midland Railway » a des tiges de piston en acier de 42 à 48 tonnes par pouce carré (66.4 à 75.8 kilogrammes par millimètre carré).
- La Compagnie du « London & North Western Railway » emploie de l’acier d’une résistance de 47 à 52 tonnes par pouce carré (74.2 à 82.2 kilogrammes par millimètre carré) pour les glissières des têtes de piston.
- La Compagnie du « Great Central Railway » emploie pour les tiges de piston et les glissières de l’acier ayant une résistance à la traction de 42 à 46 tonnes par pouce carré (66.4 à 72.6 kilogrammes par millimètre carré).
- La Compagnie du « North Eastern Railway » emploie de l’acier de 40 à 45 tonnes (63 à 71.2 kilogrammes par millimètre carré) pour les tiges de piston et les glissières.
- Aucune des compagnies mentionnées plus haut ne peut fournir de renseignements sur l’usure de ces pièces.
- Pièces en acier moulé.
- Deux compagnies seulement répondent qu’elles emploient de l’acier moulé d’une résistance à la traction dépassant 38 tonnes par pouce carré (60 kilogrammes par millimètre carré); c’est le «Great Central » et le «Midland Railway». La résistance de
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- cet acier varie de 40 à 45 tonnes (63 à 71.2 kilogrammes par millimètre carré).
- Les cas ei-dessus de l’emploi d’aciers spéciaux à haute résistance sont les seuls dont nous ayons eu connaissance; sans nous dissimuler que les renseignements
- que nous pouvons soumettre au Congrès sont maigres, nous espérons qu’ils présenteront peut-être quelque intérêt.
- On trouvera plus loin le questionnaire adressé aux différentes compagnies de chemins de fer.
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- ANNEXE.
- Questionnaire détaillé relatif à la question V, littéra B.
- Essieux coudés
- Type d’une seule pièee.
- a) Procédé de fabrication de l’acier.
- b) Limites supérieure et inférieure de la résistance à la traction pour les essieux coudés du type normal en une seule pièce.
- ci Si vous n’avez pas adopté de limite supérieure, quel est l’allongement minimum sur une longueur de 3 pouces (76 millimètres)?
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chaque élément présent.
- f) Sur quels points de l’essieu prélevez-vous les éprouvettes ?
- g) Quel essai de pliage spécifiez-vous?
- K) Prescrivez-vous un essai de flexion, et lequel?
- i) Les lingots servant à fabriquer les essieux sont-ils comprimés en fusion ?
- /) Prescrivez-vous la trempe à l’huile ou le recuit après dégrossissement au tour ?
- k) Retirez-vous ces essieux de service après un parcours déterminé? Le cas échéant, quel est ce parcours ?
- ?) Dans le cas contraire, pouvez-vous indiquer le parcours moyen des essieux coudés d’une seule pièce, fabriqués d’après vos spécifications normales, et montés sur des machines d’express?
- Type expérimental.
- , Avez-vous des essieux coudés d’une seule
- pièce, en acier à haute résistance, employés à itre d essai? Le cas échéant, veuillez en indiquer ^enonabie total en service, la résistance à la trac-^ a^ongement, la proportion pour cent de °ne, les autres éléments spéciaux et la pro-rti°n pour cent de chaque élément.
- «) Pouvez-vous donner les détails des essais de flexion faits sur des éprouvettes provenant de ce type d’essieu?
- 6) Pouvez-vous indiquer le parcours de ces essieux (en fonction de celui de votre type normal), le service étant le même?
- p) Quelle est, en pour cent, l’augmentation du prix sur celui de votre type normal ?
- q) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type?
- r) Avez-vous constaté que l’adoption de l’acier à plus haute résistance permet d’employer un essieu plus léger ou faut-il maintenir les dimensions au-dessus de celles nécessaires pour la résistance, en raison des surfaces de portée?
- Essieux coudes (pour corps, coudes et tourillons).
- Type en plusieurs pièces.
- a) Procédé de fabrication de l’acier.
- b) Limites supérieure et inférieure de la résistance à la traction.
- c) Allongement minimum pour cent sur 3 pouces (76 millimètres) ;
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Eléments spéciaux et proportion pour cent de chaque élément présent.
- fj Traitement après forgeage ou après dégrossissement au tour ?
- g) Sur quels points prélevez-vous des éprouvettes ?
- h) Quel essai de pliage spécifiez-vous ?
- i) Prescrivez-vous un essai de flexion, et lequel?
- j) Retirez-vous ces essieux de service après un parcours déterminé? Le cas échéant, quel est ce parcours ?
- k) Dans le cas contraire, pouvez-vous indiquer le parcours moyen en service de trains express?
- l) Quel est le prix de ces essieux, relativement à celui de votre type normal d’une seule pièce?
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- Type expérimental.
- m) Avez-vous des essieux coudés en plusieurs pièces, en acier de haute résistance, employés à titre d’essai?
- n) Le cas échéant, veuillez en indiquer le nombre total.
- o) Résistance à la traction (pour corps, coudes et fusées des tourillons).
- p) Proportion pour cent de carbone.
- q) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chaque élément .
- r) Traitement après forgeage ou dégrossissage au tour.
- s) Pouvez-vous donner des détails des essais de flexion faits sur des éprouvettes provenant de ce type d’essieu?
- t) Pouvez-vous indiquer le parcours de ces essieux, montés sur des locomotives d’express?
- u) Quel est le prix de ces essieux, relativement à celui de votre type normal d’une seule pièce ?
- ü) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type ?
- w) Avez-vous constaté que l’adoption de l’aoier à plus haute résistance permet d’employer un essieu plus léger, ou faut-il maintenir les dimensions au-dessus de celles nécessaires pour la résistance, en raison des surfaces de portée?
- Essieux droits (pour locomotives et tenders, pour voitures, pour wagons).
- Type normal.
- a) Procédé de fabrication de l’acier.
- b) Limites supérieure et inférieure de la résistance à la traction.
- c) Allongement minimum pour cent sur trois pouces (76 millimètres).
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chaque élément présent.
- f) Traitement après forgeage.
- g) Retirez-vous ces essieux de service après un parcours déterminé ? Le cas échéant, quel est ce parcours ?
- h) Dans le cas contraire, pouvez-vous en donner le parcours moyen fou la longévité moyenne) ?
- Type expérimental.
- i) Avez-vous des essieux en acier de haute résistance, employés à titre d’essai?
- /) Le cas échéant, veuillez en indiquer le nombre.
- h) Quelle est la résistance à la traction?
- l) Allongement pour cent sur 3 pouces (76 mil-limé très).
- m) Proportion pour cent de carbone.
- n) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chaque élément présent.
- o) Traitement après forgeage.
- p) Pouvez-vous indiquer le parcours (ou la durée) de ces essieux, relativement à votre type normal, en les employant au même service?
- q) Quelle est la différence pour cent de prix en plus de celui de votre type normal ?
- r) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type?
- ÿ) Avez-vous constaté que l’adoption de cet
- acier à plus haute résistance permet d’employer un essieu plus léger, ou faut-il maintenir les dimensions au-dessus de celles nécessaires pour la résistance, en raison des surfaces de portée?
- t) Pouvez-vous donner des résultats comparatifs d’essais de destruction faits sur ces essieux en acier à haute résistance et sur ceux de votre type ordinaire ?
- Bandages (pour locomotives et tenders, pour voitures, pour wagons).
- a) Procédé de fabrication.
- b) Limites supérieure et inférieure de la résistance à la traction.
- c) Allongement minimum sur 3 pouces (76 millimètres) .
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chaque élément présent.
- f) Traitement après laminage.
- g) Epaisseur des bandages neufs.
- h) Limite inférieure de l’épaisseur.
- Type expérimental.
- i) Avez-vous des bandages d’une plus haute résistance à la traction employés expérimentalement-
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- •l6 cas échéant, quel en est le nombre?
- Quelle est la résistance à la traction ?
- Z) Allongement pour cent sur trois pouces (76 millimètres).
- m) Proportion pour cent de carbone.
- n) Autres éléments spéciaux et proportion pourcent de chaque élément présent.
- o) Traitement après laminage.
- p) Épaisseur des bandages neufs.
- q) Limite inférieure de l’épaisseur.
- r) Différence pour cent du prix au-dessus de celui de votre type normal.
- s) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type ?
- t) Quel est le parcours moyen avant retournage que vous obtenez avec vos bandages normaux sur les roues motrices des machines à voyageurs express?
- u) Quelle est, à usure égale, l’augmentation pour cent de parcours que vous obtenez avec les bandages en acier de plus haute résistance employés dans les mêmes conditions du service?
- v) Pouvez-vous donner des résultats comparatifs d’essais de destruction faits sur les bandages en acier à plus haute résistance et sur ceux de votre type ordinaire?
- Tôles de chaudière.
- a) Employez-vous de l’acier d’une résistance à la traction de plus de 32 tonnes par pouce carré (50.4 kilogrammes par millimètre carré) pour les tôles de chaudière et de foyer ?
- à) Le cas échéant, quelle en est la résistance à la traction ?
- c) Quel est l’allongement pour cent sur 8 pouces (203 millimètres) ?
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- f) Disposition des tôles dans la chaudière ou le foyer.
- ff) Quelle est l’augmentation de la durée de
- tôles, par rapport à celle des tôles ordinaires ?
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- h) Quelle est l’augmentation pour cent du prix ?
- i) Comptez-vous en étendre l’emploi?
- j) L’emboutissage des tôles en acier de cette qualité spéciale donne-t-il lieu à des difficultés ?
- k) Avez-vous essayé l'emploi d’acier de composition ou fabrication spéciale (n’ayant pas nécessairement une plus haute résistance à la traction que l’acier ordinaire) pour résister à l’effet de la corrosion?
- l) Le cas échéant, veuillez donner des détails sur la composition ou la fabrication, l’augmentation pour cent de prix et les résultats obtenus en service.
- m) Comptez-vous en étendre l’emploi ?
- Tubes à fumée.
- a) Employez-vous, pour les tubes, de l’acier d’une résistance à la traction de plus de 30 tonnes par pouce carré (47 kilogrammes par millimètre carré)?
- b) Le cas échéant, quelle est la résistance à la traction?
- c) Quel est l’allongement pour cent sur 8 pouces (203 millimètres)?
- d) Quelle est la proportion pour cent de carbone?
- e) Quelle est l’augmentation de la durée de ces tubes, par rapport à celle des tubes ordinaires ?
- f) Quelle est l’augmentation pour cent du prix ?
- g) Comptez-vous en étendre l’emploi?
- h) Leur mandrinage donne-t-il lieu à des difficultés ?
- i) Avez-vous essayé l'emploi d’acier de composition ou de fabrication spéciale (n’ayant pas nécessairement une plus haute résistance à la traction que l’acier ordinaire) pour résister aux efforts de la corrosion?
- /) Le cas échéant, veuillez donner des détails sur la composition ou la fabrication, l’augmentation pour cent de prix et les résultats obtenus en service.
- k) Comptez-vous en étendre l’emploi?
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- Tiges de piston et glissières.
- Type normal.
- a) Procédé de fabrication de l’acier.
- b) Limites supérieure et inférieure de la résistance à la traction.
- c) Allongement pour cent sur 3 pouces (76 millimètres).
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- fl Traitement après forgeage.
- Type expérimental.
- g) Avez-vous des tiges de piston ou glissières en acier d’une plus grande résistance, employées à titre expérimental?
- h) Le cas échéant, quel en est le nombre?
- ï] Quelle en est la résistance à la traction ?
- j) Allongement pour cent sur 3 pouces (76 millimètres).
- k) Proportion pour cent de carbone.
- l) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- m) Traitement après forgeage.
- n) Quelle est l’économie pour cent de poids que vous avez pu réaliser grâce à l’emploi de cet acier spécial ?
- o) Quelle est la différence d’usure entre le type ordinaire et le type spécial ?
- p) Quelle est l’augmentation pour cent du prix ?
- q) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type?
- Bielles motriees et bielles d’accouplement.
- Type normal.
- a) Procédé de fabrication de l’acier.
- b) Limites supérieure et inférieure de la résistance à la traction.
- c) Allongement minimum sur 3 pouces (76 millimètres) .
- cl) Teneur pour cent en carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- f) Traitement après forgeage.
- Type expérimental.
- g) Avez-vous des bielles motrices ou d’accouplement en acier d’une plus haute résistance à la traction, employées à titre d’essai?
- h) Le cas échéant, quel en est le nombre?
- i) Quelle en est la résistance à la traction?
- j) Allongement pour cent sur 3 pouces (76 mil. limètres).
- k) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- l) Traitement après forgeage'
- m) Quelle est l’économie pour cent de poids que vous avez pu réaliser grâce à l’emploi de cet acier spécial?
- n) Quelle est l’augmentation pour cent du prix?
- o) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type?
- Autres organes du mouvement.
- a) Employez-vous des aciers d’une résistance à la traction de plus de 32 tonnes par pouce carré (50.5 kilogrammes par millimètre carré) pour d’autres organes du mouvement?
- b) Le cas échéant, quelle en est la résistance à la traction ?
- c) Allongement pour cent sur 3 pouces (76 millimètres).
- d) Proportion pour cent de carbone.
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- f) Prière d’indiquer les pièces pour lesquelles . vous employez cet acier.
- g) Prière de donner des résultats en service pour cet acier et celui employé précédemment.
- h) Quelle est l’économie pour cent de poids que vous avez pu réaliser grâce à l’emploi de cet acier spécial?
- i) Quelle est l’augmentation pour cent du prix?
- j) Comptez-vous en étendre l’emploi?
- Pièces en acier moulé.
- a) Employez-vous de l’acier moulé d’une résistance à la traction de 35 tonnes (55 kilogrammes par millimètre carré) et au dessus pour des pièces de locomotives, voitures et wagons?
- b) Le cas échéant, quelle est la résistance à la traction ?
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- c) Allongement pour cent sur 3 pouces (76 millimètres).
- d) Proportion pour cent de carbone.
- 6) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- fj Veuillez énumérer les pièces pour lesquelles vous employez cet acier et indiquer pour chacune eu quoi elles étaient précédemment?
- ) Quel a été le but du changement?
- h) Quels avantages avez-vous retirés en service de l’emploi de ce métal?
- i) Quelle est l’augmentation pour cent du prix?
- j) Comptez-vous en étendre l’emploi?
- Ressorts à lames (pour locomotives et tenders, pour voitures, pour wagons).
- Type normal.
- a) Procédé de fabrication.
- b) Proportion pour cent de carbone :
- Maîtresse lame ;
- Autres lames.
- ) Eléments spéciaux et proportion pour cent de chacun :
- Maîtresse lame ;.
- Autres lames.
- d) Quels essais faites-vous subir à l’acier avant la réception?
- e) Quels essais faites-vous subir aux ressorts finis avant la réception?
- f) Quel procédé de recuit, etc., employez-vous ou spécifiez-vous ?
- o) Quel est l’effort en tonnes par pouce carré (calculé sur la charge statique) auquel vous soumettez vos ressorts?
- Type expérimental.
- h) Avez-vous des ressorts d’un genre spécial
- acier, employés à titre d’essai ?
- *' cas échéant, quel en est le nombre?
- ri Proportion pour cent de carbone :
- Maîtresse lame ;
- Autres lames.
- Bp&ia“ et pr0iK>rtion
- Maîtresse lame;
- Autres- lames.
- T) Quel est le procédé de recuit employé?
- m) Quelle augmentation pour cent de l'effort admettez-vous pour ces ressorts en acier spécial ?
- n) Pouvez-vous indiquer le parcours (ou la durée) de ces ressorts, comparés à ceux de votre type normal affectés à un service analogue ?
- o) Quelle est l’augmentation pour cent du prix par ressort?
- p) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type?
- Ressorts en volute et en hélice (pour locomotives et tenders, pour voitures, pour wagons).
- Type normal.
- a) Procédé de fabrication de l’acier.
- b) Proportion pour cent de carbone.
- c) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- d) Quels essais faites-vous subir à l’acier avant la réception?
- e) Quels essais faites-vous subir aux ressorts finis avant la réception ?
- f) Quel procédé de recuit employez-vous ou spécifiez-vous ?
- g) Quel est l’effort en tonnes par pouce carré (calculé sur la charge initiale) auquel vous soumettez vos ressorts?
- Type expérimental.
- h) Avez-vous des ressorts d’un genre spécial d’acier, employés à titre d’essai ?
- i) Le cas échéant, quel en est le nombre ?
- j) Proportion pour cent de carbone.
- h) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- l) Quel est le procédé de recuit employé?
- m) Quelle augmentation pour cent de l’effort admettez-vous pour ces ressorts en acier spécial?
- n) Pouvez-vous indiquer le parcours (ou la durée) de ces ressorts, comparés à ceux de votre type normal affectés à un service analogue ?
- o) Quelle est l’augmentation pour cent du prix par ressort ?
- p) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type?
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- Crochets d’attelage.
- a) Employez-vous de l’acier d’une résistance à la traction de plus de 32 tonnes par pouce carré (50.5 kilogrammes par millimètre carré) pour les crochets d’attelage?
- b) Le cas échéant, quelle est la résistance à la traction?
- c) Quelle est la proportion pour cent de carbone?
- d) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- e) Quelle est la résistance à la rupture de ces crochets et quelle est la charge sous laquelle se produit une déformation?
- f) Quelle était la résistance à la rupture de l’ancien type de crochets de section égale, et sous quelle charge se produisait une déformation ?
- g) Quelle est l’augmentation pour cent de la durée que vous obtenez avec ces crochets en acier spécial?
- h) Quelle est l’augmentation pour cent du prix par crochet ?
- i) Si ces crochets sont d’une section plus légère que l’ancien type, quelle est l’économie pour cent de poids?
- j) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type de crochet?
- Attelages à trois mailles.
- a) Employez-vous de l’acier ayant une résistance à la traction de plus de 32 tonnes par pouce carré (50'5 kilogrammes par millimètre carré) pour les attelages à trois mailles ?
- b) Le cas échéant, comment sont-ils fabriqués ?
- c) Quelle est la résistance à la traction ?
- d) Quelle est la proportion pour cent de carbone?
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- f) Quelle est la résistance à la rupture de ces attelages et quelle charge les déforme suffisamment pour qu’ils ne s’engagent pas dans le crochet ?
- g) En quoi étaient-ils précédemment ?
- h) Quelle était la résistance à la rupture de l’ancien type de section égale et soüs quelle charge se déformait-il suffisamment pour ne plUs s’engager dans le crochet?
- i) Quelle est l’augmentation pour cent de ]a durée que vous obtenez avec ces attelages en acier spécial ?
- ;) Quelle est l’augmentation pour cent du prix par attelage?
- h) Si ces attelages sont d’un profil plus léger que l’ancien type, quelle est l’économie pour cent de poids?
- 7) Comptez-vous étendre l’emploi de ce type d’attelage?
- Attelages à vis.
- à) Employez-vous de l’acier ayant une résistance à la traction de plus de 32 tonnes par pouce carré (50.5 kilogrammes par millimètre carré) pour une pièce quelconque des attelages à vis?
- b) Le cas échéant, quelles pièces sont faites de cet acier spécial?
- e) Quelle est la résistance à la traction?
- d) Quelle est la proportion- pour cent de carbone?
- e) Autres éléments spéciaux et proportion pour cent de chacun.
- f) Quelle est la résistance à la rupture deces attelages, et sous quelle charge la vis ne peut-elle plus être manœuvrée?
- g) En quoi étaient-ils précédemment?
- h) Quelle était la résistance à la rupture de l’ancien type du même profil et sous quelle charge la vis ne pouvait-elle plus être manceuvree.
- i) Quelle est l’augmentation pour cent de la durée que vous obtenez avec ces attelages e® acier spécial?
- j) Quelle est l’augmentation pour cent du P111
- par attelage? ;
- k) Si ces attelages sont d’un profil plus le?*
- que l’ancien type, quelle est l’économie P°ur cent de poids ? ' '
- l) Comptez-vous étendre l’emploi de ce . d’attelage ?
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- DISCUSSION EN SECTION
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- Séance du 5 juillet 1910 (matin}.
- Présidence de Mr GERSTNER.
- Mr le Président. — La parole est à Mr Kabodi pour nous présenter le résumé de l’exposé de Mr Szlabey, empêché de prendre part à nos travaux.
- Mr Kabodi, Ch. de f. de l’État hongrois. (En allemand.) — Par suite de l’absence de Mr le sous-directeur Szlabey, j’ai été chargé de l’honorable mission de présenter à cette assemblée un résumé succinct de son exposé de la question V, littéra A.
- Malheureusement, la grande majorité des administrations faisant partie du Congrès n’ont pas répondu au questionnaire qui leur a été adressé, de sorte que mon résumé ne pourra pas donner, tant s’en faut, un aperçu complet de la question dont il s’agit.
- En examinant la première partie de la question : « Emploi de l’acier dans la construction du matériel de traction et de transport », il faut se demander d’abord quel est le métal qu’il faut entendre par la désignation « acier ».
- Etant donnée la variété extraordinaire la nomenclature des matériaux, il s agissait avant tout de dire que l’on ne Peut appeler acier que le métal ayant une
- résistance à la traction de plus de 44 kilogrammes par millimètre carré. On n’a d’ailleurspu, en établissant le questionnaire, vouloir envisager l’emploi de matériaux de qualité inférieure, puisqu’au xxe siècle, comme le fait très justement remarquer une administration anglaise dans sa réponse au questionnaire, il n’y a guère de chemin de fer qui n’emploie dans les plus larges proportions de l’acier ou du fer dans la construction de son matériel roulant. Le métal ayant une résistance à la traction de moins de 44 kilogrammes ne peut donc plus, si l’on veut observer la précision technologique nécessaire, être désigné sous le nom d’acier; il convient de l’appeler fer fondu, et dès lors il ne rentrera pas dans le cadre de notre étude.
- De même, il a fallu passer sous silence les pièces du matériel roulant, telles que essieux, bandages, ressorts, appareils de traction et de choc, chaudières, etc., qui, d’après le littéra B de la question Y, font l’objet d’exposés spéciaux.
- Ceci dit, il convient de faire remarquer tout d’abord que les aciers employés diffèrent radicalement d’une administration
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- à l'autre au point de vue de leurs propriétés. Nous pourrons néanmoins les classer en deux groupes :
- 1° Acier Martin-Siemens forgé ou laminé;
- 2° Acier Martin moulé.
- Le premier est généralement employé dans la construction des organes sujets à une fatigue et à une usure considérables, pour lesquels la sécurité exige un métal tenace et résistant, et qifi, grâce à leur forme simple, peuvent être forgés facilement et moyennant une dépense modérée; tels sont les arbres de frein et leurs paliers, les. boulons, les boîtes, les manivelles, les tourillons de manivelles, les bielles motrices et les bielles d’accouplement, les tiges de tiroir et de piston, les corps de piston, les longerons,etc., sur les locomotives, les pivots, les supports de traverses de pivot, sur les voitures et wagons.
- L’acier Martin moulé est employé dans les cas où l’on exige simultanément avec une grande résistance et une grande sécurité, une longue durée, mais où, par suite de la forme compliquée, l’usinage à la forge devient difficile et onéreux (boîtes à huile, glissières de boîtes, leviers de frein, paliers d’arbres de frein, pistons moteurs, crosses de piston, supports d’arbres de changement de marche, longerons et entretoises, menottes de ressorts, crapandines de bogies, consoles, etc.,, de locomotives, glissières de plaques de garde, supports de traverses de pivot, supports de tirants de caisse, diyers paliers, menottes de ressorts-, ferrures de portes, faux-tampons, corps de roues, consoles de voitures et wagons). Le coefficient de qualité des aciers est variable; il dépasse 44 kilogrammes :
- 1° Pour les bielles motrices et les
- bielles d’accouplement, en Allemagne en Grande-Bretagne et en Suisse;
- 2° Pour les tiges de piston et de tiroir, dans les mêmes pays;
- 3° Pour les manivelles et les tourillons, en Allemagne et en Afrique australe;
- 4° Pour les longerons de locomotives, en Espagne, en Grande-Bretagne, en Afrique australe, en Italie et en Suède.
- L’homogénéité du métal est exigée partout; les épreuves de pliage à froid, de pliage sur trempe, de choc et la teneur en phosphore figurent dans les cahiers des charges de beaucoup d’administrations.
- Acier moulé pour corps de roues : résistance 37 à 45, 40 à 60 kilogrammes. L’acier moulé pour boîtes et glissières a une plus grande résistance que celui employé dans les corps de roues. Les longerons de locomotives en acier moulé ne sont employés par aucun chemin de fer en dehors de l’Amérique, ce qui ne laisse pas d’être un fait surprenant. On rencontre quelques longerons de bogies de véhicules en acier moulé au Danemark, en Algérie, aux Indes et en Suède.
- La résistance supérieure, la diminution de l’usure et l’augmentation de la longévité des pièces sont les raisons de l’emploi de l’acier. Une autre raison est que le fer forgé ou fer puddlé devient de plus en plus rare et n’est plus fabriqué que dans un petit nombre d’usines de l’Europe. Enfin, les progrès de la métallurgie de l’acier permettent de produire de l’acier moulé compact, sans soufflures, ce qui a conduit à l’extension de son emploi-L’acier moulé remplace complètement la fonte ; d’autre part, pour la fabrication en série, il est plus économique que le fer forgé. Certaines administrations remploient depuis vingt-cinq à trente ans;
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- chez d’autres, il n’est en usage que depuis très peu de temps- 11 faut chercher la raison de son adoption tardive non seulement dans le degré de développement de l’industrie sidérurgique des différents pays, mais aussi dans les conditions plus rigoureuses que doit remplir actuellement le matériel roulant. Les résultats obtenus avec l’acier moulé sont en général éminemment favorables, tant au point de vue de la sécurité, de la longévité et des avaries, qu’à celui de la réduction des frais d’entretien des pièces, réduction à mettre en regard de la dépense d’établissement plus élevée. D’autres avantages de l’acier moulé sont la diminution du poids des pièces, due à la possibilité de réduire les dimensions des profils, et l’allégement des formes. Inconvénients : il se produit des criques dans les corps de roues insuffisamment recuits. Les chemins de fer de l’Etat néerlandais ont relevé des ruptures de centres pleins de roues en acier moulé; il y a eu également des ruptures de longerons de bogie et de menottes de ressorts sur ces chemins de fer, aussi n’emploient-ils plus l’acier moulé pour ces pièces. D’autres inconvénients de l’acier moulé sont l’usinage plus difficile et la dépense d’établissement plus élevée.
- ' oici la conclusion que je propose à ce sujet :
- L acier de plus de 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance n’est substitué au fer forgé, généralement employé autrefois, (ue pour un petit nombre de pièces du matériel roulant, telles que les bielles motrices et es bielles d accouplement, les liges de piston de tiroir, les manivelles, les tourillons de ani^elles, les longerons de locomotives, et fej dUftl(nies administrations seulement, f e f°igé ou soudé est plus généralement
- remplacé par l’acier doux, ou fer fondu, de 53 à 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance.
- L’acier moulé sert dans beaucoup de cas à remplacer le fer forgé pour les pièces d’une forme compliquée et difficile à établir. 11 est généralement substitué à la fonte pour les pièces sujettes à une plus forte fatigue et usure, plus susceptibles d’être exposées à des chocs violents et pour lesquelles l’emploi de ce métal est destiné à produire une augmentation de la sécurité.
- Seconde question ; « Voitures et wagons' construits entièrement en acier ou en fer».
- Des deux cent cinquante administrations faisant partie du Congrès international des chemins de fer auxquelles Mr Szlabey a adressé son questionnaire détaillé d’enquête, trente-sept seulement, soit 15 p. c., ont fait connaître l’existence de wagons à marchandises construits entièrement en acier, c’est-à-dire de wagons dont les organes de roulement et le châssis aussi bien que la carcasse de caisse et la doublure de la caisse sont entièrement métalliques, sains emploi de bois par conséquent, tandis que vingt-neuf administrations ayant répondu au questionnaire, soit 12 p. c., ne possèdent aucun wagon de ce genre.
- L’énoncé précis de la question a fait exclure, tout d’abord, tous les wagons de construction mixte, c’est-à-dire avec roulement et châssis métalliques, et avec carcasse et doublure de caisse en bois.
- En raison de 1 insuffisance des renseignements fournis, l’exposé n’a pas pu s’étendre assez longuement ni d’une façon assez détaillée sur cette question extrêmement importante pour le service des chemins de fer, et il convient de souligner dès maintenant que les conclusions déga-
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- gées de l’exposé sont susceptibles d’amendements au regard des administrations dont il n’a pas pu être tenu compte.
- D’après les renseignements unanimes fournis par les administrations qui ont répondu au questionnaire et parmi lesquelles se trouvent les plus grands chemins de fer du continent, il n’existe, en dehors de l’Amérique, de voitures à voyageurs entièrement métalliques sur aucun chemin de fer ; c’est le système mixte qui est employé en Europe presque exclusivement pour les voitures modernes.
- Ce fait est d’autant plus surprenant que sur les chemins de fer américains il y a, dès maintenant, un assez grand nombre de voitures entièrement métalliques en service et que, d’a’près les renseignements recueillis, ces voitures présentent divers avantages.
- Les raisons de ce fait anormal sont probablement celles-ci : la construction de ces voitures offre d’assez notables difficultés; une augmentation de poids est inévitable; enfin, lorsqu’il s’agit du matériel à voyageurs, on ne peut pas s’inspirer uniquement de considérations relatives à la durée et à la résistance : il faut aussi tenir compte du roulement doux et insonore, de la protection contre les effets du froid et de la chaleur, d’une assez grande élasticité, garantissant contre les détériorations violentes, et, le cas échéant, de certaines considérations d’ordre esthétique. Mais il convient de dire, d’autre part, qu’avec la construction de la caisse en bois et l’emploi ' de matières combustibles, le risque d’incendie des voitures subsiste. Les accidents graves, malheureusement inévitables dans le service des chemins de fer, qui se sont produits dans les derniers temps, ont très souvent été
- accompagnés d’incendies dont l’effet a été beaucoup plus funeste que la collision ou le déraillement même, au point de vue des victimes et des dégâts.
- Je crois donc que personne ne me contredira si j’affirme que le constructeur prévoyant de matériel examinera désormais beaucoup plus attentivement la question des voitures entièrement métalliques, avec élimination aussi complète que possible de tous les matériaux inflammables et que l’on a eu tort jusqu’à présent de ne pas suivre de plus près les essais faits en Amérique. Il est vrai que quelques chemins de fer souterrains européens emploient des voitures entièrement métalliques, mais on a été amené à les construire parce qu’il fallait adapter le profil du véhicule à celui du chemin de fer et utiliser complètement chaque millimètre de la section, c’est-à-dire réduire au strict minimum les dimensions de la caisse.
- Un autre fait anormal est que le nombre de wagons à marchandises entièrement métalliques est très minime relativement à l’effectif total des chemins de fer non américains et représente une proportion de 10 p. c.
- En effet, le nombre total des wagons métalliques relatés dans les réponses s’élève à 94,850, dont 29,505 = 31 p. c. en Europe et 65,345 = 69 p. c. dans les pays d’outre-mer (Indes, Afrique australe, Australie). On fait cette constatation surprenante qu’en Europe les wagons métalliques entrent pour une proportion minime dans l’effectif total des wagons à marchandises des chemins de fer européens et qu’à l’exception des wagons-citernes, des wagons pour- transport de gaz et des wagons à poudre de quelques chemins de
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- fer britanniques, tous les wagons métalliques sont des wagons découverts. Par contre, les chemins de fer des pays d’outre-mer emploient uniquement le fer pour la construction de presque tout le matériel à marchandises. La cause en est sans doute que les conditions climatériques et les maigres ressources en bois de ces pays, en grande partie tropicaux, rendent impossible l’emploi de la carcasse et des parois en bois, et que ces pays, qui ont peu d’industrie, font venir des métropoles les wagons à l’état démonté, mode de transport auquel le fer se prête mieux que le bois.
- Le mode de construction des wagons métalliques est très variable et dépend surtout des conditions locales et de la nature des marchandises qu’il s’agit de transporter. D’une manière générale, les différents types de wagons se ressemblent en ce que le châssis métallique est surmonté d’une ossature de caisse avec parois en tôles d’acier planes ou nervurées et en pièces embouties à la presse. Pour les planchers, on emploie aussi des tôles et souvent des madriers en bois. Sur beaucoup de chemins de fer, les bouts, parfois aussi les faces latérales, des wagons à hauts et à plats bords peuvent se relever ou se rabattre ou encore sont démontables.
- Le commencement de la construction de wagons tout en fer, de 10 à 20 tonnes, remonte, sur quelques chemins de fer européens, par exemple sur les chemins de fer de l’État hongrois, à l’année 1866; mais ce n’est que depuis 1880 que l’on construit des wagons de ce genre sur une assez grande échelle. Cependant, certains grands chemins de fer européens (français, russes et anglais) n’emploient des lagons de ce genre que depuis très peu
- de temps, et encore à titre d’essai seulement. Mais ce n’est que du commencement de ce siècle que date la construction de wagons à trois et quatre essieux; de 25 à 43 tonnes et, notamment, des wagons à déchargement automatique. Les raisons qui déterminèrent les administrations à employer uniquement du fer dans la construction des wagons à marchandises furent de plusieurs sortes. D’abord, on voulait employer pour les marchandises spéciales les wagons spéciaux correspondants et le fer s’y prête mieux que le bois. Ensuite, on cherchait à augmenter la capacité de chargement, tout en réduisant la tare, à simplifier la construction, à augmenter la solidité, la résistance et la durée de service du matériel. Enfin, le mode de construction de certains types de wagons, comme ceux à déchargement automatique, et les tonnages exceptionnels de certains types nécessitaient l’emploi exclusif du fer.
- Une question d’une importance toute particulière pour l’exploitation économique des chemins de fer est la diminution de la tare, jointe à l’augmentation simultanée du tonnage. Quelques administrations ont effectivement réussi à obtenir des résultats exceptionnellement favorables à ce point de vue. Tel est le cas pour les wagons à déchargement automatique à trois essieux des chemins de fer de l’État suédois qui chargent 35 tonnes et n’ont que 10.9 tonnes de tare, ce qui donne un rapport de 3.2 : 1, et pour les wagons à déchargement automatique à quatre essieux du « Great Central » et du « North Eastern Railway » qui, avec un tonnage de 40 tonnes, pèsent respectivement 15.1 et 16.4 tonnes et présentent donc un rapport de 2.68 : 1 et de 2.4 : 1.
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- Malheureusement, nous ne possédons pas de données sûres, suffisantes pour pouvoir établir un rapprochement des wagons entièrement métalliques avec ceux du même type en bois ou en bois et fer, car il n’existe généralement pas de wagons du même type et du même tonnage. Mais les renseignements reçus n’apportent non plus aucun éclaircissement décisif sur ce rapport, car chez certaines administrations, le rapport est tantôt en faveur des wagons métalliques, tantôt en leur défaveur. La même remarque s’applique à la dépense d’établissement des wagons métalliques, en bois ou mixtes, dépense qui, on le sait, varie avec les cours du marché au moment de la construction, avec le développement industriel du pays et avec le lieu de production, et qui a été tantôt plus élevée, tantôt plus faible pour les wagons du même type.
- Quoi qu’il en soit, on peut, en ce qui concerne la dépense d’établissement et la tare, poser le principe général que sur les chemins de fer où l’on attache plus d’importance à ia grande durée et aux faibles frais d’entretien des wagons, et où, par conséquent, on prévoit un équarrissage plus robuste des éléments, les wagons sont plus lourds et plus coûteux, mais que, d’autre part, les constructions spéciales et l’aménagement (wagons à déchargement automatique, frein à main, frein automatique, etc.) exercent une grande influence sur le coût et la tare des wagons.
- Un autre facteur qui influe beaucoup sur la tare est le choix de l’épaisseur des tôles qui varie de 4 à 8 millimètres ; l’emploi de tôles embouties à la presse, qui peuvent être moins épaisses tout en offrant la même résistance et, notamment, le remplacement, de plus en plus répandu, des
- fers profilés et des pièces de forge par des poutres en tôles et autres pièces embouties contribuent très sensiblement à diminuer la tare. La substitution de l’acier moulé à la fonte donne également des résultats heureux.
- En s’appuyant sur les résultats obtenus jusqu’à présent en pratique, certaines administrations déclarent sans hésitation que l’emploi exclusif de l’acier ou du fer dans la construction des wagons ne permet pas seulement d’augmenter notablement leur capacité de chargement, mais que ces wagons présentent d’autres avantages qui font paraître utile l’extension de leur emploi. Ces avantages sont : l’augmentation de la résistance en cas de collisions et d’avaries violentes, le surcroît de sécurité en service, la diminution des frais d’entretien, la prolongation de la durée, enfin, Fimmunité plus grande contre les incendies.
- . Pour certaines catégories de marchandises, telles que les liquides, engrais, scories, chaux, etc., on ne peut, d’ailleurs, pas employer de wagons en bois. De même, les wagons à déchargement automatique ne peuvent être construits autrement qu’en fer.
- A ces avantages appréciables, certaines administrations, tel les que l’État prussien, l’État bavarois, l’État hongrois, le chemin de fer russe Catherine II, le « Midland Railway », le « Great Central Railway », opposent les inconvénients suivants : ûais de réparation excessifs, longue durée des réparations, notamment oxydation des tôles de doublure et de plancher sous un climat humide; aussi, est-il indispensable de retarder la corrosion par le renouvelle' ment fréquent de la peinture au minmn1 et aux couleurs de goudron. De plus, il681
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- utile d’arrondir les arêtes et les angles, notamment ceux des planchers, et de donner au plancher une doublure en bois, même avec les caisses métalliques.
- Quelques administrations sont d’avis que les wagons métalliques . ne conviennent pas pour le transport des marchandises, telles que le sel, qui exercent une action corrosive sur le fer. Enfin, certaines administrations ne peuvent pas encore se prononcer sur les avantages et les- inconvénients, en raison de l’adoption trop récente des wagons métalliques.
- En présence des résultats obtenus, la plupart des administrations se proposent de faire construire à l’avenir différents types de wagons tout en acier ou en fer, mais avec plancher doublé de bois. D’autres administrations, comme l’État prussien, le Nord français, l’Etat hongrois, le Paris-Lyon-Méditerranée, etc., ne comptent employer à l’avenir les wagons métalliques que pour les marchandises pour lesquelles on ne peut pas songer à employer des wagons en bois : wagons-citernes, wagons pour transport de gaz, wagons à engrais, ou quand la construction du wagon s’oppose à l’emploi du bois, comme pour les wagons à déchargement automatique. Ces administrations jugent plus rationnel, pour les lagons couverts, les wagons-tombereaux et *cs wagons plats, de n’employer qu’une carcasse de caisse métallique, avec panneaux et plancher doublés de bois.
- Les chemins de fer des pays d’outre-11161 comptent continuer l’emploi des "agons couverts et tombereaux entièrement métalliques.
- En présence des conditions extrême-
- lent variables qui existent sur les che-
- mins de fer du monde par suite des différences que présentent la civilisation, les conditions géographiques, l’industrie, le climat, il est impossible d’établir des règles générales concernant les types les plus convenables de wagons à marchandises et les matériaux à employer dans leur construction. Mais partout se manifeste la tendance d’employer, pour les différents transports de marchandises, des wTagons spéciaux appropriés, le mieux possible, à leur but et, d’autre part, d’augmenter le tonnage, tout en réduisant la tare à la limite minimum admissible en pratique, saris compromettre la durée et la résistance.
- Cette remarque s’applique tout particulièrement aux marchandises en vrac, et spécialement à la houille, à la chaux, aux minerais, etc. ; l’emploi de wagons métalliques avec déchargement automatique et l’augmentation du tonnage jusqu’à 40 tonnes, ayant pour but la diminution des frais de transport et de manutention, font des progrès incessants et ont généralement donné jusqu’à présent de bons résultats.
- Le matériel à marchandises moderne se caractérise donc par un grand tonnage, l’emploi de dispositifs de déchargement automatiques, la réduction de la tare, l’augmentation de la durée et de la résistance, la réduction des sections et dimensions par l’emploi de tôles et pièces embouties et de l’acier moulé. Enfin, il faudra veiller à l’avenir à assurer le chargement et le déchargement rapides des wagons à marchandises par le perfectionnement des installations de gare, par exemple par l’adoption de dispositifs à bascule, de coulottes, etc.
- Les résultats obtenus permettent donc
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- de formuler les conclusions suivantes :
- 1° Jusqu’à présent, les voitures à voyageurs construites entièrement en acier ou en fer n’ont été employées nulle part ou du moins ne l’ont été que dans de très rares cas spéciaux ;
- 2° Les wagons construits entièrement en acier ou en fer sont employés sur les chemins de fer européens dans une proportion relativement restreinte, tandis que les chemins de fer des colonies d’outre-mer en font usage sur une grande échelle ou presque exclusivement;
- 5° L’acier ou le fer convient pour la construction non seulement du châssis et des organes de roulement, mais encore de toute la caisse des wagons découverts dont on veut augmenter le tonnage, tout en réduisant la tare au minimum, qui, par conséquent, servent au transport de lourdes charges ou d’objets de grandes dimensions; il en est de même des wagons employés au transport' de liquides, d’engrais, de chaux, et notamment de toutes les marchandises en vrac, telles que la houille, les minerais, le gravier, les betteraves, etc.; enfin, cette catégorie comprend les wagons dont le mode de constniction spécial permet le déchargement automatique des marchandises en vrac, notamment de la houille.
- En Europe, l’emploi exclusif de l’acier ou du fer n’est en usage que pour la construction des wagons couverts qui servent spécialement au transport de marchandises inflammables ou explosibles;
- 4° Il est avantageux que, même dans les wagons, découverts ou couverts, entièrement en acier ou en fer, le plancher soit constitué par des lames en bois, au lieu de tôles, et que ses bords soient arrondis;
- 5° Le remplacement des poutres, tôles et profilés laminés, ainsi que des pièces forgées, par des poutres, tôles et profilés emboutis à la presse et par des moulages en acier permet de réduire la tare et d’augmenter la durée et la résistance des véhicules ;
- 6° Afin d’empêcher les corrosions, il fauj veiller au renouvellement de la peinture en temps utile.
- Mr le Président. — Nous passons à la discussion de l’exposé de Mr Crawford. La parole est à Mr Crawford pour présenter le résumé de son rapport.
- Mr Crawford, rapporteur. (En anglais.) — Dans la construction des locomotives, on emploie l’acier sur une très grande échelle, surtout depuis dix ans. C’est ainsi qu’on a aussi établi des tubes à fumée en acier et qu’on a obtenu de très bons résultats avec les bagues en acier pour ces tubes : les tubes à bagues en acier peuvent être remandrinés plus souvent que ceux à bagues en fer avant qu’il soit nécessaire de les renouveler à cause d’avaries aux bords rabattus. J’appelle particulièrement l’attention sur l’utilité de donner plus de soin aux spécifications et à la fabrication des bandages de locomotives, car avec le matériel lourd actuellement en service l’usure est rapide et les fréquents renouvellements et retournages de bandages sont coûteux.
- En ce qui concerne l’emploi de l’acier dans la construction des voitures et wagons, je vous renverrai aux différentes gravures et tableaux de mon exposé qui en montrent l’extension. Le « Pennsylvania Railroad », par exemple, a 74,466 wagons entièrement métalliques et 63,662 wagons à châssis en acier en service. En ce qul concerne les frais d’entretien comparatifs des wagons en acier et en bois, les renseignements les plus complets sont ceux fournis par le « Bessemer & Lake Ene Railroad », qui tient depuis plusieurs années des statistiques comparatives de ces frais. On trouvera ces chiffres à la
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- page 192 de mon exposé (1). La comparaison a été favorable aux wagons en acier. Il sera intéressant de noter, par le tableau de la page 193 de l’exposé, que pendant une période de douze ans pendant laquelle l’effectif moyen en service a d’environ 11,000 wagons, environ 20,000 wagons en bois ont dû être réformés pour avaries, tandis qu’il n’en a été de même que pour 126 wagons entièrement métalliques ou à châssis en acier. Les wagons du type reproduit dans la figure 36 de mon exposé sont de 50 tonnes (45.35 tonnes métriques) et les dispositions nécessaires sont prises pour la construction de bogies destinés à un wagon de 70 tonnes (63.5 tonnes métriques) du même type ; ces bogies auront des roues en acier laminé. La tendance de réduire la tare des wagons et d’augmenter le tonnage se manifeste encore dans ce cas; le rapport du chargement au poids total, qui est de 71.75 p. c. pour le wagon de 50 tonnes, sera de 75.5 p. c. pour celui de 70 tonnes. La pratique américaine tolère une surcharge de 10 p. c. du tonnage inscrit.
- Des roues en acier laminé sont beaucoup employées depuis quelques années. Le « Pennsylvania Railroad » en avait 125,000 en service à l’époque de mon exposé. Le nombre de voitures en acier, en service et en construction, augmente rapidement, tant sur les chemins de fer Qu à la Compagnie Pullman, qui exploite la plupart des wagons-lits en Amérique.
- Voici les conclusions de mon exposé :
- 1° Aux États-Unis, l’emploi de l’acier aminé ou embouti à la presse et de l’acier naoulé s étend aujourd’hui à de nombreuses
- ( ( Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de mai 1910 (2e fasc.), p. 2176.
- pièces, sinon à l’ensemble de la construction des locomotives, des wagons à marchandises et des voitures à voyageurs ;
- 2° Les progrès réalisés, en ce qui concerne l’étude et la confection en acier de différentes pièces des locomotives et véhicules, telles que tubes, roues, traverses de pivot, longerons de bogies, etc., permettent de prévoir l’extension à d’autres organes de la substitution de l’acier au bois, au fer et à la fonte;
- 3° Des aciers d’une composition spéciale ou des alliages spéciaux ont été employés dans la construction du matériel de traction et de transport des chemins de fer, mais ni la quantité expérimentée ni la durée du service effectué jusqu’à présent n’ont été suffisantes pour qu’on puisse se prononcer sur l’économie qu’ils sont susceptibles de procurer;
- 4° Au double point de vue de l’efficacité en service et de l’économie, l’emploi de l’acier dans le matériel roulant a généralement donné des résultats plus avantageux que le bois ou le métal qu’il a remplacé.
- Mr le Président. — Mr le rapporteur Ettenger n’étant*pas ici, j’accorde la parole à Mr le rapporteur Hônigsberg pour présenter le résumé de son exposé.
- Mr Hônigsberg, rapporteur. (En allemand.) — Dans l’exposé ci-après, je comprends, outre les aciers expressément désignés sous le nom d’aciers spéciaux, ceux pour lesquels on spécifie une résistance minimum de 60 kilogrammes par millimètre carré : cela conformément aux instructions qui nous ont été données par le Comité de direction de la Commission permanente à la suite d’un échange de correspondances entre les rapporteurs, dû à l’initiative de Mr Le Blant. En ce qui concerne les aciers à ressorts qui ont généralement une résistance plus élevée, nous avons envisagé, indépendamment de toute limite inférieure de résistance, les aciers
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- dont, pour une raison quelconque — addition d’autres éléments, désignation ou mode de fabrication, — on se promet des propriétés meilleures que celles des aciers généralement employés pour le même usage.
- Les réponses reçues concernent les essieux., les bandages, les ressorts et un certain nombre de pièces diverses. Au sujet des tôles et des appareils de traction et de choc, je n’ai pas de renseignements II n’a généralement pas été donné d’indications sur la composition des aciers. En ce qui concerne l’acier électrique, quelques administrations font connaître que des essais vont être faits ; je ne possède pas d’autres renseignements sur ce point.
- Essieux coudés. — Pour les essieux coudés, on emploie presque toujours, surtout lorsqu’il s’agit de nouvelles constructions ou de renouvellements, des aciers spéciaux, notamment de l’acier au nickel (1 à 7 p. c.), le plus souvent à 5 p. c., d’une résistance minimum à la traction fixée généralement à 60 kilogrammes par millimètre carré, avec 18 p. c. d’allongement minimum et 45 p. c. de striction au minimum. Les résultats sont favorables; cependant la forme rationnelle de l’essieu paraît y intervenir pour une bonne part, c’est-à-dire celle qui se rapproche de la forme d’égale résistance, comme on l’obtient particulièrement en adoptant les types modernes avec corps oblique et sans boîte médiane.
- Essieux droits. — Les aciers spéciaux sont employés par, un certain nombre d’administrations pour les essieux droits des locomotives, quelquefois aussi pour des essieux de tenders, le plus souvent à titre d’essai : acier au nickel d’une résistance minimum de 50 à 60 kilogrammes
- par millimètre carré, allongement mini, mum de 17 à 18 p. c., striction minimum de 35 à 45 p. c.; acier au creuset d’une résistance minimum de 60 kilogrammes par millimètre carré, allongement minimum de 20 p. c. et striction minimum de 35 p. c., et, dans un cas, acier spécial d’une résistance minimum de 70 kilogrammes par millimètre carré sans prescriptions spéciales. Les résultats obtenus ne sont pas concordants ; cependant sur les locomotives récentes marchant à plus grande vitesse ou développant un plus grand effort de traction, on emploie généralement des aciers spéciaux.
- Bandages. — Des bandages d’une résistance minimum dépassant 60 kilogrammes par millimètre carré sont employés par les administrations visées dans mon exposé sur presque toutes les locomotives rapides et puissantes et sur leurs tenders, souvent sur les locomotives et tenders en général, parfois aussi sur les voitures à voyageurs. On emploie généralement de l’acier au creuset et de l’acier Martin spécial d’une résistance minimum de 60 à 70 kilogrammes par millimètre carré, allongement minimum de 10 à 15 p. c. et — quand elle est prescrite — striction minimum de 25 p. c. Des bandages d’une résistance minimum de 80 à 82 kilogrammes par millimètre carré (acier au creuset spécial, acier chromé) pour lesquels on prescrit tantôt un allongement minimum de 10 p. e. et une striction minimum de 25 p. c., et qui tantôt ne font pas l’objet de prescriptions particulières, ne sont employés que depuis quelque temps, le plus souvent à titre d’essai.
- Dans les conditions qui existent dans les pays envisagés ici en ce qui concerne la consolidation (frettes à encastrement), ^
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- charge de roue (de 7 à 8 tonnes au maximum) et les essais au choc (généralement choc de 3,000 kilogrammètres jusqu’à ce que la réduction du diamètre atteigne 9 à 12 p. c.), il neparaît pas exister de risques de rupture, même pour les aciers très durs.
- Je possède peu de renseignements sur l’usure et les parcours kilométriques par millimètre de réduction de l’épaisseur des bandages par frottement et retournage. La comparaison des différents chiffres est rendue difficile aussi par la grande influence du profil, des conditions de l’exploitation et de la ligne. Des essais comparatifs n’ont généralement été entrepris que depuis peu de temps; au sujet des bandages de plus de 80 kilogrammes de résistance, on ne possède pas de résultats dans la plupart des cas.
- Les aciers spéciaux employés jusqu’à présent en service courant sont généralement jugés équivalents entre eux. Dans un cas (Aussig-Teplitz), l’acier au creuset et l’acier Martin spécial, d’une résistance minimum de 70 kilogrammes, accusent une supériorité de 40 p. c. sur l’acier Martin basique de 60 kilogrammes de résistance minimum. Dans un autre cas (Alsace-Lorraine), l’acier au creuset d’une résistance minimum de 70 kilogrammes a accusé une supériorité de 50 p. c. sur 1 acier Martin basique de 50 kilogrammes par millimètre carré. Néanmoins, dans ce dernier cas, le métal dur n’est jugé nécessaire que pour les roues de locomotives de plus de 1.50 mètre de diamètre et pour petites roues de locomotives fortement chargées.
- Ressorts. — Pour les ressorts, on em-P oie souvent des aciers spéciaux sur les
- ocomotives dans les cas où d’autres res-
- sorts avaient présenté des inconvénients ou bien où, la charge ayant augmenté, on voulait éviter de renforcer les ressorts. Us sont employés en outre sur le matériel à voyageurs, notamment, dans des proportions assez importantes, sur les voitures à quatre essieux à bogies, parfois aussi sur des wagons à marchandises de grande capacité, et enfin, dans des cas isolés, pour les ressorts des appareils de traction et de choc.
- Beaucoup d’administrations imposent identiquement une résistance minimum de 75 kilogrammes pour l’acier non trempé, avec 12 à 14 p. c. d’allongement minimum et un total minimum de 105 pour la résistance et le double allongement; dans les essais de pliage, la charge est augmentée de 10 à 20 p. c.; ou bien, 85 kilogrammes de résistance minimum, 12 p. c. d’allongement minimum et 100 à 115 de total minimum de la résistance et du double allongement, avec 30 p. c. de surcroît de charge dans les essais de flexion, par rapport à l’acier à ressorts ordinaire.
- Les résultats obtenus en service sont relatés d’une façon concordante comme suit : élasticité plus grande, roulement plus stable et plus doux du matériel, ruptures moins fréquentes, réglages plus rares.
- Pièces diverses.—L’acier d’une résistance minimum de plus de 60 kilogrammes, et surtout, pour les locomotives récentes, à grande vitesse et d’une grande puissance, l’acier au creuset, est employé pour les tiges de piston et de tiroir, les manivelles, contre-manivelles, tourillons de manivelles motrices et d’accouplement, etc. Dans des cas isolés, généralement à titre d’essai, on emploie aussi depuis quelque
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- temps, pour les bielles motrices, les manivelles, les tourillons et les roues dentées, de l’acier au nickel de même qualité que pour les essieux. On ne possède pas encore de renseignements particuliers sur ce point. Il y a lieu de noter les résultats favorables obtenus par les chemins de fer de l’État prussien avec les tourillons en acier compound ou en acier cémenté spécial.
- Pour toutes ces pièces, à l’exception peut-être des ressorts, il est extrêmement difficile de dégager des conclusions certaines.
- D’une part, les influences du mode de construction du matériel roulant et des conditions de service, notamment du tracé en plan et du profil en long, sont si grandes qu’elles l’emportent très souvent sur l’influence de la différence des matériaux. Pour obtenir des chiffres comparables relatifs à la valeur en service de différents matériaux, on ne peut pas pour cette raison les emprunter aux statistiques générales, et il y a lieu de signaler l’initiative prise par les chemins de fer de l’État prussien qui, depuis leur réorganisation, ont supprimé la majeure partie de leur statistique générale et emploient à des essais en service le personnel et les crédits devenus disponibles de ce fait.
- Une place à part revient, dans cet ordre d’idées, aux chemins de fer métropolitains, avec leur matériel roulant de construction identique et leurs conditions d’exploitation uniformes : certains d’entre eux pourraient évidemment servir de lignes d’essai pour l’expérimentation de différentes sortes d’acier.
- Une seconde difficulté est celle-ci : lorsqu’un métal a fait ses preuves en service, comment ce métal peut-il être suffisam-
- ment caractérisé par des épreuves pour que, dans les cas ultérieurs, on sache a priori si l’on se trouve en présence d’un métal de qualité égale? Si le métal d’un essieu a la tendance de casser sous l’action de chocs en service, ou de petites avaries, etc., cette tendance n’est révélée ni par l’essai de traction, ni par l’essai au choc usuel. Ces épreuves permettent encore moins de prévoir si le métal d’un bandage s’usera rapidement ou lentement en service.
- 11 serait donc très utile que dans les essais en service on procédât sur le même métal à un aussi grand nombre que possible d’épreuves afin de s’assurer quelles sont les épreuves qui concordent le mieux avec les résultats obtenus en service et quelles conditions on peut raisonnablement imposer pour ces épreuves.
- Dans beaucoup de cas. — surtout pour les bandages, en raison de l’usure rapide sur une voie défavorable — l’emploi d’un acier spécial et d’aciers de qualité supérieure dépendra de ce que la supériorité de l’acier en question peut être déterminée par des essais en service et que cet acier peut être reconnu, dans des livraisons ultérieures, de qualité égale par des épreuves, même si elles ne portent pas un caractère obligatoire.
- Dans ses dernières réunions, l’Association internationale pour les essais de matériaux a déjà établi les bases d’épreuves
- complémentaires, destinées à caractériser plutôt le métal d’après ses principales propriétés en service; d’autre part, les aciéries elles-mêmes qui produisent des
- aciers de qualité supérieure s’attachent à
- montrer par des épreuves plus rigoureuses que leurs matériaux sont réellement de valeur supérieure; dans ce cas, l’intérêt du
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- consommateur se confond avec celui du producteur.
- Pour les chemins de fer, l’emploi d’aciers prolongeant réellement la durée des pièces peut constituer une source d’économie de matériaux, de frais d’usinage et de chômage pour réparations, suffisante pour arrêter les coefficients d’exploitation dans leur marche ascendante.
- Voici mes conclusions :
- 1» Les ressorts en acier spécial de haute résistance donnent un roulement plus doux des véhicules et une diminution des ruptures; ils demandent un réglage moins fréquent, surtout dans les cas où d’autres matériaux ont donné lieu à des inconvénients, ou bien lorsque l’on a voulu éviter un renforcement des ressorts dû à l’augmentation des charges;
- 2° Pour les essieux coudés, il est employé presque partout des aciers spéciaux, de préférence de l’acier au nickel à 5 p. c., qui a fait ses preuves, mais seulement pour une forme convenable des essieux;
- 3° Des bandages en aciers spéciaux de haute résistance sont employés généralement pour les locomotives à grande vitesse et haute puissance et pour les tenders qu’elles remorquent, souvent aussi pour d’autres locomotives et tenders et aussi en partie pour les voitures à voyageurs. Le danger de rupture de ces bandages en acier à haute résistance n’est pas considérable si l’on essaie les bandages au choc et si on les fixe au moyen d’un anneau de calage. En ce qui concerne l’usure, surtout sur les parcours de montagne et dans les courbes, on n’a pü\ déterminer encore d’une manière générale et suffisante si ces sortes acier pourront convenir ;
- 4° Pour les essieux droits, on emploie beau-c°up pour les locomotives modernes, ainsi 1Ue Pour les tenders et quelquefois pour les °itures, des aciers de haute résistance, au ujet desquels on n’a pas encore de résultats ^misants et concordants ;
- 5° L’emploi d'aciers spéciaux de haute résistance pour des pièces de matériel roulant devient toujours plus nécessaire, étant donnés les efforts croissants. Il est avantageux au point de vue économique pour les pièces sujettes à de fréquents renouvellements. Mais l’emploi ne s’étendra que s’il est possible d’établir effectivement et rapidement leur supériorité en service et autant que possible par des essais antérieurs;
- 6° Pour déterminer la valeur comparative des différentes sortes d’acier, d’après leur manière de se comporter en service, la statistique du matériel roulant en général n’est pas suffisante, à l’exception des lignes qui ont un matériel et des conditions d’exploitation uniformes, comme les chemins de fer métropolitains. Il est donc nécessaire de faire des essais spéciaux dans des conditions d’exploitation exactement pareilles;
- 7° Pour caractériser suffisamment les aciers spéciaux reconnus comme supérieurs, il est désirable de faire, en dehors dés essais de réception, des essais spéciaux pour faire ressortir, autant que possible et directement, les qualités essentielles de ces aciers (sécurité contre la rupture par suite de chocs, de forme défavorable; résistance contre l’usure, etc.).
- Mr le Président. — Je vous propose d’entamer la discussion de l’exposé de Mr Le Blant, Mr le rapporteur Worsdell n’étant pas présent.
- W Le Blant, rapporteur. — Je dois d’abord remercier vivement les éminents ingénieurs des différentes administrations pour leurs intéressantes réponses au questionnaire que j’ai eu l’honneur de leur faire parvenir par l’intermédiaire de l’actif secrétaire général de la Commission permanente.
- Les renseignements relatés dans mon exposé datent de plus d’un an et il se
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- comprend aisément que, la question n’en étant encore qu’à ses débuts, les éléments fournis soient déjà incomplets. On ne peut se faire une idée exacte de la valeur d’un métal employé dans la construction du matériel qu’après un certain temps. Si le retrait pour usure ou pour fissure doit être fait après un parcours d’un nombre insignifiant de kilomètres, on est immédiatement fixé, toutes questions d’équarrissage de pièces mises bien entendu de coté. Si, au contraire, les pièces peuvent fournir un parcours élevé avant le retrait, la période d’essai est d’autant plus longue que le métal est meilleur à l’emploi.
- D’autre part, il ne serait pas logique de conclure au rejet d’un métal à la suite d’une rupture isolée due à un cas fortuit, à une cause ignorée qui ne se reproduirait peut-être pas si l’essai portait sur un nombre suffisamment important de pièces. Il y a donc lieu d’attendre que le lot mis en essai soit entièrement venu en réparation ou en remplacement avant de se prononcer.
- Ces considérations expliquent pourquoi, dans mon exposé, j’ai si peu de résultats en service. Parmi les réseaux qui m’ont fourni des renseignements, un petit nombre seulement ont pu m’indiquer des parcours. J’ai l’intention de ne vous parler que de ceux-là.
- Les principales pièces faites en aciers spéciaux sont les essieux coudés et les bandages. A la Compagnie de l’Est, nous avons en service des essieux au chrome-nickel et aü nickel trempés et recuits. Les essieux au chrome-nickel donnent en moyenne une résistance de 70 kilogrammes et 21 p. c. d’allongement, l’essai au choc sur éprouvettes consistant en un choc, sans criques, ni ruptures, de
- 1,500 kilogrammètres sur un barreau de
- 30 sur 30 millimètres, avec écartement des appuis de 160 millimètres.
- Les essieux au nickel donnent 67.7 kilogrammes de résistance moyenne avec 18.2 p. c. d’allongement, l’essai au choc sur éprouvettes étant le même. Toutes les éprouvettes sont découpées en long.
- La composition chimique des aciers au chrome-nickel a donné en moyenne 1.5 p. c. de nickel et 0.2 p. c. de chrome.
- Comme résultats en service, nous notons les parcours suivants, relevés au
- 31 décembre 1908 :
- 473,000 kilomètres pour des machines à grande vitesse 4-4-0 avec, comme chiffres extrêmes, 349,600 et 540,000 kilomètres;
- 530,000 kilomètres pour les autres types de machines avec, comme chiffres extrêmes, 489,000 et 574,000 kilomètres.
- Aucun de ces essieux n’était fissuré. Il est vrai qu’aucun des essieux en acier ordinaire montés sur ces deux séries de machines n’a encore été retiré non plus du service.
- La Compagnie du Nord emploie des essieux au chrome-nickel trempés et recuits, donnant environ 67 kilogrammes de résistance, 19 iJt p. c. d’allongement et 49 kilogrammes de limite des allongements proportionnels. L’etfectif de ces essieux par rapport aux essieux ordinaires est de 8.5 p. c.
- Les gains de parcours indiqués par la compagnie ont varié avec les séries de machines de 6 à 117 p. c.
- La Compagnie du Nord paraît disposée à étendre l’emploi de ces essieux au chrome-nickel.
- La Compagnie du Paris-Lyon-Méditer-ranée emploie des essieux en acier au chrome-nickel et en acier au nickel. Poui
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- l’acier au chrome-nickel, les essais sont peu avancés. On remarque cependant quelques ruptures prématurées : une rupture à 150,000 kilomètres contre 332,000 kilomètres pour le métal ordinaire, mais la moitié seulement des essieux en métal spécial a été retirée du service depuis 1897;
- Une rupture à 48,000 kilomètres contre 119,000 kilomètres pour le métal ordinaire; mais il y a encore un essieu sur deux en service ;
- Une rupture à 476,000 kilomètres contre 322,000 kilomètres pour le métal ordinaire; mais il y a encore quatre essieux sur cinq en service. D’autres parcours sont plus satisfaisants.
- Pour les essieux en acier au nickel, les parcours ont été de 225,000 kilomètres contre 275,000 kilomètres pour les essieux en métal ordinaire, les essieux en acier spécial en service représentant 28 p. c. de l’effectif.
- Il semble que des faits énoncés précédemment, on peut tirer la conclusion suivante ;
- Un nombre assez important de compagnies de chemins de fer font des essais d’essieux coudés de locomotive en acier spécial à haute résistance. La période d’essai n’est pas terminée. 11 n’y a que la Compagnie du Nord, en Dance, qui paraisse décidée actuellement à étendre l’emploi de ces aciers.
- U administration des Chemins de fer wéraux a bien voulu m’aviser, en octobre 1909, qu’à la suite des constatations Dites en service, elle abandonnait l’acier 0rv ^lla^re ai> creuset pour employer l’acier 0 P; c* ^e nickel dans la construction de ^rtains essieux coudés de ses Jocomo-^es’ Pour les locomotives de certaines ries> elle n’emploie plus que ce métal.
- Nous ne trouvons donc actuellement que deux réseaux, le Nord français et les Chemins de fer fédéraux, qui paraissent décidés à employer d’une façon courante les aciers spéciaux pour la fabrication de leurs essieux coudés.
- Je passe aux bandages. La Compagnie d’Orléans a mis en service, en 1892, vingt bandages d’acier très dur donnant 96 kilogrammes de résistance et 9 p. e. d’allongement. A la suite de ruptures en service, elle a retiré ces bandages qui avaient parcouru environ 40,000 kilomètres et dont l’usure était au moins équivalente, sinon même supérieure à celle des bandages en acier ordinaire.
- A la Compagnie de l’Est français, nous avons mis en service des bandages de trois catégories d’acier extra-dur, acier au carbone ordinaire, mais trempé et recuit, acier au chrome et acier au nickel. Ces bandages ont donné des parcours généralement supérieurs à ceux des bandages ordinaires. Vous trouverez dans mon exposé le tableau de ces parcours.
- Il convient de remarquer que le long parcours avant usure n’est pas la seule qualité qu’on doive demander à un bandage. U arrive fréquemment, en effet, que des lamelles analogues à des pailles se détachent complètement de la surface de roulement, ce qui nécessite soit un retournage anticipé, soit le retrait d’un bandage dont l’épaisseur moyenne est encore loin de l’épaisseur-limite réglementaire. Nous ne sommes pas fixés sur l’origine de ces défauts.
- Quoi qu’il en soit, si nous classons les quatre nuances d’acier employées à l’Est français, nous trouvons que les aciers au nickel et au chrome sont supérieurs aux aciers au carbone.
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- Le chemin de fer du Gothard emploie des bandages en acier Martin donnant 76 kilogrammes de résistance et 16 à 18 p. c. d’allongement. Ces bandages sont recuits avec refroidissement lent après laminage Ils sont montés sur des essieux chargés de 45 à 16 tonnes pour les moteurs et de 10 à 14.5 tonnes pour les porteurs et ils sont freinés de 60 à 70 p. c. du poids adhérent.
- Les résultats en service par comparaison avec les bandages en acier ordinaire sont les suivants, l’usure étant calculée pour 1,000 kilomètres de parcours : les ban-bages en acier spécial ont donné de 10 à 11 centièmes de millimètre d’usure, tandis que les bandages ordinaires ont donné 15 à 17 centièmes de millimètre d’usure. Il y a donc un gain assez considérable en faveur de l’acier spécial.
- Il me reste à parler, pour gouverne, des pièces autres que les bandages et les essieux. Je ne possède là de résultats en service pour aucun réseau.
- Les pièces en essai sont des essieux droits au chrome-nickel à la Compagnie du Nord et à la Compagnie de l’Est français, des manivelles, des boutons de manivelle, des tiges de piston et des suspensions de ressorts dans differents pays.
- Depuis l’impression de mon exposé, nous avons mis en construction à la Compagnie de l'Est quelques centaines de tendeurs d’attelage en acier extra-dur à 2 p. c. de nickel. C’est un acier qui donne plus de 50 kilogrammes de résistance et plus de 18 p. c. d’allongement avec un essai de résistance de 35 kilogrammes, alors que les aciers ordinaires du cahier des charges des chemins de fer français ne donnent qu’une résistance de 36 kilogrammes pour l’acier A et de 41 kilogrammes pour
- l’acier B, avec des allongements respectifs de 30 et de 28 p. c. Il y a donc pour l’acier spécial une résistance beaucoup piUs grande, atteignant presque le double, mais un allongement moindre.
- L’emploi de l’acier au nickel permettra de porter les conditions d’essai de nos attelages de 50 à 65 tonnes de rupture. Nous aurons donc un gain de résistance de 30 p. c. pour un même poids de la partie mobile de l’attelage.
- Pour continuer l’étude des bandages extra-durs dont les résultats en service sont relatés dans l’exposé, nous avons actuellement en circulation sous des locomotives et tenders spécialement choisis des bandages au nickel et au chrome-nickel; mais il s’écoulera probablement encore plusieurs années avant que nous puissions être fixés sur les avantages que nous pourrons retirer de l’emploi de ces aciers.
- En résumé, il y a actuellement très peu de résultats en service, mais un nombre appréciable de réseaux s’intéressent à la question et poursuivent les essais sur une échelle plus ou moins importante. La question est donc, comme je l’ai déjà dit, encore à ses débuts.
- Mr le Président. — La discussion est ouverte sur l’exposé de Mr Le Blant.
- Mr Kabodi. (En allemand.) — La grande importance qu’il convient d’attacher à la question de l’emploi d’essieux coudes m’amène à revenir sur une remarque de Mr le Rapporteur. 11 affirme que les résultats obtenus avec les essieux coudés en acier au nickel sont généralement favorables. Je ne suis pas en mesure d’appr°u' ver cette appréciation, car aux chemins de fer de l’État hongrois nous n’avons paseU
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- jusqu’à présent de résultats très satisfaisants. Nous avons notamment un type de lourdes locomotives express dont les essieux coudés en acier au nickel ont eu des ruptures si nombreuses qu’il a fallu les remplacer au bout d’un petit temps de service. Les épreuves et études détaillées auxquelles nous avons procédé pour déterminer les causes de ces ruptures et les réponses aux circulaires que nous avons adressées, à ce sujet, aux chemins de fer européens ont fait reconnaître que la question des essieux coudés en acier au nickel n’est pas encore sortie de la période des tâtonnements. Les essais par traction ont prouvé que le métal est homogène en certains points et ne l’est pas en d’autres. On a constaté qu’à l’origine du coude des essieux, la structure du métal était toute différente. Les essais effectués par la suite ont montré que la raison de ce fait était qu’en ce point le forgeage ne pouvait être fait que très incomplètement. Aussi a-t-il paru nécessaire de modifier la forme des essieux, de manière que l’usinage de ces essieux coudés fût le même partout. On a essayé aussi d’établir les essieux coudés en trois pièces. Si je suis bien renseigné, il y a des administrations anglaises qui emploient jusqu’à huit pièces dans ces essieux assemblés.
- Je me permets donc de demander à Mr le Rapporteur si l’on constate ailleurs aussi des résultats défavorables à ce point de vue.
- MrHônigsberg. (En allemand.) — D’après les renseignements qui m’ont été fournis Pour la rédaction de mon exposé, il n’y ayait, à la fin de 1908, dans les pays sur lesquels a porté mon enquête, ni fissures ni cassures d’essieux coudés en acier au ftickel. Toutefois, il semble que l’influence
- de la forme dont j’ai fait ressortir l’importance dans mon exposé se fait sentir beaucoup moins avec l’acier au nickel qu’avec les aciers ordinaires. En ce qui concerne les essieux en trois pièces, je sais que les chemins de fer de l’État autrichien les emploient. J'estime que les faits cités par l’honorable préopinant sont le meilleur argument que l’on puisse invoquer pour démontrer l’insuffisance des essais actuels. Je ne vise pas ici les essais par traction. Tant que nous en serons réduits à ceux-ci — et tel continue à être le cas, suivant l’avis de beaucoup d’ingénieurs, parce que les autres épreuves ne sont pas perfectionnées au même degré—, ces essais par traction seront toujours un moyen. Mais nous n’avons aucune garantie qu’une pièce est de même qualité en tous les points. Il serait rationnel de prélever ces éprouvettes sur la masse intérieure. On a perforé un très grand nombre d’essieux coudés pour s’assurer de la présence de poches de retassure. On pourrait certainement, sans préjudice pour la résistance, augmenter suffisamment le diamètre du trou pour pouvoir employer le forage à noyau. Les calculs confirment que cela n’aurait pas beaucoup d’importance. II serait facile a^ors de prélever des éprouvettes dans la partie intérieure, c’est-à-dire du noyau retiré. Je sais que non seulement les constructeurs de machines marines, mais aussi de grandes maisons électrotechniques procèdent ainsi. L’essai par traction offrirait de meilleures garanties pour les essieux coudés, si l’on prélevait les éprouvettes sur les noyaux retirés des tourillons. Puis on a l’essai au choc sur barreaux entaillés, pour exclure tout d’abord du métal qui aurait la tendance de se fissurer dans les coudes.
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- Mr Rotm, Oh. de f. de i’Alsace-Lorraine. (îEn allemand.) '^ Sur les 'chemins de fer rl’Atsace-Lanraine, nous avons, depuis de longues années, un grand nombre d’essieux en acier au nickel en service et jusqu’à présent il né s’est pas produit une seule rupture.
- Hr Rabodi. — D’une seule pièce?
- Mr Rohr. ^ Oui.
- Mr Greppi, Ch. de f. de l’État italien. — Messieurs, je désire ajouter un renseignement à ceux qui sont fournis dans l’exposé de Mr Le Blant au sujet des essieux coudés en acier au nickel. Nous avons actuellement en- service un grand nombre d’essieux coudés au nickel; nous avons 779 locomotives munies de ces essieux. Or, sur ce grand nombre de locomotives, nous n’avons eu jusqu’à présent aucun essieu fissuré.
- Nous employions auparavant un acier au nickel contenant environ 7 p. c. de nickel.
- Tous les essieux fabriqués avec cet alliage — il y en avait dix-huit — se sont fissutés ; cela se passait entre 1902 et l’9Ô3. Depuis 1903, nous avons adopté un acier au nickel contenant 5 p. c. de nickel et, avec ce métal, nous n’avons plus eu aucun essieu fissuré. Les parcours effectués — il s’agit d’essieux dont les plus anciens datent de 1904 et de 1905 — représentent 420,000 kilomètres au maximum. Nous avons cependant constaté un inconvénient : quelquefois les fusées se sont usées irrégulièrement, avec abrasion du métal. Nous avons constaté cette anomalie avec les essieux au nickel plus fréquemment qu’avec les essieux en acier ordinaire.
- Mr Antochine, secrétaire 'principal. (En
- allemand.) — On indique différents chiffres pour la teneur en nickel : elle varie de 3 -à 10 p. c. 11 serait intéressant de savoir 'comment on détermine ces proportions Ne procède-t-on à l’analyse que sur l’essieu fini?
- Mr le Président. (En «allemand.) — je crois que chaque administration donne ses prescriptions particulières, établies empiriquement. En Autriche et en Hongrie, on ne dépasse pas facilement 3 p. c. Nous avons employé une teneur inférieure en nickel et notre expérience nous a conduits au coefficient de 3 p. c. Notre collègue de l’Etat italien indique une proportion de nickel de 5 à 6 p. c. ; c’est un renseignement qui m’a beaucoup intéressé. En somme, je pense que les differentes administrations prescrivent la teneur en nickel et n’abandonnent pas aux usines le soin de trancher cette question.
- Mr ÎLe Blant, rapporteur. Dans tous les cas, en France, nous imposons des garanties pour la réception des essieux.
- Mr le Président. — N’imposez-vous pas aussi une teneur maximum?
- Mr XeBlant. —Je ne crois pas qu’il y ait nécessité de fixer un maximum, parce que, le nickel coûtant cher, la teneur est limitée par le prix élevé du métal.
- "$Lr ’lé “Président. — Sans cloute, mais il pourrait arriver que, par suite d’un vice de fabrication Où d’une erreur, oh obtînt Une'teneur en nickel excessive.
- Mr Xe Blant. —- ‘Outre les proscriptions relatives à l’analyse chimique, nous avons des conditions d’essai physique qui nous garantissent contre les erreurs de l’usme'
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- $>• le président, — Les épreuves sont donc très dures spécialement pour ce métal ?
- On se fie aux usines pour l’observation de la proportion de 5 p. c.
- jÿp Le Blant. — Oui, mais jusqu’à présent au moins, les usines françaises n’ont pas éprouvé de difficultés à nous faire les fournitures. Actuellement, pour la fourniture des essieux coudés, les conditions sont fixées- de gré à gré avec les usines. Nous n’avons pas, en effet, pour le réseau français de spécifications techniques unifiées pour la fourniture des essieux coudés. .
- Mr le Président. — Nous avons imposé aux usines des conditions très sévères quant à la garantie de parcours.
- Mr Le Blant. — Il y a évidemment encore la garantie de parcours, mais elle est variable selon les séries de machines.
- Mr le Président. — Et selon la charge par essieu.
- Mr Keller, Ch. de f. fédérauxsuisses. (En allemand.) — Les Chemins de fer fédéraux suisses ont environ 400 locomotives à essieux coudés en service. Autrefois ils employaient des essieux coudés en acier au creuset, qui donnèrent de mauvais résultats; de nombreuses criques se déclarèrent aux bras de manivelles. On a décidé
- alors de ne plus employer que des essieux coudés en acier à 5 p. c. de nickel et nous avons obtenu avec ceux-ci de très bons résultats. Quelques-uns de ces essieux ont fait jusqu’à 600,000 ou 700,000 kilomètres, sans aucune avarie; ils sont encore maintenant en service. Nous sommes arrivés à a conviction qu’un bon acier au nickel oui ni par une usine digne de confiance °one lesmeilleurs résultats. La teneur en Nickel n est pas contrôlée chimiquement.
- Mr Greppi. —- Je réponds à la question posée. A l’origine, nous avions employé des essieux ayant une teneur en nickel de 7 p. c. environ. Actuellement, nous prescrivons 6 p. c. exactement, c’est-à-dire que nous tenons la main à ce que la teneur se rapproche le plus possible de S p. c.
- Mr Salomon, Gb. de f. de l’Est français. — Mrs Greppi et Rohr voudraient-ils préciser les renseignements qu’ils viennent de nous donner?
- Mr Greppi nous a indiqué les parcours effectués avec des essieux en acier au nickel, mais il faudrait savoir quels sont les parcours moyens fournis par des essieux en acier ordinaire, par des essieux en acier au carbone montés sur des machines de la même série faisant le même service, Tout est là, en effet. D’autre part, Mr Rohr nous a dit que, sur les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, il y avait un assez grand nombre d’essieux coudés au nickel en service depuis un certain nombre d’années. Il serait très intéressant de connaître les parcours effectués et d’avohfc des données sur les locomotives sous lesquelles ces essieux sont montés ; tout au moins, faudrait-il connaître le poids adhérent de l’essieu moteur. Cela nous donnerait la mesure de l’avantage qu’offrent les essieux en acier spécial.
- Mr le Président. (En anglais.) — Peut-être nos collègues d’Amérique et d’Angleterre pourraient-ils nous donner quelques renseignements concernant les essieux coudés en acier au nickel.
- Mr Fowler, Midland Railway, Grande-
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- Bretagne. (En anglais.) — De même que la plupart des chemins de fer anglais, le «Midland Railway » n’emploie pas d’essieux en acier au nickel. On fait usage d’acier à haute teneur en carbone et l’on a observé qu’il ne se produit pas d’inconvénients spéciaux dus à l’usure des bras, mais que la seule difficulté est celle qui résulte des ruptures. Les résultats obtenus avec cet acier sont si satisfaisants que l’adoption de l’acier au nickel ne paraît pas nécessaire. 11 y a quelques semaines, on a retiré un essieu qui avait fait un parcours de 1 million de kilomètres.
- Mr le Président. (En anglais.) — Alors la raison pour laquelle vous n’employez pas l’acier au nickel est une simple question deprix?
- Mr Fowler. (En anglais.) — La raison est que nous sommes satisfaits de l’acier au carbone ordinaire.
- Mr Kabodi. (En allemand.) — Je voudrais seulement demander si ces essieux coudés sont en une seule pièce ou en plusieurs. C’est là la chose la plus importante.
- MrFowler. "fEn anglais.) — Le « Midland Railway » n’emploie que des essieux coudés d’une pièce en acier au carbone ordinaire. D’autres compagnies anglaises se servent quelquefois d’essieux formés de plusieurs pièces et alors elles utilisent de l’acier au chrome-nickel.
- Mr Cooke, du « London & North Western Railway », pourrait confirmer ce que j’ai dit.
- Mr Cooke, London & North Western Railway. (En anglais.) — Le « London & North Western Railway » emploie des
- essieux coudés qui sont alors en acier au chrome.
- Mr Courtin, Ch. de f. de l’État badois. (En allemand ) — Si j’ai bien compris Mr Salomon, il désirerait savoir, avec chiffres à l’appui, quelle est la durée 'de service comparative d’un essieu en acier au nickel et d’un essieu en acier au creuset. Je ferai remarquer que les résultats obtenus à ce point de vue par l’État badois sont donnés dans l’exposé de Mr Hônigsberg. Sur les anciennes locomotives express, munies d’un nombre total de quarante essieux en acier au creuset, nous avons constaté en tout cinq ruptures. Le parcours d’un essieu jusqu’à la rupture a été en moyenne de 433,350 kilomètres. Sur les locomotives express 4-6-0, dont les cylindres attaquent deux essieux différents, nous avons eu, avec quatre-vingt-six essieux coudés en acier au creuset, six ruptures après un parcours moyen de 468,200 kilomètres. Nous avons, en outre, des locomotives express Atlantic plus récentes, à quatre cylindres, actionnant le même essieu. Ces machines ont été munies dès le début d’essieux en acier au nickel. Le 1er janvier 1909, le parcours moyen était de 463,000 kilomètres; aujourd’hui, on peut admettre qu’il atteint 600,000 kilomètres. Jusqu’à présent, aucun de ces essieux n’a cassé. Par contre, nous avons été informés de la rupture d’un essieu d’une locomotive Pacific. Il ne s’agit pas ici d’une des ruptures transversales ordinaires de l’essieu, mais de fissures longitudinales. Il doit y avoir un défaut de fabrication qui n’est pas encore élucide' Cette locomotive a fait peut-être un par‘ cours de 18,000 à 19,000 kilomètres. Ie puis dire, en m’appuyant sur notre expe-
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- rience, que les essieux en acier au nickel ont fait leurs preuves à tous les points de vue. *
- Mr le Président. — Vous trouverez donc dans l’exposé de Mr Hônigsberg les données que vous réclamez. Mr Salomon est-il satisfait ?
- HU Salomon. — Oui, Mr le Président. •
- HP le Président. — Mr Courtin vient de dire que les essieux coudés sont arrivés à fournir des parcours allant jusqu’à 600,000 kilomètres environ et qu’il n’y a eu aucun cas de rupture. Ces résultats sont remarquables.
- Mr Lavialle d’Anglards, Cie des Ch. de f. portugais. — Les résultats que vient de nous indiquer Mr Greppi au sujet de l’emploi d’un très grand nombre d’essieux coudés en acier au nickel sont très intéressants. Je me permettrai de lui demander si les conditions de traitement du métal étaient imposées aux fournisseurs par les chemins de fer italiens et, dans l’affirmative, quelles étaient les conditions de résistance à la traction et surtout les conditions de résistance au choc qui étaient prescrites.
- Nous avons eu récemment l’occasion de commander des essieux coudés en acier au nickel en laissant aux usines le soin d’indiquer les conditions de garantie qu’elles offraient et nous avons naturellement choisi l’usine qui nous offrait les meilleurs prix en même temps qu’elle nous garantissait des conditions satisfaisantes. Or, même en refaisant les essieux, 1 usine s’est trouvée dans l’impossibilité de nous donner les conditions de non-ragdité qu’elle s’était engagée à observer. Je désirerais donc savoir si le réseau
- italien a imposé des conditions de traitement du métal, c’est-à-dire des conditions au point de vue de la trempe et du recuit et au point de vue des propriétés mécaniques, résistance à la traction et surtout résistance au choc.
- Mr Greppi. — Voici quelles sont exactement les prescriptions techniques auxquelles doivent satisfaire nos essieux coudés pour locomotives :
- Les essieux coudés seront en acier de première qualité avec 5 p. c. de nickel.
- ' Ils seront obtenus de lingots de poids non inférieur à 12 tonnes, dont on devra rejeter la troisième partie supérieure.
- La provenance des matériaux à employer, la manière de forgeage et de recuit seront approuvées d’avance par l’administration, à laquelle le fournisseur enverra un rapport détaillé de son procédé de fabrication.
- Tous les essieux auront aux deux bouts des appendices d’une longueur minimum de 500 millimètres et d’un diamètre non inférieur à celui de l’essieu. Ces appendices serviront à la construction des éprouvettes pour les essais à la traction, au pliage et au choc. On fera deux épreuves de traction et de pliage pour chaque essieu, c’est-à-dire une pour chaque bout ; l’épreuve au choc sera unique pour chaque essieu.
- Les épreuves à la traction devront donner :
- Une résistance comprise entre 55 et 70 kilogrammes par millimètre carré ;
- Un allongement non inférieur à 18 p. c. sur une longueur de 200 millimètres entre repères ;
- Une résistance à la limite d’élasticité non inférieure à 58 kilogrammes par millimètre carré.
- Les éprouvettes pour le pliage auront une section carrée de 25 millimètres de côté et seront chauffées d’avance à la température du rouge cerise et puis refroidies brusquement dans l’eau à 25°. Elles devront être ensuite sou-
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- mises a-& pliage autour d’un barreau d’un diamètre de 60 millimètres d’un angle de 480°, c’est-à-dire jusqu’à ce que les deux branches de l’éprouvette pliée seront parallèles.
- Les épreuves au choc seront effectuées, sur des barreaux de section circulaire de 40 millimètres de diamètre et de 400 millimètres de longueur : le barreau devra être appuyé sur une masse rigide et entaillé dans sa partie moyenne et d’un seul coté avec une tranche, sur laquelle on fera tomber un poids de 25 kilogrammes de la hauteur de 1 mètre. Le barreau devra être ensuite appuyé avec l’entaille tournée en bas sur deux appuis éloignés de 500 millimétrés entre eux et arrondis. Dans cette position il devra supporter sans trace de lésion deux coups du dit mouton de 25 kilogrammes tombant de la hauteur de 1 mètre.
- Je répondrai maintenant un mot à Mr Salomon qui a demandé si nous avions des résultats comparatifs pour les essieux en acier au nickel et les essieux en acier ordinaire. Nous ne sommes pas en mesure de fournir des renseignements comparatifs. Nos plus anciennes locomotives avec essieux coudés datent de 1900. Ces essieux coudés étaient fabriqués, comme je l’ai déjà dit, avec un acier à 7 p. c. de nickel. Ils ont été mis hors de service au bout de deux ou trois ans parce qu’il se produisait des fissures.
- Nous avons fixé ensuite un maximum de 5 p. c. de nickel et tous les nouveaux essieux en acier au nickel placés sous des locomotives mises en service à partir de 1903 sont encore én service actuellement, sauf l'un de ces essieux, qui a été, tout à fait exceptionnellement, retiré du service à cause de l’usure des fusées,. Aucune fissure n’a plus été constatée.
- Mr Keller. (En allemand.) — Les Che-
- mins de fer fédéraux suisses sont en mesure de donner quelques renseignements au sujet des parcours kilométriques des essieux coudés. Je tiens notamment à souligner que, si l’on veut avoir des comparaisons dignes de foi, il faut les rapporter à une seule série déterminée de locomotives faisant le même service. La forme et la fatigue des essieux coudés ont une très grande importance. Voici les renseignements que je puis donner sur les parcours kilométriques des essieux sur les chemins de fer fédéraux. Nous avons une série de vingt-cinq locomotives qui sont en service depuis 1897. Elles ont des essieux coudés en acier au creuset, dont aucun n’est encore criqué, bien qu’ils aient fait un parcours de plus de 600,000 kilomètres. Sans doute ce résultat tient-il à la fatigue assez faible de ces locomotives; ce sont des compounds à quatre cylindres A sj4. Une partie des autres locomotives plus puissantes à essieux coudés en acier au creuset que nous avions adoptées accusèrent déjà après des parcours de moins de 100,000 kilomètres, non pas des ruptures, mais des criques aux essieux coudés. C’est la forme qui intervenait ici. La même forme, employée pour les essieux coudés en acier au nickel des mêmes séries de locomotives, n’a pas donné lieu à des inconvénients, puisque sur tous les essieux en acier au nickel qui ont parcouru jusqu’à 700,000 kilomètres deux seulement étaient légèrement criqués. Nous en avons casse un pour faire des essais de résistance, l’autre a pu être réparé par retournage et est encore en service. Nous possédons actuellement 206 essieux coudés en acte? au nickel et sommes certains d’obtenir de bons résultats avec ces essieux.. Mais b
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- eoaiparaiso» définitive avec les essieux coudés en acier au creuset ne peut- pas encore être établie.
- HP Herdner, Ch. de f. du Midi; français. __ Nous avons mis à l’essai un certain nombre d’essieux coudés en acier au chrome-nickel. Malheureusement ces essieux n’ont pas répondu, en général, à notre attente. La plupart se sont fissurés après un parcours à peine égal et souvent inférieur aux parcours obtenus avec d’autres essieux en acier ordinaire avant apparition de la première fissure. C’est ainsi qu’une série de dix essieux placés sous des locomotives du type Atlantic se se, sont fissurés après des parcours compris entre 70,000 et 300,000 kilomètres. Six autres essieux, d’une fourniture ultérieure-, également en acier chrome-nickel sont encore, il est vrai, indemnes de fissures, mais leurs: parcours sont encore peu élevés.
- Nous avons en service d’autres essieux coudés en acier ordinaire au carbone de la qualité dite acier à canons. Ces essieux qui ont subi un traitement thermique, kempe et recuit, nous ont fourni avec des machines à grande vitesse à bogie et deux essieux couplés des parcours de 570,000 a 600,000 kilomètres avant l’apparition de 'a Première fissure. Ce sont les plus beaux résultats que nous ayons obtenus, et ils 0nt avec l’acier ordinaire et non avec ün acier spécial,
- nous a paru, mais ce n’est encore. haq110 ^pression, que la question du thermique, de là trempe et du im P0Urrait avoir pour ces aciers une ^jPQPtanee plus grande que celle de la chimique ; mais çe n’est en--’ -Ie répète, qu’une simple im^
- pression. Pour que la comparaison fût tout à fait concluante, il faudrait que les deux types d’essieux fussent mis en comparaison sous des machines, de types, tout à fait semblables, car il nous a paru que le type de machines; a, lui aussi, une influence considérable sur la tenue des essieux.
- Mr Hqnigsberg. (Lu allemand.) — Je voudrais demander à Mr Herdner des renseignements s;ur les dernières, expériences avec les évidements Frémant qu’il a introduits, au Midi français.
- Mr Herdner. — Pour répondre à la question de. Mr Hônigsfierg, je lui dirai que nous n’employons comme essieux coudés que ceux du modèle dit « Worsdell à plateaux ». À la suite de fissures qui s’étaient produites, nous avons appliqué à un certain nombre de. ces essieux le procédé Frémont qui consiste à pratiquer un évidement dans le plateau, dans l’intervalle compris entre l’essieu et le tourillon de la bielle. Je ne suis pas encore en mesure de donner des résultats complets sur la valeur de cette modification d’application, encore trop récente. Cependant, j’ai la conviction qu’elle nous permettra de faire vivre des essieux plus longtemps qu’ils n’auraient vécu si nous les avions laissés mourir de leur belle mort après l’apparition de la première fissure. Je n’ai pas ici les chiffres, mais nous en avons publié quelques-uns dans la Revue générale des chemins de fer. Nous avons constaté depuis que ces essieux continuent à se bien comporter. Un seul d'entre eux a présenté quelque temps après sa modification une nouvelle amorce de fissure que nous avons attribuée à un défaut local.
- Je dois ajouter que nous ne recourons
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- en général à l’évidement Frémont que lorsque la première fissure a apparu et que l’opération permet de la faire disparaître. Nous n’avons appliqué l’évidement, de construction, qu’à un lot de quatre essieux neufs â titre d’essai. Ces essieux sont en acier au chrome-nickel. Ils se sont jusqu’ici bien comportés.
- MrCourtin. (En allemand.) — L’évidement Frémont a été appliqué à l’essieu coudé d’une locomotive de l’État badois il y a un an environ et cette locomotive a fait depuis un parcours d’environ 60,000 kilomètres sans qu’aucune difficulté se soit prodiiite.
- Mr Salomon. — C’est très peu.
- Mr Herdner. — Nous avons des parcours supérieurs, mais je ne saurais les dire de mémoire et je ne voudrais pas m’exposer à donner des chiffres inexacts.
- Mrle Président. (En allemand.) — Puis-je maintenant clôturer cette discussion, en vous priant d’écouter Mr Steinbiss ?
- Mr Steinbiss, vice-président. (En allemand.) — Les chemins de fer de l’État prussien et d’autres administrations allemandes emploient depuis quelque temps, à titre d’essai, pour la fabrication des bandages et essieux, de l’acier électrique qui est produit en refondant sous l’action du courant électrique l’acier sortant du four Siemens-Martin. On envisage aussi l’emploi de l’acier électrique (60 kilogrammes) pour la confection d’attelages à vis et de crochets de traction plus résistants. Des essais sont en cours. L’acier électrique se distingue par l’homogénéité et la pureté du métal. Les nombreux essais effectués ont donné des résultats
- favorables et en font prévoir de bons pour l’avenir.
- Mr Greppi. — N’y aurait-il pas moyen d’obtenir des renseignements de la part des administrations qui, depuis un certain temps, font usage, dans une assez large mesure, d’essieux coudés en plusieurs pièces du système anglais Worsdell?
- Mr le Président. — Je crois que la discussion de ce point pourrait nous entraîner un peu trop loin.
- Mrs Ettenger et Worsdell ne sont malheureusement pas présents. La section désire-t-elle que leurs exposés soient résumés? Le rapport de Mr Ettenger ni celui de Mr Worsdell ne contiennent de conclusions proprement dites. Je pense donc que nous pourrions passer outre.
- Je vous propose, Messieurs, d’adopter en ce qui concerne le Jittéra A les conclusions de Mrs Crawford et Szlabey et, en ce qui concerne le littéra B, les conclusions de Mrs Hônigsberg et Le Blant.
- Mr Antochine. (En Allemand.) — Ne serait-il pas utile de faire figurer dans les conclusions une définition de l’expression « aciers spéciaux de haute .résistance »?
- Mr le Président. (En allemand.) — Ou peut, en effet, comprendre ce terme de différentes façons. Les uns l’appliquent déjà aux aciers ayant une résistance de 45 kilogrammes, tandis que d’autres ne commencent à l’appliquer qu’aux acien» ayant une résistance de 60 kilogramme Le terme est donc très élastique.
- Mr Salomon. — Je crois que, dans l#3* actuel de la question, comme nous som®e' peu fixés sur les compositions chimiq11^
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- et les méthodes thermiques qui valent le mieux pour les usages particuliers de chacun, .il serait préférable d’employer un terme général qu’un terme trop précis. Peut-être pourrait-on dire, si l’on veut : les aciers autres que ceux au carbone.
- Hônigsberg. (En allemand.) — Je ferai remarquer que ceci est extrêmement difficile pratiquement, puisque nous n’avons pas de renseignements suffisants sur la composition des aciers employés. En ce qui concerne la fixation de la limite de résistance à 60 kilogrammes, la proposition primordiale de Mr Le Blant était de fixer la résistance des essieux à 60 kilogrammes, celle des bandages à 80 kilogrammes; de mon côté, j’ai proposé d’abaisser cette limite pour les bandages à 70 kilogrammes, vu les conditions d’ex-
- ploitation dans les pays qui m’étaient assignés pour mon exposé.
- Mr le Président. (En allemand.) — Messieurs, je vous rappelle qu’il existe une Association internationale pour l’essai des matériaux. Les membres de cette association sont probablement plus compétents que les membres du Congrès des chemins de fer pour trancher une question de cette espèce.
- Messieurs, je pense que nous avons terminé la discussion de la question V et je vous propose de nous ajourner à demain.
- MrPowler. (En anglais.) — Je demande à pouvoir encore ajouter un mot à la discussion sur les aciers spéciaux.
- — La section n'étant pas d’avis de continuer la discussion, la séance est levée.
- Séance du 8 juillet 1910 (matin).
- Mrle Président. (En allemand.) — Voici, Messieurs, les conclusions générales relatives à la question V que nous avons l’honneur de vous soumettre :
- « A. 1° L’acier de plus de 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance n’est substitué au fer forgé, généralement employé autrefois, que pour un petit nombre de pièces du matériel roulant et par quelques administrations seulement. Le fer forgé ou soudé est plus généralement remplacé par l’acier doux ou fondu de 33 à 44 kilogrammes par nhllimètre carré de résistance. cc 2° L’acier moulé sert dans beaucoup e cas à remplacer le fer forgé pour les
- pièces d’une forme compliquée. Il est généralement substitué à la fonte pour les pièces sujettes à de plus grands efforts et pour lesquelles l’emploi de cette matière est destiné à augmenter la sécurité.
- « 3° Il semble toutefois certain que l’emploi de l’acier s’étendra à presque toutes les pièces des locomotives. On peut prévoir que les voitures en acier supplanteront les voitures en bois à raison de leur plus grande résistance, de leur incombustibilité et de leur entretien moins coûteux. Les wagons construits entièrement en acier permettent d’augmenter le tonnage tout en réduisant la tare au minimum compatible avec une grande résistance.
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- ce B>. A?' De nombreuses administrât ions de. chemins de fer- emploient des essieux coudés en acier spécial de haute résistance, et spécialement de l’acier au nickel à 5 p. c. de nickel, matière qui a fait ses preuves, pourvu que leur forme soit bien appropriée.
- « 5° Pour les essieux droits, on n’emploie l’acier spécial que dans certains cas particuliers.
- cc 6° Plusieurs compagnies de chemins de fer emploient de l’acier à 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum pour les bandages des
- locomotives et des fcemlers. Si lfon a soia de- prescrire d,es essais au ©hoc, o® n’a pas à craindre de rupture de leur part. ,
- « 7° L’intérêt croissant de l’emploi de ces aciers étant très probable, il y a lieu d’engager les réseaux à entreprendre des essais ou à étendre les essais en cours, de façon à pouvoir être fixé aussi rapidement que* possible sur les avantages ou inconvé. nien ts de l’emploi des aciers spéciaux et à haute résistance dans; la construction du matériel de traction et de. transport. »
- — Ce projet de conclusions est adopté.
- Séance du 13 juillet 1910 (matin).
- Mr le Président. — Je crois devoir dire encore un mot au sujet du projet de résolution relatif aux aciers spéciaux.
- Il me paraît que nous avons fait une légère erreur. D’après le texte publié à la page 10 du n° 6 du Journal de la session, il semblerait que le 7° ne se rapporte qu’au littéra B. Or, je ne pense pas que ce soit le cas.
- La section a-t-elle voulu dire que l’intérêt croissant de l’emploi de ces aciers n’existe que pour les essieux coudés?
- Mr Salomon. — Non, nous avons, pensé que cet intérêt est général.
- Mr le Président. — Nous devrions alors ajouter que le 7° s’applique à la fois aux littéras A et B.
- HL* Le Blant, rapporteur. —< Pour moi, je crois que le 7° ne vise que l’emploi des aciers spéciaux dont il est question au
- littéra B. En effet, l’acier ordinaire est employé pour ainsi dire d’une façon courante. Au moins, en France, on n’emploie plus ou presque plus le fer forgé.
- Mr le Président. — Permettez-moi un mot. Au 3° du littéra À, vous dites : « h semble toutefois certain que l’emploi de l’acier s’étendra à presque toutes les pièces des locomotives. » Ne désirez-vous pas qu’on fasse aussi des essais à ce point de vue?
- Mr Le Blant. — Mr Ettenger et moi n’étions rapporteurs que pour le littéra B-Nous n’avons donc pas pu présenter de conclusions sur le littéra À.
- Mr le Président. — Gela va sans dire, mais c’est là une simple question de forme. Il s’agit en ce moment pour nous de rédiger des conclusions générales sur les littéras A et B.
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- j£r Salomon. — Quel inconvénient y aurait-il à ce que l’invitation formulée dans le 7° s’appliquât aux deux qualités d’acier pour ce qui concerne les pays ou ]es -administrations qui actuellement ne font pas un usage exclusif de l’acier? Cela ne s’appliquerait évidemment pas à la France où nous nous en tenons presque exclusivement à l’emploi de l’acier.
- W le Président. — Chez nous aussi, mais je crois qu’on pourrait étendre, le vœu à la fois aux deux littéraa.
- W Salomon. — C’est là une simple question de rédaction.
- Mr Lavialle d’Anglards. — Je voudrais voir ajouter encore la phrase, suivante : « 11 serait désirable que ces essais fussent faits'd’une manière uniforme et suivant les règles établies par l’Association internationale pour les essais de matériaux. »
- Mr le Président. — Je ne vois aucun inconvénient à admettre cette ajoute.
- Mr Le Blant. — Je ne vois pas d’inconvénient non plus à ajouter qu’il serait désirable de se mettre d’accord pour faire cesessaisavec la commission des méthodes d essai qui a un caractère international et lui a fixé des règles pour l’exécution des es'ais. Je signale cependant que pour les aciers spéciaux, il y a non seulement les essais régis par les règles de l'Association internationale, c’est-à-dire les essais
- ef)10uvettes, etc., mais surtout les essais eOtServiee qui sont* en somme, les seuls Pressants. Nous ne sommes pas certains ciair- *Grnent ^ue l’empl°i des aciers spé-écoî^ S0U Un ProSrès au Point de vue
- nous01111^116*’ n°US ne savons Pas s’il ne 611 c°ûtera pas plus cher d’acheter
- des aciers; d’un prix de revient plus élevé qui ne nous fourniront peut-être pas un meilleur service que les aciers ordinaires. Or, l’Association internationale n’a rien à voir dans ces essais.
- Mr le Président. — Je ne crois pas que la phrase vise les essais dont vous parlez. L’idée de notre collègue portugais ne porte que sur les essais proprement dits de matériaux et non sur les essais pratiques ou les essais non prévus par les règles de l’Association internationale et qui pourraient encore être prescrits pour certaines qualités d’acier.
- Mr Salomon. — Alors la question n’offre plus beaucoup d’intérêt.
- Mr le Président. — Peut-être pourrions-nous nous mettre d’accord sur cette rédaction : « 7° L’intérêt croissant de l’emploi de ces aciers étant très probable, il y a lieu d’engager les réseaux à entreprendre des essais ou à étendre les essais en cours, de façon à pouvoir être fixé aussi rapidement que possible sur les avantages ou inconvénients de l’emploi des aciers spéciaux et à haute résistance dans la construction du matériel de traction et de transport. Il serait désirable que les essais fussent faits d’accord avec les règles établies par l’Association internationale pour les essais de matériaux ».
- Mr Salomon. — il s’agirait alors des essais de réception.
- Mr le Président. — Peut-être bien.
- Un Délégué. — Il ne s’agit pas d’essais d’application.
- Mr Le Blant. — D’après la rédaction française que j’ai sous les yeux, le 7° ne
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- peut viser que les essais en service et non les essais de réception ni les essais sur éprouvettes.
- Mr Salomon.— Le mot « essais » ne peut comprendre en effet que des essais d’application.
- Mr le Président. — Il ne s’agit évidemment pas d’essais d’éprouvettes. Il s’agit bien d’application.
- Mr Salomon. — Je crois donc qu’il n’y a rien à ajouter au texte primitif.
- Mr Hônigsberg, rapporteur. (En allemand.)— Les administrations de chemins de fer dispersées dans le monde entier pourraient difficilement arriver à s’en-
- tendre pour procéder à des essais en service d’après des règles uniformes et il vaudrait mieux, en effet, fixer tout d’abord des réglés qu’on pourrait recommander pour obtenir des chiffres comparables?
- Mr Le Blant. — C’est l’affaire de l’Association internationale des méthodes d’essai.
- Mr le Président. — C’est pourquoi il vaudrait mieux ne pas employer les mots « d’une manière uniforme » et dire tout simplement : « Il serait désirable que les épreuves de réception fussent faites selon les règles établies par l’Association internationale pour les essais des matériaux. »
- Si la section est d’accord, je déclare ce texte adopté. {Assentiment.)
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- DISCUSSION EN SÉANCE PLÉNIÈRE
- — •>*»-
- Séance du 14 juillet 1910 (après-midi).
- Présidence de Mr P. WE1SSENBACH. Secrétaire général : Mr L. WE1SSENBRUCH.
- 1er SECRÉTAIRE GÉNÉRAL ADJOINT I Mr MÜRSET.
- 2e SECRÉTAIRE GÉNÉRAL ADJOINT 1 Dr A. BQNZON.
- Mr Gerstner, président de la 2e section, donne lecture du
- Rapport de la 2e section.
- (Voir 1 e.Journal quotidien de la session, n° 6, p. 8.)
- « Littéra A.
- « M1' Kabodi (État hongrois) présente un résumé et donne lecture des conclusions de l’exposé de Mr Szlabey, absent.
- « Mr Crawford lit ensuite les conclusions de son exposé.
- « Les exposés ainsi que les conclusions qui en résultent ne donnent pas lieu à discussion.
- « Littéra B.
- « Mrs Hônigsberg et Le Blant exposent ta question. Mr Hônigsberg donne lecture
- des conclusions suivantes, extraites de son exposé : "
- <c 1° Les ressorts en acier spécial de
- haute résistance donnent un roulement plus doux des véhicules et une diminution des ruptures; ils demandent un réglage moins fréquent, surtout dans les cas où d’autres matériaux ont donné lieu à des inconvénients, ou bien lorsque l’on a voulu éviter un renforcement des ressorts dû à l’augmentation des charges;
- « 2° Pour les essieux coudés, il est employé presque partout des aciers spéciaux, de préférence de l’acier au nickel à 5 p.c., qui a fait ses preuves, mais seulement pour une forme convenable des essieux ;
- « 3° Des bandages en aciers spéciaux de haute résistance sont employés généralement pour les locomotives à grande vitesse et haute puissance et pour les tenders qu’elles remorquent, souvent aussi pour d’autres locomotives et tenders et aussi en partie pour les voitures à voyageurs. Le danger de rupture de ces bandages en acier à haute résistance n’est pas considérable si l’on essaie les bandages au choc et
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- si on les fixe au moyen d’un anneau de calage. En ce qui concerne l’usure, surtout sur les parcours de montagne et dans les courbes, on n’a pu déterminer encore d’une manière générale et suffisante si ces sortes d’acier pourront convenir;
- « 4° Pour les essieux droits, on emploie beaucoup pour les locomotives modernes, ainsi que pour les tenders et quelquefois pour les voitures, des aciers de haute résistance, au sujet desquels on n’a pas encore de résultats suffisants et concordants;
- « o° L’emploi d’aciers spéciaux de haute résistance pour des pièces de matériel roulant devient toujours plus nécessaire, étant donnés les efforts croissants. Il est avantageux au point de vue économique pour les pièces sujettes à de fréquents renouvellements. Mais l’emploi ne s’étendra que s’il est possible d’établir effectivement et rapidement leur supériorité en service et autant que possible par des essais antérieurs ;
- « 6° Pour déterminer la valeur comparative des différentes sortes d’acier, d’après leur manière de se comporter en service, la statistique du matériel roulant en général n’est pas suffisante, à l’exception des lignes qui ont un matériel et des conditions d’exploitation uniformes, comme les chemins de fer métropolitains. Il est donc nécessaire de faire des essais spéciaux dans des conditions d’exploitation exactement pareilles ;
- « 7° Pour caractériser suffisamment les aciers spéciaux reconnus comme supérieurs, il est désirable de faire, en dehors des essais de réception, des essais spéciaux pour faire ressortir, autant que possible et directement, les qualités essentielles de ces aciers (sécurité contre la rupture par
- suite de chocs, de forme défavorable;résis tance contre l’usure, etc.). »
- « Mr Le Blant lit les conclusions de son exposé.
- « Les exposés de Mrs Ettenger etWorsdell ne contiennent pas de conclusions, et en l’absence des rapporteurs, l’assemblée est d’accord pour ne pas en demander la lecture.
- a M' Kabodt dit que son administration n’a pas fait de bonnes expériences avec les essieux coudés en une seule pièce en acier au nickel, mais que les essieux coudés en trois pièces forgées ont donné les meilleurs résultats.
- « Mr Ho un (Alsace-Lorraine) dit que sur les chemins de fer alsaciens il y a une grande quantité d’essieux coudés en acier au nickel en service depuis plusieurs années et qui se sont parfaitement bien comportés.
- « M1' Greppi (État italien) donne quelques renseignements sur les essieux coudés en acier au nickel, en service au nombre de 779; avec 6 à 8 p. c. de nickel les résultats n’étaient pas favorables, tandis qu’avec 5 p. c. de nickel les essieux ne présentent aucune fissure, malgré un parcours d’environ 420,000 kilomètres depuis 1904. 11 leur reproche toutelois une usure inégale des surfaces de fusées.
- « Mr Antochtne (iGouvernement russe) demande s’il existe des prescriptions établies par les administrations sur la composition de l’acier au nickel pour les essieux coudés et s’il y a un contrôle à ce sujet.
- « Mr Le Blaxt (rapporteur) répond qu eiî France on a laissé aux métallurgistes t°ute faculté d’obtenir des aciers de gTaû e
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- dureté, mais en cherchant à écarter la fragilité. Toutefois les essieux sont soumis à des essais physiques et chimiques et à une garantie de parcours.
- « Mr tëBULER '(;Chemins de fer fédéraux suisses) dit que son administration a près 4e 400 (essieux coudés en acier Tondu au creuset et en acier au nickel, ces derniers contenant S p. c. de nickel'. Les premiers n’ont pas donné de bons résultats, lis se fissurent dans le congé extérieur du tourillon de la manivelle. Les premiers essieux en acier au -nickel ont effectué à l’heure actuelle un parcours de 5600,(0004 !fO0.,‘OOO kilomètres. La teneur en nickel n’est pas contrôlée analytiquement,
- « Mr Fowler {Midland Railway) dit que son administration n’utilise pas l’acier au nickel pour les essieux coudés,mais seulement un acier au carbone à haute résistance à la rupture. La compagnie n’a pas d’essieux coudés en plusieurs parties, mais d’autres 'compagnies les utilisent.
- « Mr Lavialle d’Anglards •(Compagnie des chemins de fer portugais) .demande si Mr Greppi pourrait lui fournir des renseignements concernant .les conditions de fabrication imposées aux fabricants pour les essieux en acier.au nickel.
- « Mr Grëppi répond que les principales conditions sont : 5 p. c. de nickel, ’55 'a "0 kilogrammes par millimétré carré de résistance et 18 p. c. d’allongement.
- « üKKeller dit qu’on neipent établir de lC°oiparaison que pour 'des machines de uiême type et faisant le même;service. Sun ^ ^Ristration a vingt machines du type 4 d-avec essieux en acier au creuset en er'1Ce depuis 4897 ;;ces machines ont fait
- '600,000 kilomètres au moins sans -que les essieux aient présenté des fissures, muais Te service .dé ces locomotives n’est pas très dur,. Avec (des machines du Type 4-60, faisant un service p lus (dur, on auemstaté des Tissures sur leurs essieux en acier fondu au creuset après un parcours n’excédant pas 4>0Ovê.00 kilomètres. £ette circonstance est due surtout à une forme défectueuse.
- cc Sur deux cents essieux coudés en acier au nickel deux seulement ont présenté des fissures ; l’un de ceux-ci est encore en service après réparation,
- « Mr Heriïnkr (Midi français) dit que les essieux en acier au nickel et au chrome m’ont pas donné de résultats satisfaisants, 'tandis que les aciers au carbone trempés et recuits (acier de canon) fournissent des parcours de 600,000 kilomètres avant l’apparition de fissures. Son impression est que le iBaitement thermique a plus d’un -portance que la composition chimique. Four aboutir à des conclusions logiques, il faut observer des essieux placés sur des 'machines de même type.
- « Il déclare en outre que sa compagnie a appliqué l’évidement Frémont sur des essieux du type Worsdell, imiis seulement après avoir constaté les premières fissures. 'Les essieux ainsi traités se comportent 'bien.
- « 'Mr Courtin (État badois) s’exprime dans le même sens et signale qu’il a éliminé des fissures qui s’étaient présentées sur un essieu coudé, au .moyen de l’évidement Frémont. Cet essieu a parcouru depuis environ 60,000 kilomètres et s’est très bien comporte.
- iMr SfïEi-NBias (‘État ‘prussien) parle des bandages fabriqués en acier au four élec-
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- trique. Cet acier est d’une homogénéité parfaite, d’une résistance de 60 kilogrammes par millimètre carré. Les résultats n’en sont pas encore concluants. On a fabriqué également des tendeurs et des crochets de traction avec cet acier. »
- Mr le Président. — Voici le
- PROJET DE CONCLUSIONS.
- Littéra A.
- a 1° L’acier de plus de 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance n’est substitué au fer forgé, généralement employé autrefois, que pour un petit nombre de pièces du matériel roulant et par quelques administrations seulement. Le fer forgé ou soudé est plus généralement remplacé par l’acier doux ou fer fondu de 33 à 44 kilogrammes par millimètre carré de résistance.
- « 2° L’acier moulé sert dans beaucoup de cas à remplacer le fer forgé pour les pièces d’une forme compliquée. Il est généralement substitué à la fonte pour les pièces sujettes à de plus grands efforts et pour lesquelles l’emploi de cette matière est destiné à augmenter la sécurité.
- « 3° Il semble toutefois certain que l’emploi de l’acier s’étendra à presque toutes les pièces des locomotives. On peut prévoir que les voitures en acier supplanteront les voitures en bois à raison de leur plus grande résistance, de leur incombustibilité et de leur entretien moins coûteux. Les wagons construits entièrement en acier permettent d’augmenter le tonnage tout en réduisant la tare au minimum compatible avec une grande résistance. »
- Littéra B.
- « 1° De nombreuses administrations de chemins de fer emploient des essieux coudés en acier spécial de haute résistance, et spécialement de l’acier au nickel à 3 p. Ci de nickel, matière qui a fait ses preuves pourvu que leur forme soit bien appropriée.
- « 2° Pour les essieux droits on n’emploie l’acier spécial que dans certains cas particuliers.
- « 3° Plusieurs compagnies de chemins de fer emploient de l’acier à 70 kilogrammes par millimètre carré de résistance minimum pour les bandages des locomotives et des tenders. Si l’on a soin de prescrire des essais au choc, on n’a pas à craindre de ruptures de leur part, »
- Littéras A et B.
- a L’intérêt croissant de l’emploi de ces aciers étant très probable, il y a lieu d’engager les rése-aux à entreprendre des essais ou à étendre les essais en cours, de façon à pouvoir être fixé aussi rapidement que possible- sur les avantages ou inconvénients de l’emploi des aciers spéciaux et à haute résistance dans la construction du matériel de traction et de transport.
- « Il serait désirable que les épreuves de réception fussent faites selon les règles établies par l’Association internationale pour les essais des matériaux. »
- Mr von Leber, Commission permanente du Congrès. (En allemand.) — Je voudrais faire une petite remarque sur une sirops question de rédaction. Il me semble^ nos collègues français ne sont pas dâC cord sur la façon de traduire les « Schweisseisen » et « Flftsseisen »• ®aD'
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- ^ jfe section nous avons aussi employé les expressions « fer soudé » et « acier doux ». 0r je terme « fer soudé » a été critiqué par nos collègues français; ils estiment qU’il faudrait dire simplement « fer » et peut-être « acier doux ». Ayant remarqué que l’expression « fer soudé » revient plusieurs fois dans les conclusions de la 2e section, je pense qu’il serait utile que l’on se mît d’accord sur le terme à employer. Nous n’avons pas cette difficulté en allemand.
- Mr Gerstner. — La 2e section, dont je présidais les travaux, s’est également occupée de ce point. Nous avons employé l’expression «acier doux» pour ce que nous appelons en allemand « Flusseisen », Pour désigner le métal que cet acier doux est appelé à remplacer, nous nous sommes servis du terme usité en français. L’expression « fer soudé ou forgé » marque bien par quels procédés ce métal est obtenu. Je ne vois cependant aucun inconvénient à supprimer les deux qualificatifs, car tous les ingénieurs français comprendront immédiatement ce que nous avons voulu dire.
- Mr Bélélubsky, Ministère deS voies de communication, Russie. — Je crois très important de maintenir dans le 1° du lit-tera A les mots : « acier doux ou fer fondu », qui désignent la même qualité de métal. Il y a, en effet, des contrées où i on emploie la première de ces expres-slons, en France par exemple, tandis que dans d’autres contrées, comme en Russie, °n n emploie jamais que la seconde, |( Flusseisen » étant toujours traduit par esiïlots : « fer fondu ». La lre section qui examiné la question II a également fait Usage des deux termes.
- Mr Gerstner. — Je n’ai nullement proposé de supprimer l’une de ces appellations. J’ai seulement été d’accord pour admettre la suppression des mots : « forgé ou soudé ».
- Mr Cartanlt, Ch. de f. Paris-Lyon-Méditerranée.— Nous n’avons en français que deux mots : « fer » et «aeier », et la lre section, dans les conclusions qu’elle a adoptées, a simplement parlé du fer sans ajouter « fondu » ou « forgé », et de l’acier doux. En France, les mots : « fer fondu ». évoqueraient plutôt l’idée de la fonte.
- Je suis absolument d’accord avec Mr von Leber; il vaudrait mieux n’employer dans le texte français que les mots « fer » et « acier ». Il n’en résultera aucune confusion.
- Mr le Président. (En allemand.) — Le rapporteur déclare accepter la proposition de Mr von Leber. La rédaction proposée par la section est-elle maintenue?
- Mr Gerstner. (En allemand.) — J’ai proposé de supprimer dans le texte français les deux mots : « forgé » et « soudé ». Par contre, pour tenir compte dçs considérations développées j)ar Mr Rélélubsky, envisageant les pays non français qui se servent plus ou moins de la terminologie allemande, je désirerais voir maintenir les deux expressions : « acier doux » et « fer fondu».
- Mr le Président. (En allemand.) — Alors nous maintenons la proposition de la section telle quelle?
- Mr Gerstner. (En allemand.) — Non, il faudrait supprimer les deux mots « forgé» ou « soudé » dans le premier paragraphe du littéra A.
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- Mr le Président. — Voici donc quelles seraient les
- CONCLUSIONS DÉFINITIVES.
- Littéra A.
- « 1° L’acier de plus de 44 kilogrammes cc par millimètre carré de résistance n’est « substitué au fer forgé, généralement « employé autrefois, que pour un petit « nombre de pièces du matériel roulant et « par quelques administrations seulement. « Le fer est plus généralement remplacé « par l’acier doux ou fer fondu de 33 à « 44 kilogrammes par millimètre carré de « résistance.
- « 2° L’acier moulé sert dans beaucoup « de cas à remplacer le fer forgé pour les « pièces d’une forme compliquée. 11 est « généralement substitué à la fonte pour « les pièces sujettes à de plus grands « efforts et pour lesquelles l’emploi de « cette matière est destiné à augmenter la « sécurité.
- « 3* Il semble toutefois certain que « l’emploi de l’acier s’étendra à presque « toutes les pièces des locomotives. On « peut prévoir que les voitures en acier « supplanteront les vgitures en bois à « raison de leur plus grande résistance, « de leur incombustibilité et de leur en-cc tretien moins coûteux. Les wagons con-cc struits entièrement en acier permettent ce d’augmenter le tonnage tout en rédui-cc sant la tare au minimum compatible <c avec une grande résistance. »
- Littéra B.
- a 1° De nombreuses administrations d& cc chemins de fer emploient des essieux « coudés en acier spécial de haute résis. cc tance, et spécialement de l’acier au cc nickel à 5 p. c. de nickel, matière qui a cc fait ses preuves, pourvu que leur c< forme soit bien appropriée.
- cc 2° Pour les essieux droits on n’em. cc ploie l’acièr spécial que dans certains cc cas particuliers.
- « 3° Plusieurs compagnies de chemins cc de fer emploient de l’acier à 70 kilo-cc grammes par millimètre carré de résis-cc tance minimum pour les bandages des cc locomotives et des tenders. Si l’on a soin cc de prescrire des essais au choc, on n’a cc pas à craindre de ruptures de leur part. »
- Littéras A et B.
- cc 1° L’intérêt croissant de l’emploi de cc ces aciers étant très probable, il y a lieu cc d’engager les réseaux à entreprendre des cc essais ou à étendre les essais en cours, cc de façon à pouvoir être fixé aussi rapi-cc dement que possible sur les avantages cc ou inconvénients de l’emploi des aciers cc spéciaux et à haute résistance dans la cc construction du matériel de traction et cc de transport.
- cc 2° Il serait désirable que les épreuves cc de réception fussent faites selon les cc règles établies par l’Association interna-cc tionale pour les essais des matériaux. »
- — Ces conclusions sont adoptées.
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- 2e SECTION : TRACTION ET MATERIEL [ 621 .133.5, 621 .133.7 & 621 .134.3 ]
- QUESTION VI
- A. Chaudières avec tubes à fumée ; conditions d'établissement et d’entretien
- des tubes et des plaques tubulaires.
- B. Chaudières avec tubes d'eau. Surchauffeurs de vapeur et distribution de la
- vapeur surchauffée. Réchauffeurs de l’eau d'alimentation.
- C. Avaries de chaudières, pustules, sillons et corrosions. Moyens employés
- pour éviter ces avaries. Épuration des eaux et désincruslanls.
- Rapporteurs :
- Russie. — Littéras A et C. — M1' N. àntochine, ingénieur des voies de communication, membre du conseil technique du ministère des voies de communication de Russie.
- Amérique. — Littéras A et R. — MrH. H. Vacghan, adjoint au vice-président du « Canadian Pacific Railway ».
- Autriche, Hongrie, Roumanie, Turquie, Serbie et Bulgarie. — Littéra B. — Mr Franz Gerst.neii, conseiller du gouvernement, chargé de la représentation des directeurs de la direction I. R. pour les lignes de la Société des chemins de fer de l’État autrichien.
- Russie. — Littéra B. — Mr G. Noetein, ingénieur, administrateur de la Société du chemin de 1er de Moscou-Kazane.
- France, Belgique, Italie, Espagne et Portugal. — Littéra B. — Mr C. Dassesse, inspecteur de direction au service de la traction et du matériel des chemins de fer de l’État belge.
- Autriche, Hongrie, Roumanie, Turquie, Serbie et Bulgarie. — Littéras A et C. — ^Ir Jean Papp, conseiller royal, inspecteur principal au service de la traction des chemins de fer de l’État hongrois.
- Irance, Belgique, Italie, Espagne et Portugal. — Littéras A et C. des mines, ingénieur en chef des chemins de fer de l’État français.
- Mr Nadal, ingénieur
- Grande-Bretagne. — Littéras A, B et C. — IL Fowi .er, directeur des ateliers de locomotives du « Midland Railway », et Mr L. Archbutt, chimiste au même chemin de fer.
- Autres pays. — Littéras A, B et C. —* Mr K. Steinbiss, conseiller intime supérieur de construction à l’administration centrale des chemins de fer de l’État prussien, à Rerlin.
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- QUESTION VI
- TABLE DES -MATIÈRES
- Exposé n° 1 (littéras À et C) (France, Belgique, Italie, Espagne et Portugal), par
- Mr Nadal. (Voir le Bulletin de juin 1909, p. 481.) ..........................
- Exposé n° 3 (liItéra B) (France, Belgique, Italie, Espagne et Portugal), par
- Mr C. Dassesse. (Voir le Bulletin de décembre 1909, p. 1693.)................
- Exposé n° 4 (littéra B) (Autriche, Hongrie, Roumanie, Turquie, Serbie et Bulgarie), par Mr F. Gerstner. (Voir le Bulletin de février 1910, p. 547.). .
- Exposé n° 2 (littéras A, B et C) (Grande-Bretagne), par Mrs H. Foweer et L. Arch-bütt. (Voir le Bulletin de mars 1910, 2e fase., p. 1389.) ........
- Exposé n° 9 (littéras A et C) (Russie), par Mr N. Antochine. (Voir le Bulletin de
- mars 1910, 2e fasc., p. 1491.)...............................................
- Exposé n° 8 (littéras A et C) (Autriche, Hongrie, Roumanie, Bulgarie, Serbie et Turquie), par Mr Jean Papp. (Voir le Bulletin d’avril 1910, p. 1601.) .... Exposé n° 7 (littéra B) (Russie), par Mr G. Noltein. (Voir le Bulletin d’avril 1910,
- p. 1837.). . ..............................................................
- Exposé n° 6 (littéras A, B et C) (tous les pays, sauf la Russie, l’Amérique, l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Turquie, la Serbie, la Bulgarie, la France, la Belgique, l’Italie, l’Espagne, le Portugal et la Grande-Bretagne), par Mr K. Steinbiss. (Voir le Bulletin de mai 1910, 1er fasc., p. 2313.). , Exposé n° 5 (littéras A et B) (Amérique), par Mr H. II. Vaughan. (Voir le Bulletin
- de mai 1910, 2e fasc., p. 2649.) ........................................... .
- Supplément à l’exposé n° 6 (littéras A, B et C) (tous les pays, sauf la Russie, l’Amérique, l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Bulgarie, la Serbie, la Turquie, la France, la Belgique, Tltalie, l’Espagne, le Portugal et la Grande-Bretagne', par Mr Iv. Steinbiss. (Voir le Bulletin de juin 1910, p. 3295.) . . .
- Discussion en section...........................................................
- Rapport de la 2e section........................................................
- Discussion en séance plénière. ...............-.................................
- Conclusions...................................................-.................
- Annexes : Tableaux comparatifs du service et de la consommation de locomotives à vapeur surchauffée et de locomotives à vapeur saturée des chemins de fer de l’État italien...........................................................
- N. B. — Voir aussi les tirés à part (à couverture brune) nos 1, 12, 29, 35, 39, 47,
- Fages.
- VI — 3
- VI— 31 VI — 129 VI — 161 VI — 263 VI - 507 VI — 559
- VI — 449 VI — 595
- VI - 617 VI — 651 VI — 748 VI — 748 VI — 755
- VI —
- 52, 55 et 64.
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- [621 .133.3 & 621 .133.7 ]
- EXPOSÉ N° 1
- (Belgique, Espagne, France, Italie et Portugal)
- Par Mr NADAL,
- INGÉNIEUR EN CHEF DU MATÉRIEL DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT FRANÇAIS.
- Le questionnaire détaillé relatif à la question VI, littéras A et C, établi par les rapporteurs anglais, Mrs Archbutt et Fowler, est reproduit en annexe.
- Dans l’exposé suivant, les paragraphes sont numérotés de la même manière que le questionnaire.
- Question VI, littéra A.
- 1. Types de choMdières. — Les grands réseaux français ont adopté la chaudière Belpaire sur toutes les machines modernes ; mais la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée étudie une locomotive Pacific avec chaudière à berceau cylindrique. Le réseau d’État italien n’emploie que des chaudières à berceau cylindrique. Il en est de même, depuis 1898, du réseau d’État belge, sur lequel, seules, quelques machines compound ont une boîte à feu Belpaire. Les réseaux espagnols et portugais, ainsi que les chemins de fer secondaires de tous pays, emploient les deux systèmes.
- Chacun des deux types de boîte à feu présente ses avantages et ses inconvénients, sur lesquels on a longuement discuté. On doit finalement reconnaître que ni les uns ni ies autres ne sont très marqués, mais que c’est la boîte à feu à berceau ymdrique qui est la plus répandue et qui paraît préférable pour les grandes
- chaudières.
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- 2. Armatures des ciels de foyer. — Les chaudières à berceau cylindrique des locomotives modernes sont, de même que les chaudières Belpaire, armées au moyen de tirants verticaux et transversaux en fer ou en acier; seuls, quelques réseaux secondaires emploient encore les fermes. De l’avis général, les tirants présentent sur les fermes les avantages suivants : ils sont plus légers et de construction plus simple; ils relient d’une façon plus sûre le ciel du foyer et l’enveloppe de boîte à feu; l’entartrement du ciel de foyer est moindre, la visite et le nettoyage en sont plus faciles. Par contre, les fermes ont l’avantage de permettre une dilatation plus libre du foyer et de diminuer les déformations et les chances de rupture dans les angles supérieurs de la plaque tubulaire. Pour faciliter la dilatation de cette plaque dans les foyers armés avec des tirants, il faut employer une ou plutôt deux rangées de tirants à dilatation dans la partie avant.
- 3 et 4. Foyers cylindriques, chambres de combustion, — Aucun réseau ne possède de chaudières avec foyer cylindrique ou avec chambre de combustion.
- 5. Foyers en acier. — Les foyers sont en cuivre, mais quelques réseaux ont essayé ou essayent actuellement des foyers totalement ou partiellement en acier.
- La Compagnie du Nord a depuis peu muni de foyers entièrement en acier deux chaudières de locomotives de type ancien. Cette application est trop récente pour qu’on puisse en tirer des conclusions.
- La Compagnie du Midi a placé sur un assez grand nombre de machines des ciels de foyer en tôle d’acier, qui se sont bien comportés et donnent satisfaction.
- La Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée a essayé, il y a une douzaine d’années, des foyers entièrement en acier ; les résultats ne furent pas satisfaisants en raison des fissures qui se produisirent très rapidement dans les régions entretoisées.
- Depuis deux ans, le réseau de l’Etat français essaie, sur deux machines timbrées à 13 kilogrammes et sur une machine timbrée à 15 kilogrammes, des plaques tubulaires mixtes dont la partie qui reçoit les tubes est en acier et la partie inférieure en cuivre. Les deux fractions de plaque sont réunies par une couture à recouvrement, la pince de la partie cuivre se trouvant du côté du feu, afin de pouvoir être matée; la couture se trouve un peu au-dessus de la voûte. Ces plaques mixtes ont donne jusqu’ici de bons résultats ; toutefois des fuites se sont produites à la couture, qui ont dû être étanchées par des matages et ont aussi nécessité le remplacement de quelques rivets.
- L’Etat italien a eu des locomotives américaines avec foyers entièrement en acier, semblables à ceux employés en Amérique, c’est-à-dire avec tôles de faible épaisseur : 12.7 millimètres pour la plaque tubulaire et 9 millimètres pour les autres tôles. Les résultats n’ont pas été satisfaisants.
- Enfin, le « Great Southern of Spain » (chemin de fer de Lorca à Aguilas) a muni, à titre d’essai, en 1907, deux chaudières de plaques tubulaires en acier; celles-^1
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- ayant donné de bons résultats, on a décidé d’essayer des foyers entièrement en acier; le premier a été mis en service en août 1908.
- 6. Portes du foyer. — Les portes de foyer, presque universellement employées, sont à charnière, elliptiques ou rectangulaires à angles arrondis, quelquefois rondes. Elles possèdent souvent une entrée d’air réglable, à grille ou à papillon. Leurs dimensions varient de 290 à 350 millimètres sur le petit axe et de 390 à 450 millimètres sur le grand axe.
- La Compagnie d’Orléans sur ses machines Pacific a adopté le type de grande porte à trois ailes s’ouvrant vers l’intérieur ; la largeur est de 700 millimètres et la hauteur est de 380 millimètres. Ce type de porte paraît excellent pour les machines à foyer large.
- L’assemblage des tôles de foyer et d’enveloppe à l’ouverture de la porte est toujours effectué au moyen d’un cadre rivé.
- 7. Relation entre la surface de grille, les vides entre les barreaux et la surface totale des tubes; grilles à secousses. — La surface des vides entre les barreaux est en général voisine de la moitié de la surface totale de la grille; sur un certain nombre de réseaux, ce rapport varie entre un demi et deux cinquièmes ; il s’abaisse dans certains cas à 0.35, en particulier quand on fait usage de grilles à secousses. Ce genre de grilles, très commun en Amérique, commence à se répandre en Europe ; la Compagnie d’Orléans l’a adopté sur ses derniers types de machines, les chemins de fer de l’Etat français également ; les Compagnies du Midi et de Paris-Lyon-Méditerranée en ont muni quelques machines à titre d’essai. Les grilles à secousses semblent très avantageuses; elles permettent de nettoyer facilement le feu tout en évitant au chauffeur le maniement pénible des outils à feu.
- La section de passage des gaz dans les tubes varie d’un sixième à un huitième de la surface de grille. Cette section ne saurait être trop augmentée afin de diminuer la vitesse du courant de gaz et par conséquent la quantité de combustible entraîné sans brûler à la boîte à fumée sous forme solide ou gazeuse. La section de passage peut etre accrue soit en augmentant le diamètre des tubes, car il est facile de se rendre compte que, pour une surface donnée de plaque tubulaire, en augmentant le diamètre des tubes on accroît la section transversale du faisceau tubulaire, soit en adoptant la forme américaine dite « wagon top » grâce à laquelle on peut donner à la plaque tubulaire du foyer une surface utile plus grande et plus en rapport avec celle qu’on trouve sur la plaque tubulaire de boîte à fumée.
- La surface de chauffe des tubes varie de cinquante à soixante-dix fois la surface de grille avec les tubes lisses, et de soixante à quatre-vingts fois avec les tubes Serve.
- augmentation de la surface de chauffe tubulaire au delà d’un certain chiffre, qu’on Peut fixer, avec tubes lisses, à environ cinquante ou soixante fois la surface de , e’ ne présente qu’une minime importance au point de vue du rendement de la udtere. En effet, même en exagérant la surface de chauffe tubulaire, tout ce
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- qu’on peut espérer c’est de réduire d’une cinquantaine de degrés, c’est-à-dire d’un sixième au plus, la température des gaz de la boîte à fumée qui varie normalement, suivant l’intensité de la combustion, entre 300 et 35Q°. Or, la perte de chaleur par les gaz de la boîte à fumée représente environ 15 p. c. du calorique total contenu dans le combustible. En réduisant cette perte d’un sixième, on n’augmente donc que de 2 1/2 p. c. la quantité de chaleur utilisée, c’est-à-dire le rendement de la chaudière.
- 8. Supports intermédiaires du corps cylindrique et du faisceau tubulaire. — D’une manière générale, sauf pour les machines Pacific encore en petit nombre, la longueur du corps cylindrique ne dépasse pas 5 mètres. La boîte à fumée est fixée rigidement à un caissonnement entretoisant les longerons. Sur quelques réseaux le corps cylindrique n’est muni d’aucun autre support, mais la plupart emploient des supports intermédiaires formés soit de tôles flexibles, suivant le procédé américain, soit d’entretoises en acier moulé sur lesquelles coulisse la chaudière. Cette manière de faire est à plus forte raison appliquée aux machines Pacific dans lesquelles le corps cylindrique a environ 6 mètres de longueur.
- On peut se demander si, dans les longues chaudières, les tubes, sujets à vibrer ou à fléchir, ne devraient pas être supportés par une plaque tubulaire intermédiaire. On l’a fait quelquefois sur d’anciennes machines, mais on en a reconnu l’inutilité. Cette inutilité est certaine si on emploie les tubes à ailettes qui sont très rigides; les tubes lisses d’un diamètre extérieur supérieur à 50 millimètres sont aussi suffisamment rigides, et il y a tendance à n’adopter que des tubes de 55 millimètres de diamètre au moins dans les longues chaudières.
- 9. Plaques tubulaires de boîte à fumée. — Presque tous les réseaux emploient des plaques tubulaires de boîte à fumée embouties, rivées à l’intérieur de la virole avant du corps cylindrique. Quelques-uns, notamment l’État belge et les Andalous, font aussi usage de plaques avec prolongement s’assemblant sur le corps cylindrique par une cornière.
- 10. Métal des tubes à fumée. — Les tubes à fumée sont en fer, en acier doux ou en laiton.
- En France, on emploie à peu près exclusivement l’acier doux, pour les raisons suivantes :
- Les tubes en acier coûtent moins cher que ceux en laiton ;
- ils fatiguent moins les plaques tubulaires parce que le coefficient de dilatation de l’acier est moindre que celui du laiton;
- Les tubes en laiton ne résistent pas bien aux pressions supérieures à 12 kilogrammes ;
- Les tubes en acier se raboutent très facilement au chalumeau par soudure autogène>
- Les extrémités, côté foyer, des tubes entièrement en laiton sont rongées rapide"
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- ment; il faut mettre des rabouts en cuivre et des viroles; ces rabouts coûtent cher et donnent lieu à des ruptures.
- Il est vrai que les tubes en acier se piquent et se corrodent plus rapidement que les tubes en laiton, quand les eaux sont de mauvaise qualité; mais les manifestations de ce défaut n’ont qu’une faible importance avec les eaux en général de bonne qualité employées en France.
- Les chemins de ter algériens préfèrent les tubes en laiton parce qu’ils résistent mieux aux corrosions, les eaux étant mauvaises en Algérie.
- Les chemins de fer italiens emploient le laiton pour les tubes lisses ayant moins de 4.400 mètres de longueur, le fer ou l’acier pour les tubes de longueur supérieure, à cause des effets nuisibles dus à la dilatation des longs tubes en laiton.
- Les chemins de fer belges emploient le laiton parce que les eaux sont souvent de qualité médiocre. En vue d’éviter les effets de la dilatation, les tubes sont légèrement cintrés vers le haut et on entretoise les plaques tubulaires par des tirants en acier.
- La question de la préférence à donner à l’acier ou au laiton est, en définitive, subordonnée à la nature des eaux.
- 11. Dimensions des tubes à fumée. — La longueur des tubes Serve, à peu près exclusivement employés en France sur les machines construites depuis une dizaine d’années, varie de 3.500 à 4.500 mètres. Les récentes machines Pacific ont reçu des tubes lisses de 6 mètres de longueur environ, dont le diamètre extérieur est de 35 ou 57 millimètres. Les diamètres extérieur et intérieur des tubes Serve sont, en général, de 70 et 65 millimètres.
- Sur les machines d’anciens types on emploie des tubes lisses dont la longueur ne dépasse que rarement 5 mètres et dont le diamètre extérieur est le plus généralement de 50 millimètres. Il en est de même sur les réseaux étrangers pour les machines anciennes ou récentes. En dehors du diamètre de 50 millimètres, on emploie aussi les diamètres de 45, 48, 52 et 53 millimètres.
- Les tubes sont rétreints de 2 à 3 millimètres, quelquefois de 4 millimètres sur la plaque tubulaire du foyer et évasés de 2 à 3 millimètres sur la plaque tubulaire de boîte à fumée.
- 12. Emmanchement des tubes. — Les appareils employés pour le sertissage des tubes sur les plaques tubulaires sont le Dudgeon, l’appareil Caraman et l’appareil Boyer. Ils sont suffisamment connus pour qu’il soit inutile d’en donner une
- description.
- Les trous des tubes ont, en général, une inclinaison d’un quarantième ou d’un cinquantième et la broche de l’appareil sertisseur a la même inclinaison, de façon à ^ectuer un mandrinage conique qui contribue à tenir le tube sur la plaque. Du côté u foyer on fait généralement le mandrinage en deux passes, l’une avant, l’autre aPrès le bouterollage des extrémités.
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- L’ordre dans lequel les tubes sont mandrinés, varie beaucoup d’un réseau à l’autre, ce qui semble indiquer qu’il est indifférent. A la Compagnie de l’Est, les tubes sont mandrinés par rangées horizontales alternativement de droite à gauche et de gauche à droite. A la Compagnie du Nord, on dudgeonne par colonnes verticales en commençant par l’axe de la chaudière et en s’éloignant ensuite de part et d’autre, mais en procédant toujours de haut en bas; l’expérience aurait montré que cette méthode, qui a pour effet de refouler le métal vers les bords, est la meilleure pour éviter les déformations de la plaque tubulaire. A la Compagnie du Midi, le mandrinage se fait à partir du bas par rangées horizontales. Sur le chemin de fer de Paris-Lyon-Méditerranée, on mandrine par colonnes verticales à partir de la colonne latérale extrême de droite ou de gauche et en commençant toujours par le haut. Sur les chemins de fer de l’Etat belge, on ne suit aucun ordre particulier.
- L’importance de l’ordre dans lequel s’effectue le mandrinage est donc minime, mais le procédé le plus rationnel paraît être celui de la Compagnie du Nord; toutefois, s’il est avantageux de refouler le métal vers les bords latéraux de la plaque pour en éviter les déformations, il semble qu’il serait également avantageux de refouler le métal vers le bord supérieur, et alors le mandrinage devrait être effectué par colonnes verticales à partir de l’axe en procédant toujours de bas en haut.
- 13. Tubes Serve. — Les chemins de fer français emploient à peu près exclusivement les tubes Serve; les chemins de fer italiens en ont fait aussi un large emploi. Il est unanimement reconnu qu’ils donnent de bons résultats au point de vue de la vaporisation, mais plusieurs réseaux, notamment l’Est, le Midi, l’Etat italien, pensent que ces tubes, en raison de leur rigidité excessive, accélèrent la détérioration des plaques tubulaires du foyer.
- L’Etat belge a essayé, en 1896, les tubes Serve sur des locomotives à foyer large Belpaire ayant une surface de grille de 4 à 5 mètres carrés ; les résultats furent peu favorables; les plaques tubulaires se gondolaient et se fissuraient sous la poussée des tubes. Leur emploi a été repris sur une soixantaine de machines compound à quatre cylindres à foyer étroit; les plaques tubulaires, qui ont été entretoisées par quatre tirants, ont assez bien résisté jusqu’ici. Il n’a pas été constaté dé différence appréciable de puissance ou de consommation entre locomotives identiques munies les unes de tubes Serve, les autres de tubes lisses.
- 14. Avaries des tubes. — Avec de bonnes eaux, les piqûres et corrosions des tubes d’acier sont assez rares et ne sont pas gênantes. Quand les eaux sont de mauvaise qualité, ces avaries .se produisent au contraire-très rapidement et il vaut mieux alors avoir recours aux tubes en laiton. Mais, avec ceux-ci apparaît un autre inconvénient, l’usure de l’extrémité, côté foyer, et les cassures contre la face intérieure de la plaque tubulaire. L’usure est surtout rapide quand les tubes ne sont pas raboutés en cuivre, pour l’atténuer, que les tubes soient raboutés ou non, on les munit de viroles en acier.
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- Des tubes en acier galvanisé ont été essayés par la Compagnie de l’Est dans des régions. où, par suite de la qualité des eaux, les incrustations étaient abondantes et les rongeures profondes. Il n’a pas été constaté de différence entre les tubes galvanisés et les autres à aucun point de vue.
- L’État italien a mis récemment en essai des tubes ondulés en acier système Mannes-mann et des tubes en acier zingué.
- 15. Viroles, bouterollage des tubes. — Les réseaux qui emploient les tubes en acier ne font pas usage de viroles, tandis que ceux qui ont conservé les tubes en laiton appliquent des viroles pour protéger le bout du tube contre la flamme et améliorer l’étanchéité. L’épaisseur des viroles varie de 2.S à 4 millimètres; leur conicité est égale ou un peu supérieure à celle des trous de la plaque tubulaire. Les viroles présentent le grand inconvénient de diminuer notablement, de 10 à 12 p. c. au moins avec tubes lisses, la section de passage des gaz et, par conséquent, la capacité de vaporisation. Du reste, on ne peut guère compter sur elles pour augmenter l'étanchéité car elles se desserrent facilement et tombent sous le choc des tringles de nettoyage des tubes. En ce qui concerne la protection des extrémités des tubes, leur efficacité est très réelle.
- On bouterolle presque partout les tubes en acier tout au moins du côté du foyer, souvent aussi du côté de la boîte à fumée. La rivure formant bourrelet à l’extrémité du tube en augmente la solidité, en prolonge la durée et protège la plaque tubulaire du foyer contre l’action directe des gaz chauds au voisinage du joint. Les fissures des cloisons commençant toujours au bord des orifices, il y a le plus grand intérêt à le protéger par le rabattement du tube. Enfin les tubes rivés sont beaucoup moins sujets à se capuchonner en cours de route, c’est-à-dire à être recouverts sur leur pourtour de dépôts de suie et d’autres particules solides adhérentes qui, obstruant plus ou moins l’entrée des tubes, sont de nature à gêner considérablement le passage des gaz et la production de vapeur.
- Pour les tubes en laiton, la pratique du bouterollage est moins répandue. Sur les chemins de fer de l’État belge les tubes en laiton sont bouterollés tandis qu’ils ne le sont pas sur les chemins de fer italiens, ni sur la plupart des réseaux secondaires. Mais les chemins de fer italiens essayent depuis quelque temps des viroles spéciales avec bords rabattus pour protéger les bouts de tubes en cuivre contre la flamme, ce qui montre d’ailleurs que cette protection est reconnue nécessaire.
- 15bls. Fuites des tubes. — Les causes auxquelles les diverses administrations de chemins de fer attribuent les fuites aux tubes sont nombreuses et diverses, mais importance très inégale. Il y a d’abord les causes mécaniques : mauvaise exécution e la pose initiale des tubes et des travaux d’entretien courant, en particulier sertissages et bouterollages défectueux. Il est évidemment à recommander de bien soigner e travail, mais on doit remarquer que son exécution, fût-elle médiocre, n’a presque jamais pour conséquence d’occasionner des fuites sur la plaque tubulaire de boîte à
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- fumée. Il n’y aurait pas de raison pour qu’il en fût autrement sur la plaque tubulaire de foyer si d’autres causes de fuites n’intervenaient pas. Donc l’influence de l’exécution du travail des tubes n’a au fond qu’une importance secondaire.
- Viennent ensuite les diverses causes physiques : phénomènes de dilatation et de contraction, variations inégales de température, incrustations.
- Les tubes étant à une température plus élevée que celle du corps cylindrique, se dilatent davantage et par suite exercent une poussée sur les plaques tubulaires, appréciable surtout sur celle du foyer qui est moins solidement maintenue que celle de boîte à fumée. La dilatation de la plaque tubulaire du foyer elle-même provoque aussi sa déformation dans son plan ; cette plaque plus rigidement maintenue dans sa partie inférieure que dans sa partie supérieure tend à se déformer suivant deux lignes divergentes dirigées vers les angles supérieurs et subit une compression suivant ces directions, comme le prouvent les ovalisations des trous de tubes lesquels s’allongent dans un sens perpendiculaire; cette orientation a été constatée sur nombre de plaques tubulaires en cuivre. Les divers effets d’ovalisation des trous, de poussée des tubes normalement à la plaque et de contraction des bouts des tubes suivant leur diamètre, due à ce que la température des extrémités portant sur la plaque du foyer est plus élevée que celle du corps des tubes plongé dans l’eau, ont pour effet, au bout d’un certain temps, d’excéder la limite d’élasticité et de détruire le serrage des tubes sur la plaque produit par le sertissage. En d’autres termes, les tubes n’ont ni dans le sens de leur longueur, ni dans le sens de leur diamètre, la même dilatation que la plaque tubulaire du foyer; il doit en résulter nécessairement dans l’assemblage une solution de continuité intervenant plus ou moins rapidement. Tel est probablement le processus réel qui, dans la majorité des cas, conduit aux fuites des tubes. On trouve la justification de cette manière de voir dans ce fait que les fuites sont très rares dans les tubulures neuves. Ces effets augmentent d’ailleurs d’intensité en raison des incrustations, par suite desquelles la différence entre la température de la plaque tubulaire et celle de l’eau, différence qui n’est normalement que de quelques degrés, peut augmenter d’une façon notable.
- De tels phénomènes, inhérents aux matériaux actuellement employés et à la qualité de l’eau, sont impossibles à combattre autrement que par des remplacements méthodiques de la moitié ou de la totalité de la tubulure, effectués de préférence à intervalles réguliers, qui seront plus ou moins longs suivant la qualité de l’eau, ou tout au moins dès que des fuites se produisent sur une tubulure fatiguée. L’expérience montre que, si des fuites viennent à se produire sur une tubulure neuve, un sertissage suffit à les étancher, tandis que, dès qu’elles apparaissent sur une tubulure fatiguée, ayant dépassé sa limite d’élasticité, de nouveaux sertissages peuvent peut-être permettre de marcher encore pendant quelques jours, mais ne font en réalité qu’aggraver le mal et il n’y a pas d’autre ressource vraiment efficace que le remplacement de la tubulure, lequel doit naturellement être accompagné d’une remise au rond des trous de la plaque.
- En outre, des précautions sont à prendre pour atténuer les phénomènes de contrae-
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- tion brusque de la chaudière. Le foyer se refroidit trop rapidement lorsqu’on jette le feu à la fin d’une étape; il serait désirable qu’on le laissât s’éteindre lentement. La vidange à chaud des chaudières et leur lavage à l’eau froide sont aussi de nature à produire des contractions brusques et inégales. Il faut consacrer à ces opérations le temps nécessaire, ne laver les chaudières à l’eau froide qu’après complet refroidissement, faire autant que possible les lavages à l’eau chaude et, même dans ce cas, l’eau chaude n’ayant jamais qu’une température de 50 à 60 degrés, laisser les chaudières se refroidir suffisamment.
- En cours de route, les variations inégales de température dues à la mauvaise conduite du feù et de l’alimentation peuvent aussi, si les circonstances s’y prêtent, e’est-à-dire si la tubulure n’est pas en parfait état de résistance, provoquer des fuites. Si, d’ailleurs, cette mauvaise conduite est habituelle, la tubulure, en supposant qu’elle ne laisse rien à désirer au début, sera rapidement surmenée.
- Dans un mémoire très remarqué (1), Mr E. Wells, master mechanic adjoint du « Wheeling & Lake Erie Railroad », étudiant les causes des fuites aux tubes de chau- ' dières, estime que la cause principale de ces fuites réside dans l’injection prolongée de l’eau froide dans la chaudière quand le régulateur est fermé sur les pentes, pendant les arrêts et à la fin du parcours; l’eau relativement froide, à 80° au plus, envoyée par les injecteurs se rend immédiatement dans le fond de la chaudière et refroidit considérablement, si elle est en grande quantité et que le feu soit inactif, la partie inférieure du faisceau tubulaire, ce qui occasionne des variations inégales de température et des fuites aux tubes du bas. On a remarqué depuis longtemps, en effet, que ce sont ceux-là qui, presque toujours, commencent à fuir. Mr Wells a même constaté que, lorsqu’on n’emploie d’habitude qu’un seul injecteur, c’est aux seuls tubes du bas placés du côté de cet injecteur que se déclarent les fuites.
- Il faut bien dire, au sujet de la mise en marche des injecteurs à la descente des pentes et pendant les arrêts, que c’est ainsi que procèdent la plupart des mécaniciens; c’est ce qu’on appelle utiliser le profil pour faire de l’eau; cependant il n’en résulte pas toujours des fuites aux tubes.
- Mr Wells nie les effets des échauffements et refroidissements successifs sur le jeu que prennent les tubes dans les plaques. (Il faut d’ailleurs noter qu’il raisonne sur des foyers américains entièrement en acier.) Pour le prouver, il a réalisé sur un bout de tube de 57 millimètres de diamètre emmanché dans une plaque d’acier d’un demi-pouce (12.7 millimètres) une série d’échauffements, au moyen d’un four à gaz a 220°, et de refroidissements alternatifs sans que se soit révélée aucune trace de jeu entre le tube et la plaque. Mais cet essai n’est pas concluant parce que le bout de tube expérimenté ne se trouve pas dans les mêmes conditions que les tubes des chaudières, lesquels sont maintenus par les deux bouts et, par suite, exercent nécessairement des poussées sur les plaques tubulaires. Comme deuxième argument à l’appui de
- ^() Mémoire présenté à l’assemblée annuelle de Y American Railway Master Mechanics' Association, Jum 1907 (voir le Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de février 1908, p. 178).
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- sa conclusion, Mr Wells invoque une constatation pratique : c’est que les fuites ont presque toujours lieu aux tubes des rangées inférieures, ceux des rangées supérieures restant indemnes quoique, d’après quelques expériences faites en plaçant de haut en bas des bouchons fusibles sur la plaque tubulaire, celle-ci de même que les tubes ne soient pas plus chauds dans la partie inférieure que dans la partie supérieure ; il faut donc autre chose que le chauffage et le refroidissement d’un tube; pour qu’il prenne du jeu dans la plaque et cette autre cause consiste dans les refroidissements des seuls tubes inférieurs provoqués par l’eau d’alimentation.
- Il est certain que les tubes du bas fuient plus souvent que ceux du haut et l’in-fluence de l’eau d’alimentation n’est pas niable; mais est-elle la seule enjeu ? est-elle même prépondérante? Cela s’accorderait mal, semble-t-il, avec cette autre constatation pratique que les plaques tubulaires en cuivre prennent souvent — et, quand cela a lieu, presque toujours dans la partie inférieure — un bombement accentué vers l’intérieur du foyer. Ce bombement ne saurait être attribué à l’arrivée de l’eau d’alimentation et, de même que le jeu des tubes sur la plaque, lequel peut en être regardé comme la conséquence, il est plutôt le résultat des déformations contrariées de la plaque et du faisceau tubulaire.
- Mr Wells nie également l’influence des rentrées d’air froid, attendu que la température de la plaque tubulaire, tout au moins quand il y a peu d’incrustations, n’est supérieure que de quelques degrés à la température de l’eau, qu’une rentrée d’air froid ne peut diminuer sensiblement la température de la dite plaque et notamment la faire descendre au-dessous de celle de l’eau. Ces faits sont parfaitement exacts et les rentrées d’air froid, sauf quand elles sont localisées et prolongées, ne doivent avoir qu’une influence secondaire. Il est bien reconnu toutefois que les voûtes en briques, qui protègent la plaque tubulaire contre ces rentrées d’air, exercent une influence bienfaisante sur la tenue des tubes.
- Pour combattre les fuites aux tubes, quelques réseaux, en dehors des précautions, indiquées plus haut, relatives à la conduite, à l’entretien et au lavage des chaudières, ont essayé des dispositions particulières.
- La Compagnie du Nord a essayé des tubes à fumée à dilatation dont l’extrémité avant passait dans un presse-garniture monté sur la plaque de boîte à fumée. Mais l’emploi de ces garnitures, s’il laisse libre la dilatation des tubes, ne remédie pas au desserrage qui peut se produire du fait de la dilatation transversale de la plaque tubulaire du foyer. Cet essai n’a pas été étendu. En outre, dans une série de locomotives de construction récente, la Compagnie du Nord fait déboucher le tuyau d’alimentation dans la vapeur.
- La Compagnie du Midi essaie actuellement de combattre les fuites en envoyant l’eau d’alimentation dans un bac placé au-dessus du niveau de l’eau et à l’avant de la chaudière.
- Plusieurs réseaux français, en vue de diminuer les ruptures de cloisons et l’ovalisation des tubes, qui commencent presque toujours à se produire dans les angles supérieurs de la plaque tubulaire du foyer, réduisent dans cette région les dia-
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- mètres des trous de tubes de façon à augmenter l’épaisseur de leurs interstices.
- L’État italien étudie actuellement l’application d’un injecteur de calibre réduit capable d’assurer une alimentation continue, le chauffage préalable de l’eau d’alimentation et l’installation de l’appareil détartreur Gôlsdorf, qui consiste en un coffre aplati placé verticalement entre le corps cylindrique et le faisceau tubulaire et dans lequel débouche le tuyau d’alimentation.
- Il convient de remarquer qu’il n’est pas, en général, nécessaire d’avoir recours à des injecteurs de calibre réduit pour assurer une alimentation continue, car avec les injecteurs modernes du calibre usuel, à réamorçage automatique, le débit peut varier à peu près du simple au double par réglage du robinet d’arrivée d’eau. Le chauffage préalable de l’eau d’alimentation au moyen soit de la vapeur d’échappement, soit des gaz de la boîte à fumée, serait éminemment désirable; plusieurs tentatives dans ce sens ont été faites ou sont en cours ; malheureusement, les appareils nécessaires pour atteindre le résultat cherché sont très compliqués et il n’existe pas encore de bonne solution de la question.
- Enfin, la qualité de l’eau est un des facteurs principaux des fuites aux tubes ; il en sera parlé plus loin en détail dans le littéra C.
- 16. Disposition des tubes sur la plaque tubulaire. — Sauf sur quelques chemins de fer espagnols, les tubes sont toujours disposés en colonnes verticales; de l’avis général, cette disposition facilite le dégagement de la vapeur, le lavage et au besoin le tringlage; les dépôts de tartre paraissent se former moins facilement que dans la disposition par rangées horizontales.
- L’espacement des tubes Serve de 70 millimètres de diamètre extérieur est d’axe en axe de 89 ou de 90 millimètres; celui des tubes lisses de 30 millimètres de diamètre extérieur est de 07 à 70 millimètres. Les tubes sont rétreints de 2 à 4 millimètres sur la plaque tubulaire du foyer, ce qui augmente d’autant la largeur des cloisons.
- 17. Emploi des hautes pressions. — En France, presque toutes les machines construites depuis une dizaine d’années sont timbrées à 13 ou 16 kilogrammes. On n emploie pas de mesures spéciales en vue de ces pressions, notamment pour assurer l’étanchéité des tubes et pour entretenir la plaque tubulaire du foyer. La Compagnie du Midi, sur des machines récentes, a entretoisé les deux plaques tubulaires par des tirants mis à la place de tubes.
- Les réseaux étrangers font aussi usage, mais pas d’une manière générale, de pressions comprises entre 14 et 16 kilogrammes.
- On a universellement constaté que les chaudières à timbre élevé s’avarient plus rapidement et exigent plus d’entretien que les chaudières anciennes, dont le timbre ne dépassait pas 12 kilogrammes. On peut se demander si l’effet constaté tient uniquement à l’augmentation de pression et s’il ne serait pas dû, au moins en partie et
- ans une mesure qu’on n’est d’ailleurs pas encore en état de déterminer, à une autre
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- cause. En effet, en même temps qu’on a augmenté la pression, on a considérablement agrandi le foyer et dans un seul sens, celui de la longueur, puisque presque tous les foyers plongent entre les longerons et ont, par conséquent, une largeur constante. Or, il est évident que le développement du foyer dans le seul sens de la longueur a pour effet d’exagérer dans cette direction les poussées dues à la dilatation. Il reste donc à savoir si les grands foyers larges, débordant au-dessus des longerons, à haute pression, lesquels constituent des solides à peu près semblables à ceux formés par les anciens foyers, ne seront pas plus résistants que les grands foyers étroits. S’il en était ainsi, ce serait la preuve que l’influence de l’augmentation de pression n’est que secondaire.
- 18. Influence de l’espacement des tubes et des entretoises sur les avaries des plaques tubulaires. Martelage à froid des plaques. — Plusieurs réseaux répondent que l’espacement des tubes et des entretoises n’a pas d’influence sur la production des criques des angles de la plaque tubulaire. Cependant, il semble avantageux d’augmenter le plus possible les angles des arrondis, ce qui conduit à éloigner des bords des plaques les colonnes verticales extrêmes des tubes et des entretoises. Il y a avantage également, pour diminuer les ruptures de cloisons entre tubes, à avoir le plus grand espacement que possible entre les axes des tubes ou bien à rétreindre les tubes sur la plaque tubulaire du foyer plus qu’on ne le fait d’ordinaire, ce qui facilite d’autre part la circulation de l’eau et le dégagement de la vapeur, particulièrement actifs sur la plaque tubulaire. La plupart des réseaux français, sur les chaudières à tubes Serve, diminuent de 6 à 8 millimètres le diamètre de douze à quinze trous de tubes dans chaque angle supérieur de la plaque tubulaire.
- Les plaques tubulaires d'u foyer en cuivre sont généralement écrouies par martelage à froid dans la partie qui reçoit les tubes ; il en résulte une meilleure tenue de la tubulure, le serrage produit par le dudgeonage étant plus énergique dans les plaques écrouies.
- 18bis. Procédés de réparation de la plaque tubulaire. — Les principales avaries des plaques tubulaires sont les fissures dans les- arrondis et les criques ou cassures de cloisons entre tubes. Pour réparer les premières, on applique des cornières en cuivre rouge après avoir enlevé la partie avariée; pour les secondes, on emploie des bagues en cuivre rouge vissées, mandrinées et rivées; quand la cassure va d’un trou de tube à l’autre, ou bien on applique une pièce en forme de 8, ou bien on visse un goujon dans la partie criquée avant de placer les bagues en cuivre.
- Plusieurs réseaux emploient le procédé Ragno (*) qui consiste à rapporter à l’intérieur de la plaque tubulaire une mince feuille de cuivre n’ayant que 2 à 3 millimètres d’épaisseur, épousant très exactement la forme de la partie de plaque à
- (d) Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro d’avril 1907, p. 405.
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- protéger, maintenue par des bagues placées dans les trous de tubes et rivées de chaque côté.
- 19. Boîtes à fumée allongées. — La longueur des boîtes à fumée des machines françaises récentes varie de 1.785 mètre à 2.100 mètres. Sur quelques machines anciennes, la boîte à fumée a été agrandie. Les boîtes à fumée des machines de l’État belge ont une longueur maximum de 1.900 mètre. La plupart des réseaux étrangers emploient aussi des boîtes à fumée de grandes dimensions.
- Cette augmentation de volume présente l’avantage de régulariser la pression due aux coups d’échappement, de donner au gaz une grande section de passage tout en permettant de réduire l’espacement des barreaux des grilles ou les dimensions des mailles des toiles métalliques destinées à empêcher la projection des flammèches, de faciliter le logement des escarbilles en évitant l’obstruction des tubes inférieurs.
- 20. Dômes de prise de vapeur. — Toutes les locomotives sont munies d’un dôme de prise de vapeur, même les machines Pacific où la hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus des rails atteint 2.900 mètres.
- 21. Enveloppes isolantes des chaudières. — En thèse générale, l’env.eloppe isolante est constituée par un simple matelas d’air.; les chaudières sont entourées sur toute leur surface, sauf à la partie inférieure de la boîte à feu derrière les longerons et au-dessous, de tôles minces supportées par une carcasse en fer ou crinoline et distantes des tôles de chaudière de 35 à 40 millimètres.
- Un certain nombre de réseaux ont fait des essais de calorifuges.
- La Compagnie de l’Est a essayé, en 1872, des enveloppes de liège, d’une part, et de laine de scories, d’autre part; en 1887-89, un calorifuge en soie d’amiante qui a été appliqué à quatre-vingt-quatre locomotives; en 1890-92, du coton minéral appliqué à seize locomotives. La conclusion de ces essais a été la suivante : « En présence du peu d’importance des économies qu’on peut espérer réaliser et des inconvénients que présentent les isolants au point de vue de l’entretien des chaudières, il y a lieu de renoncer à munir lés locomotives d’enveloppes isolantes. »
- La Compagnie du Nord a appliqué à titre d’essai un revêtement d’amiante sur deux compounds 4-4-0 du dernier type et sur une locomotive-tender à trois essieux couplés du chemin de fer de ceinture. Visités après seize et vingt-quatre mois, ces revêtements ont été trouvés en bon état. Mais l’économie n’a pu être fixée étant donnée la difficulté de la dégager des autres éléments qui influent d’une façon plus sensible sur la consommation. Ces applications isolées n’ont pas été étendues. L’emploi des calorifuges présente des inconvénients lorsque le lavage des chaudières se fait à l’eau froide. Le refroidissement de la chaudière étant plus lent, le temps dont °n dispose peut être insuffisant pour attendre le refroidissement complet. Or, c’est là, comme on l’a indiqué plus haut, une cause des fuites des tubes.
- La Compagnie du Midi procède actuellement à l’essai d’une enveloppe isolante
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- en carbonate de magnésie. L’économie de combustible due à cette enveloppe serait de 2 à 3 p. c.
- La Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée a en essai diverses sortes d’enveloppes isolantes, mais déclare ne pas être encore fixée sur leur valeur.
- L’Etat italien essaie également divers revêtements : magnésie, asbeste blanc, asbeste bleu du Cap.
- L’Etat belge emploie d’une manière générale une enveloppe calorifuge formée par un matelas d’amiante recouvert de tôles minces. La face arrière du foyer est protégée par des planches avec enduit silicaté recouvertes aussi de tôles minces. Sur quelques locomotives-tender l’intérieur du toit de l’abri est recouvert de planches.
- Les essais comparatifs effectués entre des chaudières isolées par un matelas en amiante et d’autres isolées par une simple enveloppe en tôles minces n’ont pas permis de chiffrer l’économie de combustible. Il a été constaté d’autre part que les machines munies d’un calorifuge mettent en moyenne trois heures de plus à se refroidir que celles qui en sont dépourvues.
- 22. Réserve de chaleur. — Aucun réseau n’emploie le système de réserve de chaleur.
- CONCLUSIONS
- en ce qui concerne la Belgique, l’Espagne, la Erance, l’Italie et le Portugal.
- Les tendances actuelles dans l’établissement des chaudières avec tubes à fumée sont :
- Le maintien des foyers en cuivre ;
- L’armaturage des boîtes à feù avec des tirants ;
- L’introduction de grilles à secousses ;
- L’adoption de tubes en acier, sauf lorsque les eaux sont mauvaises ;
- Une diminution de la faveur dont ont joui pendant une dizaine d’années les tubes à ailettes ;
- L’application de moyens propres à diminuer les fuites aux tubes et les avaries de la plaque tubulaire du foyer, sans d’ailleurs que des résultats décisifs aient été obtenus dans ce sens.
- Question VI, littéra C.
- 1. Procédés d’épuration, contrôle du traitement. —Les réseaux français, sauf celui du Nord, n’ont que peu recours à l’épuration, parce que les eaux sont en général de qualité satisfaisante. Le réseau du Nord, au contraire, épure environ le tiers de l’eau consommée au moyen d’appareils intermittents ou continus fonctionnant à la chaux et à la soude.
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- L’État italien n’a que trois stations d’épuration, l’État belge que deux; les chemins de fer espagnols n’en ont également qu’un petit nombre.
- En Algérie, en raison de la très mauvaise qualité de la plupart des eaux, l’épuration est une nécessité. Elle Se fait à la chaux et à la soude au moyen d’appareils intermittents ou d’appareils continus du système Desrumeaux. D’après les renseignements très intéressants et très complets qu’a fournis la Compagnie de Bône-Guelma, la composition des eaux présente des variations brusques dues au changement des conditions atmosphériques. Pour obtenir de bons résultats, il est indispensable de faire des analyses fréquentes de l’eau à traiter, de la chaux employée comme réactif et de l’eau épurée. Les laboratoires reçoivent tous les jours des échantillons d’eau naturelle et d’eau traitée. Ils déterminent la teneur en chaux et en magnésie de l’eau naturelle ainsi que la teneur en alcali caustique et earbonaté de l’eau épurée. D’après les analyses de l’eau naturelle, on établit les quantités de réactifs nécessaires. Dans les alimentations à eaux très variables on a complété les installations par des bassins de réserve où l’eau naturelle séjourne deux à trois jours, ce qui donne le temps aux laboratoires de décider ce qu’il faut faire. Les doses de réactifs sont expédiées chaque jour des laboratoires aux postes d’épuration et les chimistes s’assurent par de fréquentes tournées de la bonne exécution du travail. Le but de toutes ces précautions est d’éviter deux écueils :
- Ou des épurations incomplètes qui donnent des eaux incrustantes et en outre douées de propriétés corrosives lorsqu’elles renferment, comme c’est le cas, de grandes quantités de chlorure de magnésium;
- Ou des épurations faites avec des doses excessives de réactifs, de soude particulièrement, dont le principal inconvénient est le primage.
- 2. Économies résultant de l'emploi d’eau épurée. — Tous les réseaux se déclarent satisfaits des résultats de l’épuration de l’eau, mais aucun n’est en mesure de chiffrer les économies qu’elle procure. Seul, le réseau de Bône-Guelma donne quelques renseignements à ce sujet :
- 1° Pour la consommation de combustible il a été fait des comparaisons entre deux machines identiques pour voie étroite, compound articulées du type Mallet, à quatre essieux, timbrées à 12 kilogrammes, d’un poids de 30 tonnes. En alimentant exclusivement à l’eau épurée la consommation de charbon a été de 0.0718 kilogramme par tonne kilométrique, tandis que la machine alimentée exclusivement à 1 eau naturelle a consommé 0.0746 kilogramme, soit environ 4 p. c. de plus;
- 2° Les lavages des chaudières alimentées à l’eau épurée ne se font plus qu’après des parcours doubles de ceux précédemment usités, soit après des parcours de 1,400 a 1,600 kilomètres au lieu de 600 à 700 kilomètres ; les tubulures fournissent également un parcours de plus du double de celui qu’elles donnaient auparavant ; les frais d’entretien des chaudières sont réduits dans de grandes proportions.
- 3- Traitement des eaux contenant des sels de calcium et de magnésium. Précautions
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- prises contre les entraînements d’eau. — La Compagnie du Nord a reconnu nécessaire en pratique de limiter l’épuration du sulfate de châux à 0.420 ou 0.450 gramme par litre afin de ne pas introduire dans les chaudières une quantité de sels alcalins capable de déterminer des ébullitions tumultueuses et des entraînements.
- Sur le réseau de Bône-Guelma les eaux sont très chargées en sulfates et chlorures de calcium et de magnésium. Il faut donc employer de grandes quantités de carbonate de soude; en 4907, on en a employé en moyenne sur l’ensemble du réseau 0.400 kilogramme par mètre cube d’eau traitée ; l’eau de l’alimentation de Oued Damous exige souvent plus de 4 kilogramme par mètre cube. Afin d’éviter les entraînements, les chimistes n’emploient que des doses légèrement insuffisantes de carbonate de soude, quitte à réaliser une épuration moins complète. D’autre part, celle-ci est faite avec un excès de chaux destiné à éliminer la magnésie, pour réduire le pouvoir corrosif de l’eau.
- 4. Emploi de sels de baryum. — Aucun réseau n’emploie de sels de baryum comme réactifs dans les postes d’épuration.
- 5. Quantités de sels de sodium produisant les entraînements. — La quantité de sels de sodium présents dans l’eau des chaudières lorsque les entraînements commencent n’a nulle part été déterminée.
- 6. Désincrustants. — Plusieurs réseaux font un usage général de désincrustants introduits dans les chaudières ou dans les tenders sous forme liquide.
- La Compagnie de l’Est emploie l’aluminate de baryum, la Compagnie d’Orléans et celle de Bône-Guelma un extrait de bois de campêche et de quebracho avec carbonate de soude, le réseau de l’Ouest un extrait de quebracho avec carbonate de soude, la Compagnie du Midi un extrait de quebracho sans alcali, le réseau de l’État soit l’aluminate de baryum soit un extrait de bois de campêche avec carbonate de soude, les chemins de fer andalous l’aluminate de baryum, l’État algérien un produit dit « sélénifuge ».
- D’autres réseaux n’emploient les désincrustants que partiellement ou à titre d’essai. La Compagnie du Nord et le réseau de l’État ont essayé récemment le « Williams» composé de tannin et de chlorure de baryum; la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, sur quelques points du réseau où la qualité des eaux laisse 'à désirer, emploie l’aluminate de baryum; l’État italien, dans les chaudières alimentées par des eaux très incrustantes se contente d’introduire après le lavage une quantité de 2 à 3 kilogrammes, suivant la capacité, de carbonate de soude Solvay ; l’État belge a essayé plusieurs désincrustants : l’aluminate de baryum, le désincrustant Van Baerle renfermant principalement du silicate et du carbonate de soude, etc., sans en adopter définitivement aucun.
- En ce qui concerne l’effet des désincrustants, on peut dire d’une manière générale qu’ils rendent moins adhérents et moins durs les dépôts de tartre. Ceux-ci peuvent
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- donc être expulsés plus facilement lors des lavages des parties accessibles de la chaudière. Pour les parties non accessibles, telles que le faisceau tubulaire, on ne constate'qu’une faible diminution de l’importance des dépôts.
- 7. L’emploi de désincrustants donne-t-il lieu à des fuites aux tubes ou aux entretoises? — La réponse générale est : non. Quelques réseaux faisant usage de l’alumi-nate de baryum font cependant remarquer qu’au début de l’emploi de ce produit dans des chaudières déjà entartrées il se déclare des fuites ; on les évite en diminuant la dose d’aluminate, ce qui rend le détartrage plus lent.
- L’emploi normal des désincrustants a, au contraire, pour principal résultat de diminuer les fuites aux tubes.
- 8. Localisation des avaries de chaudière. — Les fissures et criques se produisent principalement dans les arrondis de la plaque tubulaire du foyer en haut et sur les côtés, à partir des trous de rivets jusqu’au bord des pinces de la plaque tubulaire, dans les cloisons entre tubes et dans les arrondis de la plaque avant de boîte à feu au-dessous du corps cylindrique.
- Les pustules se produisent dans le corps cylindrique à la partie inférieure et quelquefois sur les côtés, au-dessous du niveau de l’eau. En se développant et en se rejoignant, elles donnent lieu à des corrosions générales de surface, qu’on trouve surtout à la partie inférieure du corps cylindrique et qui nécessitent au bout d’une durée d’ailleurs longue le remplacement de demi-viroles.
- Les sillons se produisent dans les parties soumises à des flexions et contre-flexions, en particulier dans les arrondis de la plaque avant de boîte à feu, le long du cadre et le long des pinces des viroles du corps cylindrique. Il s’en produit aussi dans les congés de la plaque tubulaire de boîte à fumée, surtout à la partie extérieure inférieure, mais ces corrosions sont alors dues aux escarbilles.
- 9. Statistique des avaries. — Quelques réseaux seulement prennent note des avaries des tôles et en établissent des croquis; encore plusieurs ne le font-ils que dans des cas exceptionnels intéressants. Sur les chemins de fer de l’État italien, lors des visites intérieures des chaudières, on prend note des avaries sur les livrets matricu-laires des locomotives; quelquefois on prend le calque en plomb des corrosions les plus importantes ou caractéristiques ; on fait aussi parfois des vues photographiques des tôles avariées, à titre d’étude.
- Cet enregistrement des avaries, lesquelles peuvent être constatées non seulement lors des grandes réparations, mais aussi lors des détubages de chaudières, doit cependant être considéré comme de haute importance, car, d’une part, il permet de suivre la manière d’être et la progression des blessures de chaudières, d’autre Part, il donne le moyen d’apprécier l’influence et l’efficacité des modifications apportées dans la construction.
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- 10. Modifications dans la construction des chaudières en vue de diminuer les avaries. — Les principales modifications essayées jusqu’ici sont indiquées ci-après :
- A la Compagnie de l’Est, pour éviter les fissures dans les arrondis des plaques avant de boîte à feu, celles-ci sont munies d’une doublure intérieure renforçant la tôle aux endroits critiques, qui sont les goussets de raccordement avec le corps cylindrique. La largeur des lames d’eau est au minimum de 68 millimètres. L’alimentation se fait vers l’avant, à peu près à hauteur de l’axe de la chaudière.
- La Compagnie du Nord a augmenté le plus possible la largeur des lames d’eau qui est au minimum de 76 millimètres sur les côtés et de 95 millimètres à l’avant et à l’arrière. L’alimentation se fait soit vers le milieu et à hauteur de l’axe de la chaudière, soit au-dessus des tubes à une distance de 1 à 2 mètres de la plaque tubulaire. Dans une série récente de machines, l’alimentation se fait dans la vapeur.
- A là Compagnie du Midi, l’eau d’alimentation est amenée par un tube intérieur qui part de la face arrière et aboutit à l’avant de la plaque tubulaire à une distance variant de 0.900 à 2.050 mètres; cette compagnie pense que l’introduction de l’eau à basse température si près de la plaque tubulaire n’est pas étrangère aux incidents qui se produisent aux tubes et aux entretoises du foyer; c’est pourquoi on vient de mettre à l’essai un nouveau système consistant à introduire l’eau tout à fait vers l’avant dans un bac placé au-dessus du niveau de l’eau.
- La Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, pour parer dans la mesure du possible à la formation des criques ou fissures qui se forment dans les arrondis des plaques avant et arrière de boîte à feu, a, sur les machines récentes, porté de 64 à 100 millimètres le rayon de ces arrondis. Elle a, en outre, à titre d’essai, sur trente machines, renforcé par l’extérieur les régions où se produisaient généralement des fissures par l’application de tôles embouties épousant exactement la forme des arrondis. En outre, à mesure de leur passage en réparation, on applique à toutes les chaudières dont la plaque avant de boîte à feu présente un ressaut à la partie supérieure une virole conique permettant de supprimer ce ressaut. La largeur minimum des lames d’eau est de 60 millimètres. Dans les anciennes chaudières, l’eau d’alimentation est amenée près de l’arrière du corps cylindrique, dans les récentes près de l’avant.
- L’État italien étudie actuellement l’application de l’appareil détartreur Gôlsdorf pour l’arrivée de l’eau d’alimentation en vue de réduire les effets nuisibles de l’arrivée directe de l’eau froide. Il étudie également l’application d’un réchauffeur d’eau d’alimentation et d’un troisième injecteur de calibre réduit pour permettre l’alimentation continue.
- 11. Lavage des chaudières. — La plupart des réponses reçues sont intéressantes. Nous les donnerons en détail :
- Compagnie de l’Est. — Les chaudières sont lavées à l’eau chaude, température de 00 à 40°, soit à l’aide d’injecteurs Bohler,.soit à l’aide de pompes Thirion montées sur lorry d’un réchauffeur, en empruntant la vapeur à une locomotive en pression. La règle est de la'er
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- régulièrement. les chaudières non après un parcours déterminé, mais en moyenne tous les dix jours et indépendamment de la qualité de l’eau. Le temps consacré au refroidissement de la chaudière dépend de la durée d’immobilisation de la machine pour le lavage et de l’heure de rentrée au dépôt, à cause de la nécessité de faire le lavage de jour; en général, on laisse les chaudières, surtout celles des grosses locomotives, se refroidir au moins douze heures et plus si possible. Le lavage se fait à la lance avec une pression suffisante pour bien balayer les surfaces à atteindre, soit 3 à 5 kilogrammes de pression.
- Compagnie du Nord. — Le lavage se fait en général à l’eau froide. En moyenne, le parcours entre deux lavages est de 1,500 kilomètres, quelle que soit la qualité de l’eau d’alimentation. Le temps prévu pour le refroidissement est très variable suivant les dépôts; il varie entre trois et douze heures. La pression de l’eau pour le lavage est aussi très variable, de 0.5 à 8 kilogrammes.
- Le lavage à l’eau chaude n’est employé que dans quelques dépôts où il s’effectue soit au moven d’un injecteur fixe, soit au moyen d’injecteurs de locomotives que l’on munit d’un raccord spécial.
- Une pompe actionnée électriquement est actuellement à l’essai.
- Compagnie du Midi. — On lave généralement à l’eau froide. Les parcours entre lavages varient suivant la nature du service et la qualité de l’eau; ils sont d’environ 1,000 kilomètres pour les locomotives à marchandises et d’environ 2,000 kilomètres pour les locomotives à voyageurs. La durée de refroidissement de la chaudière est en général et autant que possible de vingt-quatre heures. La pression de l’eau est celle correspondant à la hauteur des cuves, soit de 1 à 2 kilogrammes.
- Au dépôt deSévèrac-le-Château,on essaie le lavage à l’eau chaude au moyen d’un injecteur Kœrting monté sur un petit chariot à bras. Cet appareil reçoit l’eau sous la pression des cuves et prend sa vapeur à une locomotive en feu au moyen d’un robinet spécial installé sur le dôme. Le lavage se fait au moyen de la lance ordinaire. Le jet, dont la température est d’environ 50°, est extrêmement puissant et produit un excellent lavage.
- Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée. — On lave en général à l’eau froide et dans quelques dépôts seulement à l’eau 'chaude.
- Le parcours maximum entre deux lavages est déterminé au moyen de la formule :
- 35,000 n — —------
- Ca
- ou n est le parcours en kilomètres à ne pas dépasser entre deux lavages, c, poids en kilogrammes de combustible consommé par kilomètre,
- le poids en grammes du dépôt solide laissé par 1 kilogramme d’eau vaporisée.
- Ces parcours sont majorés de 30 à 50 p. c. pour les machines à grand foyer.
- Quand on lave à l’eau froide, la chaudière est vidangée cinq heures environ après remisage et lavée après un délai minimum de douze heures.
- La pression de l’eau varie de 1 à 2 kilogrammes.
- On ne lave à l’eau chaude que dans six dépôts. Ils ont été dans ce but dotés chacun d’une omotive spécialisée pour cet usage que l’on place à côté de la machine à laver. Un des ,njecteiirs de cette locomotive fournit le jet d’eau chaude dans un boyau en caoutchouc
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- raccordé sur le tuyau de refoulement et muni à l’autre extrémité de la lance de lavage. On maintient dans la locomotive spécialisée une pression de 4 à 5 kilogrammes, suffisante poyr produire un jet d’eau chaude ayant une température de 50 à 60°. Dans ces dépôts on lave en principe à l’eau chaude toutes les chaudières de machines qui, stationnant au dépôt pendant moins de dix-sept heures, ne peuvent pas se refroidir suffisamment pour être lavées à l’eau froide.
- Compagnie de Bône-Guelma. — On lave à l’eau froide sous une pression de 2.500 kilogrammes et après un parcours de 1,200 à 1,400 kilomètres. Depuis qu’on épure les eaux les plus chargées, on ne tient pas compte de la qualité de l’eau pour le parcours entre lavages. Le temps de refroidissement est de vingt-quatre heures.
- État italien. — On lave généralement à l’eau chaude après des parcours de 1,200 à 2,000 kilomètres suivant la qualité des eaux. Le délai de refroidissement est de quatre heures pour le lavage à l’eau chaude et de dix heures pour le lavage à l’eau froide. La pression de l’eau varie de 2 à 4 kilogrammes. On emploie souvent l’injecteur et l’eau du tender d’une autre locomotive.
- État belge. — On lave généralement à l’eau froide. Le parcours entre lavages varie suivant la nature du service. L’espacement des lavages est en moyenne de huit jours. Il faut un intervalle minimum de douze heures entre la mise hors feu et le lavage à l’eau froide d’une locomotive avec voûte et enveloppe calorifuge. Autant que possible l’eau doit être à une pression voisine de 1.5 atmosphère. Plusieurs systèmes de lavage à l’eau chaude sont à l’essai; jusqu’ici aucun n’a été définitivement adopté.
- Chemins de fer andalous. — On lave exclusivement à l’eau chaude depuis cinq ans. Le parcours moyen entre lavages est de 850 kilomètres pour les locomotives à voyageurs et de 700 kilomètres pour les locomotives à marchandises. On se sert de l’injecteur d’une machine disponible où la pression est maintenue à 5 ou 6 kilogrammes. On peut laver en quarante à cinquante minutes. En cas de nécessité, dès que la pression de la machine à laver est tombée, on peut la vider, la laver de suite et en opérer le remplissage toujours à l’eau
- chaude. De cette manière le temps total d’immobilisation ne dépasse pas cinq heures.
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- 12. Extradions sous pression. — Quelques réseaux seulement procèdent à des extractions méthodiques, c’est-à-dire à la vidange sous pression d’une partie de l’eau de la chaudière dans le but d’évacuer les dépôts ou de réduire les entraînements d’eau.
- Sur la Compagnie de Bône-Guelma, les chemins de fer de l’État algérien et ceux de l’État italien, il est fait des extractions par le robinet de vidange soit après des parcours de 400 à 500 kilomètres, soit même après chaque voyage.
- Les chemins de fer andalous appliquent depuis quelque temps d’une façon très complète le système des extractions. Les chaudières sont munies de trois robinets a pointeau manœuvrés directement du tablier au moyen de volants. L’un de ces robinets est au bas de la face avant de boîte à feu, à remplacement occupé d’ordinaire par le robinet de vidange ; les deux autres sont de part et d’autre de la plaque tubulaire de boîte à fumée, un peu au-dessous du plan horizontal passant par l’axe>
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- à l’extrémité d’un tube à fumée, dont l’autre extrémité se trouve à quelques centimètres de distance de la plaque tubulaire'du foyer, sur laquelle les trous correspondants sont naturellement bouchés. Ces deux robinets sont destinés à évacuer les dépôts qui ont tendance à se rassembler dans la région de la plaque tubulaire du foyer.
- 13. Analyses d'eaux particulièrement corrosives. — Il n’existe d’eaux particulièrement corrosives qu’en Algérie. La Compagnie de Bône-Guelma donne à ce sujet des renseignements particulièrement intéressants. Les eaux ne contiennent pas d’autre acide libre que l’acide carbonique, mais elles sont très chargées en magnésie et en chlore, d’où résulte une grande activité corrosive et un grand pouvoir incrustant. Le tableau suivant indique les variations des divers éléments par litre :
- Ca O......................................de 0.S9 à 0.21 gramme.
- Mg O......................................de 0.04 à 0.31 —
- Ca CO3.................... de 0.10 à 0.2Ù —
- S O3......................................de 0.11 à 1.02 —
- Cl........................................de 0.05 à 1.64 —
- Mg Cl®....................................de 0 à 0.75 —
- Na Cl........................ deO à 1.78 —
- S O* Na*......................................deO à 0.56 —
- S O4 Ca...................................de 0 à 0.75 —
- Extrait sec à 130° ou total des matières
- solides.................................de 1.14 à 3.21 grammes.
- Depuis que l’épuration fonctionne et bien qu’elle ne laisse dans les eaux que peu de magnésie, moins de 0.015 gramme par litre en moyenne, les corrosions du corps cylindrique et des tirants paraissent plus importantes qu’avant l’épuration.
- 14. Enduit destiné à protéger les tôles. — Il n’est fait en général usage d’aucun enduit pour empêcher les corrosions des tôles.
- La Compagnie de l’Est badigeonne l’intérieur des chaudières avec un produit composé de 25 p. c. de mine de plomb et 75 p. c. de vernis minéral.
- Sur les chemins de fer de l’État italien on emploie depuis peu de temps, à titre d essai, une couche de ciment appliquée au pinceau. Cette couche semble adhérer suffisamment et se maintient pendant quelques mois.
- 15. Emploi de plaques de zinc. — Aucun réseau ne fait usage du procédé de désincrustation au zinc. Les Compagnies du Nord et de Paris-Lyon-Méditerranée ont effectué autrefois des essais auxquels il n’a pas été donné suite, les résultats ayant été défavorables.
- Les chemins de fer italiens font un essai d’un autre genre présentant un certain intérêt et ayant donné de bons résultats jusqu’à présent. On applique une feuille de cuivre de 2 millimètres d’épaisseur contre la surface intérieure du corps cylindrique,
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- à la partie inférieure, sur un tiers environ de la périphérie et sur toute la longueur. De même on essaie l’application d’une feuille de cuivre à la partie inférieure de la tôle de boîte à feuen contact avec le cadre.
- 16. Entretoises. — Tous les grands réseaux emploient exclusivement le bronze manganésé pour les parties supérieures des foyers; le cuivre rouge continue en général à être préféré pour les entretoises des parties inférieures. La séparation de ces deux parties est d’ailleurs faite à une hauteur très variable ; parfois on n’applique le bronze manganésé qu’aux quatre ou cinq rangées supérieures ; mais en général on étend cette application jusqu’au niveau de la voûte et même un peu au-dessous.
- On sait que le bronze manganésé est un alliage de cuivre et de manganèse contenant environ 5 p. c. de ce dernier métal. Sa résistance à la rupture (33 kilogrammes par millimètre carré) et son allongement (33 p. c.) diminuent moins rapidement à chaud que la résistance et l’allongement du cuivre.
- Les ruptures des entretoises en bronze manganésé sont beaucoup plus rares que celles des entretoises en cuivre ; mais les têtes s’usent un peu plus vite au feu; cette usure ne présente pas de trop grands inconvénients, le filet tenant très bien dans la plaque. Les ruptures des entretoises en cuivre sont assez fréquentes dans les grands foyers longs et étroits des locomotives modernes. Elles se produisent le plus souvent au ras de l’encastrement de l’entretoise dans la tôle de boîte à feu, ce qui tend à prouver que la rupture est due aux flexions alternatives que la dilatation de la tôle de cuivre fait subir aux entretoises autour de leur point d’encastrement dans la tôle d’enveloppe.
- Quant aux régions du foyer dans lesquelles prédominent les ruptures, les avis sont assez divers. Quelques réseaux ont constaté la fréquence des ruptures dans les rangées supérieures, dans les angles et au sommet de la voûte; sur d’autres réseaux les ruptures se localisent dans la partie inférieure du foyer, surtout au-dessous de la voûte.
- Pour découvrir les ruptures, on se contente partout de percer les entretoises dans leur axe d’un trou de 3 à 6 millimètres de diamètre. En France, le perçage se fait sur toute la longueur mais le trou est bouché à l’extérieur. Sur les chemins de fer italiens et belges, les entretoises ne sont perforées qu’aux deux extrémités sur 40 millimètres de longueur.
- Aucun réseau n’emploie d’entretoises flexibles.
- 17. Garnissage du foyer avec des briques réfractaires. *— Ce système de protection des tôles du.foyer n’a pas été essayé.
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- CONCLUSIONS.
- Les principales avaries des chaudières sont :
- Les fissures de la plaque tubulaire du foyer dans les arrondis et entre les tubes;
- L’usure de la partie inférieure des tôles de foyer autour des têtes d’entretoises;
- Les fissures et corrosions en sillons des plaques avant et arrière de boîte à feu et de la plaque tubulaire de boîte à fumée ;
- Les pustules et corrosions générales de surface se produisant à la partie inférieure et le long des pinces du corps cylindrique.
- Les eaux de mauvaise qualité accélèrent la production de qps avaries.
- Aussi l’épuration des eaux d’alimentation de médiocre qualité est-elle à recommander; elle devient indispensable quand les eaux sont très chargées en sels alcalino-terreux. Mais, pour éviter les ébullitions, les eaux épurées doivent contenir lé moins possible de sels de soude.
- L’usage des désincrustants est aussi à recommander bien qu’ils ne suppriment pas les dépôts de tartre et ne constituent qu’un palliatif.
- Lés lavages à l’eau chaude et les extractions sous pression contribuent à maintenir les chaudières en bon état.
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- ANNEXE.
- Questionnaire détaillé relatif à la question VI, littéras A et C.
- Littéra. A.
- 1. Quel type de chaudière employez-vous : Belpaire ou à berceau cylindrique? Prière d’envoyer des dessins de vos derniers types normaux.
- 2. Si vous employez dis chaudières à berceau cylindrique, armez-vous les ciels de foyer au moyen de fermes ou d’entretoises radiales? Veuillez indiquer les avantages particuliers que vous reconnaissez à chacun des deux types.
- 3. Avez-vous des locomotives munies de foyers cylindriques ? Si vous employez ce type, prière de joindre des dessins et d’indiquer les avantages ou les inconvénients inhérents à l’adoption de ce mode de construction du foyer.
- 4. Avez-vous des chaudières munies de chambres de combustion? Le cas échéant, prière de joindre des dessins et de dire quels sont les résultats que vous avez obtenus avec ce mode de construction.
- 8. Avez-vous construit des chaudières dont les foyers ne sont pas en cuivre? Le cas échéant, quels ont été les résultats obtenus, relativement à ceux des foyers en cuivre du même genre de construction ?
- 6. Quelles sont la forme et les dimensions que vous trouvez les plus convenables pour la porte du foyer ? Employez-vous une porte spéciale ou un autre moyen spécial pour l’admission de l’air? Employez-vous un cadre ou des pinces embouties pour assembler la plaque du foyer avec la façade arrière de la chaudière? Dans le premier cas, comment le cadre est-il attaché?
- 7. Quelle est la proportion entre la surface totale de la grille, les vides entre les barreaux et la surface totale des tubes ? Avez-vous des chaudières munies de grilles à secousses ou à jette-feu?
- 8. Dans les très longues chaudières, employez-vous un genre quelconque de support intermédiaire pour le corps cylindrique ?
- 9. Quel est le type de plaque tubulaire d’avant dont vous munissez vos chaudières : plaque emboutie s’ajustant sur la virole d’avant ou plaque avec prolongement s’assemblant sur l’enveloppe ?
- 10. Quel métal employez-vous pour vos tubes? Indiquez les raisons de l’adoption du métal ou de l’alliage dont vous faites usage.
- 11. Quelles sont les dimensions des tubes employés dans votre type normal de chaudière, y compris l’épaisseur à chaque extrémité?
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- 12. Quelle méthode employez-vous pour l’emmanchement destubes dans les plaques tubulaires de vos chaudières? Veuillez donner une description, avec croquis, des machines ou appareils spéciaux employés pour cet usage. Les tubes sont-ils mandrinés dans un ordre particulier
- quelconque ?
- 13. Avez-vous expérimenté des tubes Serve? Le cas échéant, prière de donner des renseignements sur votre expérience.
- 14. Avez-vous à vous plaindre :
- ) De corrosions des tubes en acier ou en fer ?
- ) D’usure excessive ou de cassures de tubes en cuivre ou en laiton contre la face inté-
- rieure delà plaque tubulaire en cuivre?
- Quels moyens employez-vous pour combattre ces défauts ?
- Avez-vous essayé des tubes en acier ou fer galvanisé et, s’il y a lieu, quels ont été les résultats ?
- 13. Employez-vous des viroles dans les tubes? Le cas échéant, dans quel but, c’est-à-dire sont-elles destinées, par exemple :
- a) A assurer l’étanchéité du tube ?
- b) A protéger le bout, du tube contre l’action du feu ?
- Quelle conicité et quelle épaisseur donnez-vous à la virole ?
- Bouterollez-vous les extrémités de vos tubes et, s’il y a lieu, avec quels résultats? Si cette méthode a été essayée et abandonnée, quelle est la cause qui vous l’a fait abandonner ?
- 13bis. A quelles causes attribuez-vous les fuites des tubes dans le foyer?
- Quels moyens employez-vous pour les combattre ?
- 16. Comment vos tubes sont-ils disposés dans la plaque tubulaire : en rangées verticales ou horizontales? Indiquez la raison de votre pratique. Quel espacement donnez-vous aux tubes?
- 17. Employez-vous des pressions de plus de 12.66 kilogrammes par centimètre carré (180 livres par pouce carré) et, s’il y a lieu, avez-vous été obligé de prendre des mesures spéciales en vue de ces pressions, notamment pour assurer l’étanchéité des tubes et pour entretenir la plaque tubulaire du foyer en bon état ?
- 18. Avez-vous constaté qu’un espacement spécial quelconque des tubes ou des entretoises a entraîné une diminution des incidents dus aux criques des angles de la plaque tubulaire ? Avez-vous essayé le martelage à froid de la plaque tubulaire en cuivre dans le but de l’écrouir et, s’il y a lieu, avec quels résultats?
- 18bls. Quels procédés employez-vous pour réparer les diverses avaries des plaques tubulaires ?
- 19. Employez-vous une boîte à fumée allongée? Le cas échéant, quels sont les avantages que vous en retirez ?
- 20. Vos derniers types normaux de chaudières sont-ils munis d’un dôme de prise de vapeur, e s ils n en ont pas, quel dispositif employez-vous pour obtenir de la vapeur sèche?
- onf*' ^U6^e ma^®re employez-vous pour l’enveloppe isolante de vos chaudières? Les chaudières caci6^eS Une enve^°PPe a l’intérieur de l’abri? Si vous avez fait des essais pour déterminer l’effi-relative de différents isolants, veuillez donner les détails et les résultats.
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- 22. Employez-vous un système de réserve de chaleur et, le cas échéant, quel avantage en retirez-vous ?
- Littêra C.
- 1. Quel procédé ou quels procédés employez-vous pour adoucir l’eau ? Donnez les détails du traitement chimique adopté, en indiquant les produits employés ; et, sans décrire des méthodes connues, fournissez des renseignements sur les procédés ou appareils spéciaux que vous employez ou sur les détails spéciaux, se rattachant à l’application des méthodes de traitement ordinaires, que vous avez trouvés avantageux. Quelles précautions observez-vous pour assurer l’application convenable du traitement?
- 2. Veuillez dire si vous êtes satisfait des résultats obtenus et, si possible, donner des chiffres indiquant l’économie réalisée sur les chapitres suivants :
- 1° Combustible ;
- 2° Frais de nettoyage et de retubage des chaudières ;
- 3° Frais d’entretien et longévité des chaudières ;
- 4° Dépense en eau (du fait qu’on peut employer de l’eau s’obtenant à bon compte, au lieu d’avoir à acheter de l’eau coûteuse de meilleure qualité).
- 3. Comment procédez-vous à l’égard des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates de calcium et de magnésium ? Adoucissez-vous ces eaux et, dans ce cas, quelles précautions prenez-vous pour empêcher les entraînements d’eau causés par l’emploi de sels de sodium pour l’épuration?
- 4. Avez-vous employé de l’hydroxyde) de baryum, du carbonate de baryum, ou de l’aluminate de baryum, pour adoucir les eaux renfermant des sulfates? Le cas échéant, veuillez donner des détails, les résultats et le coût du traitement, et dire si vous trouvez qu’il est avantageux.
- 5. Avez-vous essayé de déterminer la quantité de sels de sodium présents dans l’eau des chaudières de locomotives lorsque les entraînements commencent? Le cas échéant, veuillez donner les détails et les résultats de ces expériences.
- 6. Employez-vous ou avez-vous employé des désincrustants introduits directement dans les chaudières, au lieu de traiter l’eau avant emploi? Le cas échéant, veuillez indiquer la nature des matières employées et les résultats obtenus.
- 7. A propos de l'adoucissement de l’eau ou de l'emploi de désincrustants, avez-vous eu des ennuis avec des fuites excessives aux tubes ou entretoises de chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails, en indiquant quelle est, d’après vous, la cause de ces fuites, s’il y en a une^ et, dans ce cas, quels moyens vous avez trouvés efficaces pour empêcher ou atténuer ces fuites*
- 8. Sur quelles parties de l’intérieur de la chaudière se produisent les avaries suivantes :
- 1° et 2° Criques;
- 3° Pustules ;
- 4° Sillons;
- 5° Corrosions générales de surface.
- 9. Lorsque les chaudières subissent de grandes réparations, inscrit-on sur les états de répara
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- tions des notes relatives aux avaries mentionnées dans la question 8 ? Fait-on sur ces états des croquis indiquant la nature, l’emplacement et les dimensions de ces avaries? Le cas échéant, prière de joindre quelques-uns de ces états choisis parmi ceux qui renferment les avaries les plus
- caractéristiques.
- •10. Quelles sont les méthodes employées dans la construction des chaudières pour empêcher les avaries mentionnées dans les questions 8 et 9 ? Des modifications ont-elles été apportées à cet effet à la disposition des chaudières? Quelle est la largeur des lames d’eau qui baignent le foyer? En quel point l’eau d’alimentation est-elle amenée et de quelle façon?
- 11. Les chaudières sont-elles lavées à l’eau froide ou à l’eau chaude? Quels sont les parcours moyens entre deux lavages? En fixant ces parcours, tient-on compte de la qualité de l’eau? Quel est le temps prévu pour le refroidissement avant le lavage de la chaudière à l’eau froide? Sous quelle pression employez-vous l’eau pour le lavage? Si vous avez adopté un système quelconque de lavage à l’eau chaude, veuillez le décrire en détail.
- 12. Employez-vous la vidange d’une partie de l’eau sous pression dans le but d’empêcher la formation de dépôts et de réduire les entraînements d’eau? Si vous avez adopté cette pratique, à quel moment et à quels intervalles l’appliquez-vous? Quels moyens adoptez-vous pour évacuer l’eau ?
- Veuillez indiquer par des croquis la position du robinet de vidange et son mode de construction.
- 13. Si vous avez des eaux particulièrement corrosives pour les chaudières, mais dans lesquelles l’analyse ne révèle pas d’acide minéral libre, veuillez donner les analyses exprimées en parties par 100,000 et indiquant (si possible) les proportions de :
- Chaux (Ca O) ;
- Magnésie (Mg O) ;
- Soude (Na2 O) ;
- Sels alcalins (tels que Ca CO3) ;
- Anhydride sulfurique (S O3) ;
- Anhydride azotique (Az2 O») ;
- Chlore (Cl) ;
- Anhydride carbonique (C O"2) libres ;
- Total des matières solides à 130° C.
- 14. Avez-vous essayé d’empêcher les corrosions en induisant les surfaces intérieures des chaudières de ciment de Portland ou d’un genre quelconque de peinture, ou en traitant l’eau avec un excédent déterminé de chaux ou d’un autre produit chimique pour neutraliser l’acide carbonique ou tout autre acide, ou en introduisant des substances chimiques ou autres dans les chaudières ? Le cas échéant, veuillez donner des détails complets et les résultats.
- 18. Employez-vous des plaques de zinc dans vos chaudières ? Le cas échéant, veuillez expliquer, avec des croquis, le mode d’application et les résultats en ce qui concerne :
- 1° La prévention des incrustations ;
- 2° La prévention des pustules et corrosions.
- 16. Quel métal ou alliage employez-vous ou avez-vous essayé pour les entretoises de foyer? Si c est un métal quelconque autre que le cuivre ou le fer, veuillez en indiquer la composition.
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- Quels sont les avantages que vous avez retirés de l’emploi de ces autres métaux ou alliages?
- Éprouvez-vous des ennuis du fait des ruptures d’entretoises? Si oui, veuillez dire où ces ruptures se produisent et indiquer :
- 1° Leur emplacement dans l’entretoise elle-même ;
- 2° L’emplacement des entretoises dans le foyer.
- Avez-vous adopté des moyens spéciaux pour découvrir les ruptures?
- Employez-vous un type quelconque d’entretoise flexible? Constatez-vous que des têtes d’entretoises brûlent et tombent dans le foyer? Le cas échéant, quels moyens avez-vous adoptés ou essayés pour empêcher ces incidents, et avec quel résultat?
- 17. Avez-vous essayé de garnir le foyer, ou une partie du foyer, de briques réfractaires ou de dalles en argile réfractaire pour protéger les entretoises contre l’action du feu et favoriser une meilleure circulation de l’eau dans le foyer? Le cas échéant, veuillez donner les résultats et indiquer la nature et la composition de la matière réfractaire employée.
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- [ 621 .133.3 & 621 .134.3 ]
- EXPOSE N* 3
- (France, Belgique, Italie, Espagne et Portugal)
- Par C. DASSESSE,
- INGÉNIEUR PRINCIPAL A LA DIRECTION DE .LA TRACTION ET DU MATÉRIEL DES CHEMINS DE FER DE^L’ÉTAT BELGE.
- Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur surchauffée.
- CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES TECHNIQUES.
- Les économies de charbon et d’eau que procure la surchauffe proviennent essentiellement de l’augmentation du volume de la vapeur sous pression constante, de la réduction ou suppression des condensations aux cylindres et de la vaporisation ^ de l’eau entraînée dans les éléments surchauffeurs.
- Economie due à l’augmentation du volume. — Soit :
- t la température de la vapeur saturée ; la température de la vapeur surchauffée ; la température de l’eau d’alimentation ;
- ® volume d’un kilogramme de vapeur saturée à la température t ;
- volume d’un kilogramme de vapeur surchauffée à la température t' ;
- Q le nombre de calories contenues dans 1 kilogramme de vapeur saturée à la température t;
- Q le nombre de calories contenues dans 1 kilogramme de vapeur surchauffée à la température t1; c la chaleur spécifique de la vapeur surchauffée, c = 0.54.
- *
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- On a :
- Q = 606.5 -f 0.305#;
- Q' = 606.5 + 0.305# -f 0.54 (#' — #).
- D’autre part, on a :
- Q = 476.11 -j- 4Apu;
- Q' = 476.11 + 4Apt>\
- p étant la pression de la vapeur en kilogrammes et A l’équivalent mécanique de la chaleur = -~r
- D’où on tire :
- »' _ Q’ — 476.11 v ~~ Q —476.lT
- Si P et P'représentent les poids d’eau respectivement consommés par une machine sans surchauffe et une machine à surchauffe pour la remorque d’un train dans les mêmes conditions de charge, de vitesse et de profil, on a, en admettant un volume constant de vapeur par unité de travail :
- P rf= PV,
- Pf v Q — 476.11
- F~ Q' — 476.Il'
- P'
- Or donne l’économie d’eau due à la surchauffe.
- Exemple : soit;? = 43 kilogrammes, t = 190, t’ = 250.
- Q'
- Q = 606.5 -p 0.305 X 190 = 664 calories.
- = 606.5 + 0.305 X 190 + 0.54 (250 — 190) = 696. P' _ (664 — 476) 100 F ~~ 696 — 476 — ‘°‘
- La locomotive à surchauffe ne consommera que 85.5 p. c. de la locomotive à vapeur saturée; il y aura donc une économie d’eau de 14.5 p. c.
- Quant à l’économie de charbon, elle résulte du rapport entre les quantités de chaleur contenues respectivement dans 0.855 kilogramme de vapeur surchauffée et 1 kilogramme de vapeur saturée, c’est-à-dire de l’expression
- 0.855
- (Q'
- 100
- Q — h
- 0.855
- (686 — 10) 100 664 — 10
- 90 p. c.
- t0 étant égal à 10°.
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- En d’autres termes, la locomotive à vapeur surchauffée consommera les neuf-dixièmes de l’autre, d’où économie de 10 p. c.
- Mr Strahl, inspecteur des constructions de la direction royale des chemins de fer de l’État prussien, donne, dans un tableau reproduit ci-après, les économies d’eau et de charbon que procure l’augmentation de volume aux divers degrés de surchauffe, la pression étant de 13 kilogrammes à la chaudière.
- Température de surchauffe. Économie pour-cent. Température de surchauffe. Économie pour-cent.
- Eau. Charbon. Eau. Charbon.
- 200» C 2. & 2 2605 G 16 12
- 210° C 5 2 5 270° C 18.5 13
- 220° C. . • • • • 8 5 2801 C 20.5 14.5
- 230» G 10 7 290° C 22 16
- 240° C 12.5 9 300° C 24 17
- 250° C 14.5 10 350° G 34 24
- Comme on le voit, l’économie augmente avec le degré de surchauffe.
- Un calcul analogue fait pour des pressions de 11, 9 et 7 kilogrammes et une surchauffe à 300° donne les résultats consignés dans le tableau ci-après :
- Tension de la vapeur. Température de la vapeur saturée. Température de surchauffe. Degrés de surchauffe. Économie pour-cent.
- Eau. Charbon.
- 13 kilogrammes. 190.57° C. 300° G. 109.43° G. 24 17
- 11 __ 183.05° C. 300° G. 116.95° G. 25.5 18
- 9 _ 174.38° G. 300° G. 125.62° G. 27 19.5
- .7 — 164.03° G. 300° C. 135.97° G. 29 21
- Il résulte de ce tableau qu’à la plus haute surchauffe, c’est-à-dire à celle qui est réalisée par la plus faible pression de vapeur, correspond la plus grande économie en eau et en charbon, d’où cette première indication que l’on n’a pas en général, avec vapeur surchauffée, intérêt à marcher avec une pression élevée à l’admission, es deux tableaux qui précèdent sont basés sur une égale consommation de unie de vapeur saturée et surchauffée pour un même travail à produire, mais si,
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- eDmme l’a fait Mr Garbe dans son étude sur les locomotives modernes,, on établit ]e travail théorique de 1 kilogramme de vapeur saturée et de 4 kilogramme de vapeur surchauffée à 300° en se basant dans les deux cas sur l’équation de la détente adiabatique, eÆ si on recherche ensuite par cheval-heure le poids de vapeur dépensé et le nombre correspondant de calories, on trouve pour les économies théoriques en eau et charbon, les chiffres suivants (cp étant pris égal,à 0.48) :
- Tension de la vapeur. Température de surchauffe. Economie théorique pour-cent.
- Eau. Charbon.
- 13 kilogrammes. 300° G. 10.99 3.95
- 11 300° C. 13.33 6.13
- 9 - 300° G. 14.96 7.21
- 7 — 300° G. 16.75 8.56
- Économie due a la réduction ou suppression des condensations. — Lorsque la vapeur venant de la chaudière arrive dans les cylindres, elle se trouve en contact avec des parois qui ont été refroidies par la vapeur de décharge; comme elle est bonne conductrice de la chaleur, elle se condense en partie on abandonnant sa chaleur latente qui passe au métal du cylindre. Vers la fin de la détente et surtout au commencement de l’émission, l’eau condensée est revaporisée par la chaleur cédée par les parois du cylindre, qui ont alors atteint une température plus élevée que celle de la vapeur d’échappement, et cette chaleur reprise aux cylindres s’écoule en pure perte dans l’atmosphère.
- L’importance des condensations varie avec le timbre, le développement des surfaces refroidissantes et le degré de détente : elle peut atteindre jusqu’à 50 p. c. du poids total de vapeur qui sort de la chaudière.
- En chauffant suffisamment la vapeur saturée dans un surchauffeur en communica' tion avec la chaudière qui maintient sa pression constante, on en fait en quelque sorte un gaz parfait dont la propriété est d’être mauvaise conductrice de la chaleur et de se prêter mal aux échanges de calorique entre la vapeur et les cylindres.
- Cette propriété n’est réellement atteinte que pour autant que la vapeur ne contienne plus de particules humides, car celles-ci non seulement refroidissent leS particules surchauffées, mais leur conductibilité contribue au refroidissement du mélange. D’après MT Garbe, une économie appréciable ne commence à se manifester qu’à partir d’une surchauffe d’au moins 50°, pour augmenter rapidement ensante* et il est nécessaire que la température moyenne dans la boîte à tiroir atteig110 300° centigrades pour que la vapeur surchauffée soit homogène, c’est-à-dire ne cou' ienne plus de particules humides ou saturées, et à partir de 320° de surets®#
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- toutes les com.densati.om, même dam la machine à simple expansion, sont supprimées-
- La chaleur absorbée par les parois des cylindres est alors fournie par un abaissement de la température de la vapeur au lieu de l’être par la condensation. Si la vapeur est fortement surchauffée, il peut même y avoir de la surchauffe à l’échappement, mais, même dans ce cas, les échanges de chaleur qui s’opèrent à chaque tour entre la vapeur et la matière des cylindres sont incomparablement moindres que s’il s’agissait de vapeur saturée ou de vapeur insuffisamment surchauffée susceptible de se condenser pendant le cycle : la température moyenne du cylindre reste plus élevée. D’où une économie appelée économie due à la température provenant de ce que la vapeur a été portée à un degré de surchauffe tel qu’elle peut se refroidir sans condensation.
- Lors d’essais faits par Mr Schmidt, il a été constaté que pour chaque pour cent de vapeur condensée à la fin de l’admission avec la vapeur saturée, il faut 4° de surchauffe de la vapeur introduite pour éviter toute condensation jusqu’à ce point. Quand il se condense 25 p. c. de vapeur saturée pendant l’admission, il faudrait 100° de surchauffe pour qu’elle se maintienne sèche. Si on suppose que chaque cylindrée correspond à un kilogramme de vapeur, l’admission totale aura été, avec
- 1 4
- 25 p. c. de condensation, de kilogramme : chaque kilogramme de vapeur
- U. /D o
- à 13 kilogrammes de pression nécessitant 664 calories pour sa production, la trans-4 664 x 4
- formation en vapeur de ^ kilogramme d’eau absorbera--^---= 885 calories. Avec
- O O
- la vapeur surchauffée de 100°, 1 kilogramme ne nécessitera que 664 + (0.54 X 100)
- (885 - 718) 100
- = 718 calories, d’où une économie de
- 885
- 18.9 p. c. du fait que la
- température de la vapeur est assez élevée pour pouvoir se refroidir sans condensation immédiate.
- Comme correctif à ce qui précède, il y a lieu de tenir compte de ce que : 1° les pertes internes ne sont que réduites et non supprimées par la surchauffe; 2° il peut même subsister de la surchauffe au moment de l’échappement; 3° le surchauffeur n utilise pas aussi bien le calorique que la chaudière. Les gaz qui entrent dans les tubes de surchauffe les quittent à une température plus élevée que ceux sortant des tubes à fumée et constituent une perte dans le rendement de la chaudière. Cette perte augmente avec le degré de surchauffe en raison de la température plus élevée de la vapeur à laquelle la chaleur doit être transmise ; 4° avec la vapeur saturée, une partie de la vapeur condensée se reévapore pendant la détente et travaille : pour un meme degré d’admission, la pression finale de la vapeur surchauffée est inférieure a ce^e de la vapeur saturée ; 5° non seulement, la vapeur fortement surchauffée est mauvaise conductrice de la chaleur, mais elle est Hui de comme un gaz et cette ounie propriété influence avantageusement la période d’admission aux cylindres ainsi qu en témoignent les diagrammes pris à l’indicateur et les essais récents faits
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- à l’Etat belge et relatés dans la note complémentaire jointe au rapport. La pression à l’admission se tient à un chiffre plus élevé que celle de la vapeur saturée et le rendement de la machine est ainsi augmenté.
- Dimensions des cylindres des locomotives à surchauffe. — L’addition d’un surchauffeur équivaut à un accroissement indirect de la puissance de la chaudière puisqu’il en résulte une diminution du poids de vapeur consommé. La conséquence est que la puissance des locomotives peut être renforcée sans qu’on soit obligé de donner des dimensions excessives aux chaudières.
- Pour utiliser le supplément de puissance du générateur, il est rationnel de conserver le degré d’admission et de détente et d’augmenter le diamètre du cylindre. On évite ainsi les pertes inhérentes à une détente incomplète ainsi que les contrepres-sions plus considérables sur les pistons.
- Rappelons que le volume v d’un kilogramme de vapeur saturée s’est dilaté à son
- fy__476
- passage dans le surchauffeur et est devenu égal à v ^: ce kilogramme de
- vapeur surchauffée contient (Q' — q0) calories, tandis que le kilogramme de vapeur saturée n’en renferme que (Q — q0). A poids égal de charbon brûlé sur la grille, le volume fourni en vapeur surchauffée
- Qf _ 476 Q — q,
- V Q — 476 X Q' — q0
- Pour p — 13 kilogrammes et t' = 300°, on trouve
- vf d1
- - = 1.21 et — = 1.1. y d
- Si on tient compte en outre d’une condensation de 20 p. c. dans les cylindres, la formule devient
- y’ _ Q' — 476 5 Q - g0
- y Q — 476 X 4 Q! — g0
- yr d!
- -= 1.51|et-= 1.22.
- y s- d
- Cette formule donne des résultats trop forts pour d'puisqu’elle néglige les pertes internes de la vapeur surchauffée, la surchauffe possible de la vapeur à l’échappement, la moins bonne utilisation de la chaleur par le surchauffeur et la reévaporation de l’eau condensée pendant la détente de la vapeur saturée.
- Il importe beaucoup que la vapeur soit bien sèche avant son entrée dans le surchauffeur. 11 faut, en effet, 640 calories pour vaporiser 1 kilogramme d’eau et 54 pour élever de 100° la température de la vapeur saturée : 1 p. c. d’eau qui entre dans le surchauffeur fait descendre de 10° la température de surchauffe, sans compter l’entartrement plus ou moins rapide qui peut s’en suivre.
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- Simple expansion à surchauffe et compound à vapeur saturée. — De ce que la surchauffe accroît sensiblement le volume de la vapeur et supprime les condensations, une plus grande quantité de vapeur est mise au service du mécanisme et un travail plus grand peut être fourni par la machine. Ce résultat est obtenu sans un relèvement du timbre de la chaudière et sans autres changements que l’addition d’un surchauffeur et une augmentation du diamètre des cylindres. De là, possibilité de prolonger le maintien en service de la locomotive à simple expansion avec ses proportions actuelles et tous les autres avantages inhérents au système tels que simplicité de construction, facilité de conduite, sûreté de fonctionnement, adaptation à tous les services, timbre modéré de la chaudière, etc.
- Quant à la question de savoir, écrit Mr Schmidt, si, en employant la vapeur surchauffée, on doit préférer la machine non compound à deux cylindres à la machine non compound à quatre cylindres, il faut remarquer que pour des machines de grande vitesse la première disposition présente quelques défauts se rapportant principalement aux pressions inégales de vapeur et des masses entravant la marche régulière. Dans ce cas le dispositif à quatre cylindres est justifié.
- De même que la surchauffe, le compoundage a pour effet d’atténuer les condensations en réduisant la chute de température dans les cylindres. Avec la double détente, la vapeur condensée à l’admission dans le petit cylindre se vaporise tout au moins en partie pendant l’émission pour aller travailler ensuite dans le grand au lieu de se perdre dans l’atmosphère : cette reprise de chaleur aux cylindres croît avec le nombre de cascades.
- Toutefois le mode compound, s’il permet de récupérer les pertes internes par condensation dans le cylindre haute pression est sans effet sur celles qui ont lieu dans le cylindre basse pression. Une surchauffe suffisante peut, elle, empêcher ces dernières de se produire, ce qui tendrait à établir la supériorité au point de vue thermique de la machine à simple expansion et à surchauffe sur la machine compound à vapeur saturée. Mais il est à considérer d’autre part que le mode compound bénéficie d’une haute pression initiale et d’une détente prolongée, et ces deux sources de profit peuvent, dans certains cas, lui donner l’avantage, au point de vue economique, sur la simple expansion à surchauffe, notamment lorsqu’un grand effort de traction, incompatible avec une détente suffisante dans la machine à simple expansion, doit être soutenu par la locomotive.
- Compound et surchauffe superposés. — Avec une surchauffe suffisante, les condensations peuvent être supprimées, tandis qu’il en persiste dans le mode compound à vapeur saturée. La surchauffe superposée au compoundage peut encore donner un
- enefiee, inférieur toutefois à celui obtenu par la surchauffe appliquée à la simple expansion ; de plus, elle fait bénéficier le dispositif compound de l’accroissement du volume de la vapeur surchauffée et, combinée avec ce dernier, elle profite à son
- °ur de la détente prolongée des machines à double expansion.
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- Les deux systèmes ne s’excluent donc pas : additionnés, ils peuvent donner dans certains cas le maximum de rendement.
- Toutefois, la double détente se prête moins bien à la surchauffe que la détente simple. Une surchauffe modérée de la vapeur venant de la chaudière ne pourra, avec une admission suffisante, qu’empêcher la condensation dans le cylindre haute pression : une surchauffe initiale intense seule la préviendra jusque dans le cylindre basse pression. Mais dans ce cas, le cylindre haute pression échappe au refroidissement par la vapeur d’échappement, refroidissement qui dans les locomotives à simple, expansion contribue à ménager les organes frottants et à faciliter le graissage.
- La surchauffe modérée à deux degrés, si elle était pratiquement réalisable, permettrait, comme la surchauffe initiale intense, d’éviter toute condensation interne dans les cylindres haute pression et basse pression, elle aurait sur la précédente l’avantage de réduire la température moyenne des tiroirs et cylindres haute pression, d’écarter les risques de grippage et de réaliser une meilleure étanchéité des distributeurs et pistons haute pression, la vapeur étant moins surchauffée et par suite moins fluide. Mais la surchauffe en cascade comporte l’application de deux surchauffeurs, celui destiné à la basse pression devant être nécessairement de grand encombrement en raison du volume considérable de vapeur basse pression à surchauffer et de la température relativement élevée, 100° environ, à laquelle ce volume doit être surchauffé. .
- Une difficulté pratique du même genre semble exister pour la surchauffe exclusive de la vapeur du cylindre basse pression dans lequel ont lieu les pertes principales par condensation .
- BELGIQUE.
- C’est en 1901, à la suite d’un voyage d’études en Allemagne, que Mrs Bertrand, administrateur, et Flamme, alors inspecteur général, décidèrent d’essayer la surchauffe à l’Etat belge. Trois locomotives, dont deux en service et une en construction, furent munies du surchauffeur Schmidt installé dans les tubes à fumée élargis; il n’est pas sans intérêt de signaler que c’est en Belgique que fut faite, sur la proposition de Mr Flamme, la première application du dispositif de surchauffeur logé dans la tubulure. Mr Schmidt l’a reconnu dans ses publications périodiques sur la vapeur surchauffée. Le surchauffeur placé dans la boîte à fumée, ne s’adaptait du reste pas aux locomotives à cylindres intérieurs de l’État belge.
- Les progrès de la surchauffe furent rapides : il y avait .3 locomotives à surchauffe en service fin 1903, 23 en 1903, 56 en 1906 et 124 en 1907. Au 31 mars 1909, l’effectif comprenait 236 locomotives à surchauffe en service et 208 en construction.
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- Fig. 1. —Chemins de fer de l’État belge. — Locomotive type 32 à surchauffe,
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- Surchauffeur. — Le surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée est aujourd’hui bien connu.
- Il est généralement constitué par trois rangées de six tubes en acier doux étirés sans soudure de 127 x 118 millimètres de diamètre, occupant la partie supérieure du faisceau tubulaire (fig. 1). Du côté du foyer, ces tubes sont doublement rétrécis ; dans le principe ils étaient vissés dans la tôle tubulaire du foyer ; par la suite, les bouts des tubes, tournés lisses, étaient fixés par mandrinage et rivetage du bourrelet. Le mode de fixation pratiqué en dernier lieu de façon générale est celui représenté à la figure 2; le bout du tube côté foyer est dégrossi, muni de cinq rainures de 2 millimètres de large sur A/2 millimètre de profondeur, bien chassé dans la plaque tubulaire, mandriné soigneusement et rivé à froid.
- Fig. 2. — Chemins de fer de l’État belge.
- Locomotives à surchauffe. Fixation des tubes à surchauffe dans la plaque tubulaire.
- Dans chaque gros tube à fumée sont disposés deux éléments de surchauffe consti- » tués chacun de deux tubes de 34 x 27 millimètres en acier doux sans soudure. Les tubes de surchauffe sont vissés du côté du foyer dans des boîtes en acier coulé, décroisées deux à deux et ayant 12 millimètres d’épaisseur au centre dans la partie exposée à l’action directe de la flamme. La distance de l’extrémité de la boîte avant à la plaque tubulaire du foyer varie de 0.66 à 0.75 mètre, suivant le type de la machine. Les tubes s’infléchissent dans la boîte à fumée et leurs extrémités sont maintenues dans des brides fixées par quatre boulons à un collecteur de vapeur. L’étancbéité des brides est assurée au moyen de joints en amiante trempés dans de l’huile de lin et recouverts ensuite d’une légère couche de minium de fer également dilué dans de l’huile de lin. Les tubes de chaque élément sont maintenus à leur écartement au moyen de cales venues de coulée avec les boîtes en acier qui les assemblent. Le centre de chaque élément est placé au-dessus du centre du tube en vue de faciliter le ramonage.
- Les tubes U, destinés à la circulation de la vapeur à surchauffer, mettent en communication' par leurs extrémités les deux compartiments d’un collecteur contenant l’un de la vapeur saturée, l’autre de la vapeur surchauffée. Ce collecteur est placé dans le haut de la boîte à fumée, contre la tôle tubulaire ; il prend appul sur deux cornières rivées à la boîte à fumée, et son contact avec celles-ci doit etre bien assuré au montage, afin qu’il ne pèse pas sur le joint qui le relie à la tôle tubu-
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- laire. Dans le but d assurer une certaine mobilité à l’ensemble de l’installation, ce joint est à lentille (fig. 3).
- Joint en amiante.
- FJg. 3. — Chemins de fer de l’Étal belge.
- Joint reliant le collecteur du surchauffeur à la tôle tubulaire.
- Dans la boîte à fumée, les extrémités des tubes de surchauffe sont enfermées dans une chambre en tôle. Pendant la marche à vide, il ne circule pas de vapeur dans les petits tubes de surchauffe et le passage des gaz dans les gros tubes est entravé par un clapet obturateur maintenu fermé par des contrepoids. Dès qu’on ouvre la prise de vapeur, le clapet de l’étouffoir s’ouvre sous l’action d’un petit piston à vapeur automatique en communication avec le tuyau de livrance. La course de ce piston et par suite l’ouverture du clapet est réglable au gré du machiniste à l’aide d’une manœuvre à main.
- A l’encontre de ce qui est fréquemment réalisé, le clapet de l’étouffoir des locomotives de l’État belge est d’une seule pièce et s’ouvre du haut vers le bas (fig. 1). Sa position limite est légèrement en-dessous du plan horizontal de manière à ne pas entraver le tirage des tubes inférieurs tout en facilitant la descente des escarbilles dans la boîte à fumée. Le courant gazeux sortant des gros tubes s’écoule en ligne directe vers la cheminée sans avoir à s’infléchir pour se redresser ensuite et c’est peut-être à ce dispositif étudié par Mr l’administrateur Flamme que l’on doit pour une certaine part de ne pas constater d’accumulation de cendrées dans
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- les gros tubes de surchauffe. On pouvait craindre qu’un clapet d’une pièce ne se gondolât et cessât d’être étanche : mais après un service déjà long on n’a rien signalé qui confirme cette appréhension.
- Vers la fin de 1908, l’État belge mettait en service dix locomotives qui avaient reçu l’application du surchauffeur Schmidt à quadruple parcours de la vapeur. Dans ce dispositif, chaque gros tube renferme un seul élément de surchauffe, constitué par trois tubes assemblés bout à bout par des coudes en acier : le tube du milieu est coudé en U. La vitesse de la vapeur y étant accélérée (elle circule dans chaque élément deux fois en double parcours), l’inventeur estime qu’il doit en résulter un brassage plus intime des particules de vapeur encore humides et des particules déjà surchauffées, un meilleur refroidissement des tubes et une plus longue durée de ceux-ci. Les extrémités des tubes de chaque élément sont coudés dans la boîte à fumée et mandrinès dans une bride commune horizontale fixée par un boulon central vertical au collecteur (fig. 4).
- Les essais faits de ces deux systèmes ont établi que la température de surchauffe atteinte de part et d’autre est sensiblement la même dans le même temps.
- Ce dispositif de surchauffeur a été étendu à quarante locomotives en construction.
- Les métaux à coefficient de dilatation élevé doivent être proscrits dans la construction des surchauffeurs, le cuivre notamment. Des tuyaux de livrance qui, par suite d’erreur dans la construction, avaient été fabriqués en cuivre au lieu de fer, se sont rapidement déformés en service.
- Mesure des températures. — Les pyromètres longtemps en usage étaient à dilatation de mercure, provenant des maisons Schaeffer et Budenberg, de la firme Steinle et Hartung, marque Socius, et de la Société anonyme des Robinetteries et Chaudronneries de cuivre à Liège. Ils sont réglables et non compensés.
- Le pyromètre est installé dans le tuyau de sortie du collecteur, et le degré de surchauffe est lu sur un cadran gradué placé dans l’abri du machiniste. À côté du pyromètre, une poche est ménagée pour y loger un thermomètre de contrôle de température.
- On vient d’adopter après essais le pyromètre Fournier à tension de vapeur saturée. Cet appareil est d’une grande sensibilité; ses indications ne sont pas influencées comme les précédents par les variations de volume du liquide renfenné dans le pyromètre et sa tuyauterie, et elles restent indépendantes de la température atmosphérique.
- Des pyromètres thermo-électriques de diverses provenances sont également a l’essai.
- Ramonage. —1 Aucun procédé de nettoyage des gros tubes à fumée n’est prescrit jusqu’ici. Certains ateliers emploient la baguette ou leracloir. D’autres-se servent de l’air comprimé, mais le plus grand nombre donnent la préférence à la lance
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- vapeur comme étant la plus efficace. Dans ces deux derniers cas, le soufflage se fait par la boîte à fumée, la locomotive sous pression.
- Quant à l’intervalle entre deux nettoyages consécutifs, il varie d’un dépôt à l’autre : dans quelques-uns, le nettoyage se fait régulièrement tous les jours avant le départ; dans d’autres, tous les deux jours; il y en a d’autres qui n’y procèdent que tous les huit jours ; l’intervalle moyen est de trois jours.
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- Le surchauffeur Schmidt se présente comme un appareil rationnellement conçu. La vapeur venant de la chaudière est envoyée dans une série de tubes de petit diamètre; elle y circule une ou deux fois dans chaque élément en double parcours et à grande vitesse (la section des éléments n’est que le vingtième en moyenne de la surface du piston). La division de la vapeur en filets minces est particulièrement propice à la haute surchauffe de toutes les particules, en même temps que la grande vitesse assure le refroidissement des parois et la conservation des tubes.
- Le surchauffeur est constitué d’éléments multiples, simples, indépendants, facilement accessibles et démontables, à libre dilatation.
- Le ramonage des gros tubes n’offre aucune difficulté.
- Le machiniste est absolument maître de l’intensité delà surchauffe; il la règle suivant le travail que doit donner la locomotive.
- Dès que le modérateur est fermé, les gaz du foyer cessent automatiquement de traverser l’appareil.
- La vapeur surchauffée passe du collecteur aux cylindres sans chute de température.
- Bien que logé dans le corps cylindrique, le surchauffeur forme un appareil indépendant de la chaudière. Solidement constitué, il assume le rôle de porter la température de la vapeur de 190° jusque 350°; la chaudière proprement dite, c’est-à-dire l’organisme le plus coûteux et le plus compliqué, ne supporte aucune fatigue additionnelle : elle se borne à fournir de la vapeur saturée à la même température qu’avant l’application du surchaufïeur.
- Distribution de la vapeur surchauffée. — Le surchauffeur Schmidt installé dans les tubes à fumée permettant d’obtenir de la vapeur de 300 à 330° C., il s’en suit que les organes essentiels du mécanisme, pistons, tiroirs et boîtes à bourrages ont du être modifiés, afin qu’ils ne se grippent pas en fonctionnant avec de la vapeur surchauffée.
- Les tiroirs plans ont été remplacés, en raison de la forte pression qu’ils supportent, par des distributeurs à pistons : la vapeur est admise entre les deux pistons conjugués, tandis que sur les faces extérieures de ceux-ci se fait seulement sentir la pression de la vapeur détendue: les garnitures ordinairement prévues pour la vapeur surchauffée ne sont en conséquence pas nécessaires aux tiges des distributeurs.
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- Les pistons moteurs ont été munis d’une contretige guidée. Leur poids repose à l’avant sur le guide de la contretige et à l’arrière sur les patins de la crosse : il ne porte pas sur les segments. Ceux-ci ne servent pas à soutenir le piston ; ils constituent uniquement une cloison étanche entre ses deux faces ; ils sont posés avec une faible bande de façon à ne presser que légèrement sur le cylindre en vue d’en réduire l’usure ainsi que celle des cercles.
- Les pistons distributeurs sont, comme les pistons moteurs, pourvus de contretiges guidées et de segments à faible tirage.
- Les boîtes à garniture des tiges de piston ne constituent pas un point d’appui pour celles-ci; elles ne font que l’étanchéité,tout en obéissant à tous les mouvements de la tige, qui sont amplifiés dans les machines à surchauffe.
- Pistons moteurs. — Les pistons moteurs sont en acier coulé. Ils sont emmanchés sur leur tige par une portée conique et maintenus par un écrou claveté. La tige et la contretige sont d’une seule pièce avec la crossette (fig. 5). Le diamètre du piston est de 3 millimètres inférieur à celui du cylindre.
- Les segments sont au nombre de deux ou trois. En place, ils font saillie de 11j2 millimètre sur le piston. Ils portent sur leur face externe une rainure circulaire de 3 millimètres de profondeur et sont percés de six trous de 3 millimètres de diamètre également espacés. Ces ouvertures mettent en communication la gorge et la rainure. La pression de la vapeur qui a pénétré dans la gorge, se trouve ainsi partiellement équilibrée; la rainure constitue également une sorte de poche à huile pour le graissage du cylindre. Le segment intermédiaire ne porte ni rainure circulaire, ni trous de communication.
- En vue de l’étanchéité, les coupes des segments sont croisées. Leur fixité est assurée au moyen de clavettes d’acier de 5 millimètres; en place, les bouts des segments sont distants de 7 millimètres. Les arêtes du piston et de leurs segments sont légèrement arrondies.
- A l’Etat belge, les contretiges des pistons moteurs n’ont pas de garnitures. Elles sont emprisonnées dans un fourreau en communication avec le cylindre. Le fourreau est pourvu intérieurement d’un guide rainuré en fonte.
- Distributeurs. — Les distributeurs sont à segments élastiques du système Schmidt. Ils se composent de deux plateaux en fonte B et C (fig. 6) serrés par un ecrou sur la tige du tiroir. L’étanchéité est obtenue par trois cercles en fonte D, E, F. e cercle F non coupé est serré fortement entre les plateaux B et G. Les cercles e l®nsion D et E sont tenus dans .les plateaux B et C par des goujons qui les empêchent de tourner et qui pénètrent dans, des taquets venus de fonte avec jGS P^ateanx. Leurs surfaces de contact avec le segment F sont soigneusement rodées, de ^men^ couPé E porte sur sa circonférence externe deux rainures de 3 millimètres arge et est percé radialement de douze trous de 3 millimètres régulièrement d s par paires. Ces trous mettent en communication les deux rainures externes segment E avec une large rainure de l’anneau central non coupé F. On évite ainsi
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- _ (S^^ruLxe -pou/c- S Ce\iŸti> de piston.
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- que, sous l’action de la vapeur, le segment E ne presse trop contre la paroi de la boîte à tiroir et n’amène rapidement une forte usure : de même, pendant la période de compression, on contrebalance la pression sur la surface externe du segment, pression qui tend à l’aplatir et à le déformer et prépare les fuites. Les taquets des plateaux B et G forment joint de coupe des segments D et E.
- Une chemise rapportée, percée d’ouvertures triangulaires d’introduction de vapeur, complète le distributeur (fig. 7). Au montage, les grandes ouvertures de la chemise sont orientées vers le bas, du côté opposé à l’arrivée de vapeur. Les barrettes ont été disposées obliquement en vue de répartir l’usure des segments de façon égale sur toute leur circonférence et aussi en vue d’empêcher ces derniers de tourner. A l’échappement, les dégagements dans la chemise sont rectangulaires, la grande section orientée vers le haut, du côté de la sortie.
- Les tiges et contretiges des distributeurs n’étant en contact qu’avec de la vapeur de décharge, il n’a pas été nécessaire de les munir de garnitures spéciales. Elles sont simplement pourvues de rainures circulaires de graissage et guidées dans un long fourreau venu de fonte avec le fond du cylindre distributeur et garni intérieurement d’une chemise en bronze (fig. 6).
- Une seule locomotive de l’État belge a été pourvue, à titre d’essai, du tiroir cylindrique système Schmidt, de 0.15 mètre de diamètre, avec chemise chauffée, double admission et segments pleins, non élastiques. Après un parcours de 60,632 kilomètres, on a constaté, au cours d’une jexpérience sur la machine en stationnement dont les tiroirs maintenus dans leur position moyenne étaient soumis à une pression de vapeur de 8 atmosphères, une perte horaire de 1,465 kilogrammes de vapeur. Il est toutefois probable que ces distributeurs ont été montés dès le début avec un jeu excessif. Au surplus, la perte de vapeur mesurée sur la machine au repos ne permet pas de préjuger de celle qui se produit en marche, lorsque le graissage fonctionne et tapisse la surface externe du tiroir d’un enduit qui rend ce dernier dans une certaine mesure étanche. >
- A part le cas unique d’un distributeur à segment plein, toutes les locomotives de l’État belge sont munies du distributeur décrit ci-dessus, à trois segments dont deux coupés, minces et élastiques. Avec le segment large et unique, plein ou coupé, le machiniste ne peut allonger la marche sans risque de coinçage et de grippements du distributeur dans la partie froide de la chemise : il n’en est pas de même avec les segments multiples et minces qui se contractent en pénétrant dans la zone moins dilatée. A l’État belge les instructions données au personnel pour la conduite des locomotives à vapeur surchauffée ne contiennent aucune disposition spéciale en ce qui concerne la variation de la course du tiroir en marche ou au moment de la fermeture du régülateur, et l’expérience déjà longue des locomotives fonctionnant à vapeur surchauffée n’a révélé aucun inconvient qui en soit résulté.
- Garnitures de tige de piston. — Les garnitures des tiges de piston sont entièrement métalliques : elles sont construites de façon à obéir aux mouvements
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- Haut.
- Haut,
- Coupe suivant CD.
- Coupe suivant A B.
- Développement des”lumières d’admission.
- Fig-. 7. — Chemins de fer de l’État belge. — Détail du fourreau
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- des tiges tout en conservant leur étanchéité. La figure 8 donne la disposition adoptée au début pour les garnitures des locomotives de l’État belge. La bague en fonte F et les anneaux en métal I sont pourvus de rainures de graissage qui servent en même temps de rainures de détente pour la vapeur provenant de fuites. La première cavité annulaire reçoit la vapeur qui s’est frayé un chemin le long de la tige; la seconde absorbe une partie de cette fuite, la troisième absorbe une partie de la fuite de la seconde et ainsi de suite : la vapeur qui s’est introduite pendant l’admission dans les cavités annulaires retourne au cylindre pendant la détente.
- Fig. 8. — Chemins de fer'de l’État belge, — Bourrage de la tige du piston. Disposition ancienne.
- A l’endroit où sont logés les anneaux en métal blanc, un espace annulaire en communication avec l’air extérieur a été ménagé autour de la douille pour la rafraîchir et la maintenir à une température modérée.
- Pendant l’admission, les anneaux sont serrés sur la tige du piston par l’action de la vapeur qui s’exerce sur la bague F et par celle d’un ressort d’une force élastique de 75 kilogrammes. Le ressort et la vapeur appliquent également l’anneau sphérique C sur son siège. L’anneau sphérique G est maintenu en contact avec son siège H parla pression du ressort. Les anneaux sont en métal blanc, composé de 80 p. c. de plomb et de 20 p. c. d’antimoine : on essaie avec succès les anneaux en frictionless qui se maintiennent plus étanches. Les bagues sont faites de deux parties demi-cylindriques posées avec un léger jeu entre les extrémités et on les taille en forme de coin, pour les rendre mieux compressibles sous la pression de la vapeur. En vue d’assurer la mobilité des garnitures, il importe de donner un centre commun aux sièges des anneaux sphériques.
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- Dans la disposition adoptée aux locomotives fournies antérieurement à 1908 (fig. 8), l’anneau sphérique G est repoussé de son siège pendant l’admission. La vapeur envahit l’espace annulaire a entre le fourreau et le cylindre. Il se peut aussi que par suite d’un ajustage imparfait des éléments constitutifs du presse-étoupe, les anneaux élastiques échappent à la compression de la vapeur pendant qu’elle agit dans le cylindre. La disposition nouvelle (fig. 9) a été étudiée en vue d’obvier à ces deux inconvénients. En outre, la douille, à l’endroit où sont logés les anneaux en métal blanc, est entièrement à l’air libre en dehors de la boîte à garniture et l’espace annulaire qui rafraîchit les autres organes du bourrage, a été notablement élargi.
- Pig. 9. — Chemins de fer de l’État belge. — Bourrage de la tige du piston. Disposition nouvelle.
- Cylindres. — Un intervalle est ménagé entre la boîte à tiroir et le cylindre afin d éviter que la vapeur surchauffée ne réchauffe en pure perte la vapeur de décharge et n augmente le travail résistant de la compression.
- Les fonds de cylindres sont pourvus chacun d’une soupape de sûreté dont le lamètre a été porté à 0.10 mètre à titre de garantie contre les coups d’eau au epart; cette dimension de la soupape de sûreté a été adoptée à la suite d’avaries
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- ronds et aux couvercles; de plus sur chaque boîte à tiroir est installée une
- soupape de rentrée d’air.
- ^Concurremment avec ces soupapes, 30 locomotives à surchauffe ont reçu en 1908 e tuyau d’équilibre établissant la communication entre les deux faces du piston
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- pendant la marche sans vapeur, de manière à éviter l’aspiration des gaz de la boîte à fumée, les compressions excessives et les chocs dans le mécanisme. Aussitôt que le régulateur est fermé, le machiniste ouvre la valve obturatrice au moyen d’un petit piston à air non automatique : il la ferme avant de réadmettre la vapeur. Comme l’ouverture de la valve obturatrice n’est pas indispensable à chaque fermeture du régulateur, qu’elle n’est réellement nécessaire qu’à la descente des longues pentes, et qu’en outre, son fonctionnement trop fréquent peut être nuisible à sa bonne étanchéité, il a été jugé préférable de ne pas en rendre la manœuvre automatique.
- L’application du tuyau d’équilibre a été étendue aux 208 locomotives en construction.
- Graissage. — Tous les organes frottants qui sont en contact avec la vapeur surchauffée sont lubrifiés au moyen de graisseurs mécaniques ou pompes à huile. Ces appareils sont installés sur le palier de la locomotive et sont actionnés par un balancier qui reçoit son mouvement d’oscillation de la manivelle d’avant ou de la crossette de la tige du tiroir. L’huile est en charge. Leur débit est réglable à volonté. On peut les faire fonctionner à la main et remplir ainsi toute la tuyauterie, avant le départ ou après un stationnement prolongé. Les modèles adoptés sont également pourvus de clapets de retenue aqx points d’insertion ainsi que de pointeaux d’essai permettant de contrôler l’arrivée de l’huile aux points à graisser; ils sont munis d’un conduit pour le rechauffage de l’huile en hiver.
- Par paire de cylindres à simple expansion, il y a huit départs aboutissant deux dans chaque boîte à tiroir, contre les chemises, en haut, un au milieu de chaque cylindre, sur la génératrice supérieure, et un dans chacun des fourreaux des contre-tiges des pistons.
- Les graisseurs adoptés par l’État belge sont des systèmes Ritter, Friedmann, Zeyen et Bourdon, au choix du constructeur. D’autres graisseurs mécaniques sont à l’essai.
- A l’arrière, la tige du piston passe dans une boîte à laine fixée au cylindre et alimentée par un godet graisseur à pointeau. Il a été constaté que la vapeur qui s’échappe du bourrage s’introduit dans le godet graisseur en passant par la boîte a laine, s’y condense et en expulse l’huile et il a été reconnu nécessaire de munir le tuyau graisseur d’un raccord ajouré donnant issue à cette vapeur.
- Pour graisser les organes en contact avec la vapeur surchauffée, on emploie une huile spéciale à surchauffe connue dans le commerce sous le nom d’huile Wakefield coûtant 67 francs lés 100 kilogrammes; tous les essais faits en vue de lui substituer Une huile à bon marché ont échoué.
- Quelques particularités relatives à la conduite des locomotives à surchauffe. — En quittant la remise pour se rendre au train, le machiniste doit ouvrir les purgeurs '. la surchauffe de la vapeur est alors presque nulle et lés cylindres et distributeurs ne sont pas encore échauffés. Au départ ou à la remise en marche après un long station-
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- nement, la même précaution est recommandée, principalement pour évacuer l’eau condensée dans les tubes de surchauffe.
- Si la température de la vapeur dépasse 350°, le machiniste réduit l’ouverture du clapet de l’étouffoir au moyen de la manœuvre à main ; au delà de 3o0°, on risquerait de provoquer la décomposition complète de l’huile.
- Lorsque le modérateur est fermé, il convient de n’ouvrir la porte du foyer qu’après avoir ouvert le souffleur, la réduction de la section de sortie des gaz par la fermeture du clapet de l’étouffoir pouvant provoquer un retour de flammes vers l’arrière.
- Les locomotives à vapeur surchauffée étant munies de cylindres renforcés, il y a lieu, quand l’effort à fournir diminue, de conserver le cran de marche et de détendre au modérateur de manière à maintenir la bonne stabilité de la machine. Avec ce mode de travail, la pression finale de la vapeur est quelque peu supérieure à celle qui serait obtenue avec une admission réduite et une pression élevée, mais le plus haut degré de surchauffe de la vapeur détendue au modérateur assure la suppression plus complète des condensations pendant le cycle et rachète la perte d’une détente moins prolongée. La température de la vapeur saturée à la pression de 14 kilogrammes par exemple est de 197°; si on porte la température de cette vapeur à 350°, sa surchauffe sera de 350° — 197° = 153°. Cette vapeur pourra donc subir un abaissement de température de 153° sans qu’il se produise aucune condensation. Si, la vapeur étant produite à 14 kilogrammes, ou ne l’utilise aux cylindres qu’à la pression de 9 kilogrammes, sa température restant la même, la surchauffe serait 3o0° — 179 = 171°.
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- On évitera soigneusement les entraînements d’eau : ils font tomber rapidement la température de la vapeur surchauffée sans compter l’entartrement plus ou moins rapide du surchauffeur qui en résulte : on marchera donc sans excès d’eau et on laminera la vapeur, quand le travail décroît.
- Avec les distributeurs dont sont pourvues les locomotives État belge, aucune réglementation spéciale n’a été reconnue nécessaire en ce qui concerne la variation de la course du tiroir en marche ou à la fermeture du régulateur, pour des raisons déjà données, lors de la description des distributeurs en usage.
- Diamètre des cylindres et surface de chauffe des sur chauffeurs. — Les dimensions principales des locomotives belges à surchauffe et des locomotives similaires à vapeur saturée sont données dans le tableau de la page suivante.
- L examen de ce tableau montre notamment que les locomotives à vapeur surchauffée fonctionnent à la même pression de marche que leurs correspondantes à 'apeur saturée. Cette pression se tient dans les limites modérées de 12 à 14 atmosphères, suivant le type.
- ^Avec une surchauffe à 300°, l’augmentation du volume de vapeur est, à dépense c^arbon égale/de 21 p. c., ainsi qu’il a été établi précédemment. Cette tempéra-Ure de 300° est couramment atteinte en service quand la machine fournit un travail
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- tant soit peu élevé, soit comme charge, soit comme allure. Or, l’accroissement du volume des cylindres des locomotives types 15, 18 et 32 de l’État belge n’est respectivement que de 14, 7 et 13 p. c. On a redouté dès le début de l’application de la surchauffe les hautes pressions initiales sur les pistons avec ses conséquences au point de vue notamment de réchauffement des bielles et des boîtes et du bon fonctionnement des ressorts. L’expérience se poursuit à ces divers points de vue sur une locomotive type 32 à cylindres portés à 511 millimètres de diamètre. Mais déjà aux types 32 à cylindres de 500 millimètres, il a fallu munir les boîtes en acier de rappliques en bronze et augmenter la portée du coussinet sur la fusée afin de réduire la pression unitaire, ce qui a été réalisé en prolongeant les faces latérales du coussinet jusque 25 millimètres en dessous de l’axe des essieux.
- — Locomotive type 32 Locomotive type 35 Locomotive type 18 Locomotive type 15 Locomotive type 186is II avec surchauffe. Il ® S E : '.3 ^ ÛB't §£* 00>
- sans surchauffe. avec surchauffe. sans surchauffe. avec surchauffe. sans surchauffe. avec surchauffe. sans surchauffe. avec surchauffe.
- Type de la locomotive 0-6-0 0-6-0 4-6-0 4-6-0 4-4-0 4-4-0 4-4-2 4-4-2 4-4-0 4-6-0
- 1 1.600 1.600
- Diamètre des roues motrices, en mètres . . 1.520 1.520 1.980 1.980 1.800 1.800 1.980 1.986
- ( 1.700 1.700
- , 0.500
- Diamètre des cylindres, en mètres. . . . 0.470 0.500 0.520 0.482 0.500 0.440 0.470 0.500 0.445
- 0.520
- Course des pistons, en mètres 0.660 0.660 0.660 0.660 0.660 0.660 0.610 0.610 0.660 0,660
- Timbre de la chaudière, en atmosphères . . 13 13 14 14 13 13 12 12 13 14
- Surface de grille, en mètres carrés .... 2.5235 2.5235 2.84 2.84 2.07 2.07 2.50 2.50 2.07 3.18
- Surface de chauffe directe, en mètres carrés. 11.0169 11.0300 14.91 14.99 12.1716 12.2100 11.70 11.72 12.21 16.44
- Surface de chauffe indirecte intérieure, en
- mètres carrés 104.4039 85.1000 158.25 130.05 115.4540 89.9000 85.52 69.15 97.60 138.81
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres 37.80
- carrés 21.5100 33.10 24.5100 16.98 26.79
- Rapport entre la surface de surchauffe et la
- surface de chauffe totale 0.223 0.228 0.239 0.210 0.244
- Poids à vide, en kilogrammes . . . . . 46,000 47,700 63,350 65,150 49,200 51,COO 53,125 54,000
- Poids en ordre de marche, en kilogrammes . 49,800 51,600 69,580 71,500 53,350 55,150 64,000 58,900
- L’examen du tableau montre encore que l’augmentation du poids d’une locomo-tiue à surchauffe est d’environ 1,900 kilogrammes sur celui de la même machine a vapeur saturée et à tiroirs plans. Le prix payé par l’État belge pour l’application du surchauffeur et de la distribution de vapeur par pistons, y compris la fourniture du graisseur mécanique et du pyromètre, varie de 4,000 à 5,000 fràncs suivant l’état du marché et le type de locomotive. A ce chiffre, il y a lieu d’ajouter le droit de
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- licence. La dépense supplémentaire totale ne grève le prix d’achat que dans une faible mesure.
- L’allumage des locomotives à surchauffe se fait avec le registre fermé; la surface de chauffe indirecte des locomotives à surchauffe, déjà inférieure à celle des machines similaires à vapeur saturée, est encore diminuée de la surface interne des gros tubes. Aussi le temps nécessaire pour la mise en pression est accru d’environ lo p. c. comparativement aux locomotives ordinaires; il en est de même de la consommation de charbon qui a augmenté de 8 à 10 p. c. par allumage.
- Résultats d'essais obtenus avec des locomotives à surchauffe. — Les essais de la surchauffe commencèrent en 1904. Vers la fin de l’année précédente, l’État belge mettait en service trois locomotives munies du surchauffeur Schmidt, une locomotive neuve du type 35, à roues de 1.60 mètre, décrit ci-dessus, et deux anciennes locomotives à voyageurs 115 et 828, dont la remise à neuf avait nécessité le remplacement des tôles tubulaires et des cylindres. La locomotive 115 était munie du distributeur Schmidt à segments pleins, tandis que les deux autres, de même que toutes les locomotives qui furent livrées dans la suite, recevaient le distributeur à segments élastiques.
- Ci-après les dimensions essentielles des deux locomotives 115 et 828 avant et après l’application de la surchauffe.
- Locomotive type 2 Locomotive 115
- sans surchauffe. avec surchauffe. sans surchauffe. avec surchauffe.
- Type de la locomotive 0-6-0 0-6-0 2-4-0 2-4-0
- Diamètre des roues motrices, en mètres .... 1.70 1.70 2.09 2.09
- Diamètre des cylindres, en mètres 0.450 0.450 0.440 0.480
- Course des pistons, en mètres 0.600 0.600 0.600 0.600
- Timbre de la chaudière, en atmosphères .... 9 9 s 8
- Surface de grille, en mètres carrés 2.7667 2.7667 1.7544 1.7544
- Surface de chauffe directe, en mètres carrés 10.9200 10.94 7.091 7.091
- Surface de chauffe indirecte intérieure, en mètres carres 109.3830 93.33 100 80.71
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres carrés 17.70 16.50
- ef^re surface de surchauffe et la surface de chauffe totale. 0.169 0.187
- Poids à vide, en kilogrammes ... 38,100 38,500
- en or(he de marche, en kilogrammes. 41,200 ... 41,350
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- 56
- La locomotive 115, machine de faible puissance, fut utilisée dès le début à la traction de trains de banlieue sur ligne de niveau. On ne constata que peu de différence entre la consommation de cette machine et celle, d’une locomotive similaire non munie du surchauffeur et assurant alternativement les mêmes services. Chaque fois que le modérateur était fermé, c’est-à-dire pendant les périodes de ralentissements et d’arrêts, la température de surchauffe marquée par le pyromètre descendait de 30 à 40° et en outre, lors de la remise en marche, il fallait un certain temps pour que la température remontât vers 260°, et à peine cette température était-elle atteinte, le modérateur devait être fermé à nouveau pour le ralentissement à la station suivante. Ce n’était guère qu’entre deux stations distantes de 10 kilomètres que le surchauffeur pouvait fonctionner pendant quelque temps dans des conditions normales.
- Attelée ensuite à des trains directs dont la charge correspondait sensiblement à la limite de puissance de la locomotive sans surchauffe, la locomotive 115, avec une surchauffe normale de 80°, accuse une économie de combustible de 14 p. c. environ au bout d’une période d’essai de dix jours pour chacune des deux locomotives.
- Des constatations analogues ont été faites avec la locomotive 828, qui est également une machine de faible puissance. Presque nulle avec de petits trains de banlieue à arrêts fréquents, l’économie de charbon atteint jusque 14.8 p. c. avec des trains directs ayant charge maximum.
- Les économies de 14 et 14.8 p. c. indiquées ci-dessus portent exclusivement sur le charbon brûlé pendant que la machine est attelée au train.
- Les essais effectués avec les locomotives type 35 à roues de 1.60 mètre, eurent lieu sur deux machines neuves, l’une munie du surchauffeur Schmidt, l’autre sans surchauffeur. Ces deux locomotives assurèrent à tour de rôle des trains de marchandises à allure accélérée entre Schaerbeek et Arlon (199 kilomètres) et des trains de voyageurs semi-directs entre Schaerbeek et Namur (62 kilomètres). Le profd de la ligne Schaerbeek-Namur-Arlon est très accidenté, et comporte de nombreuses et longues rampes de 16 millimètres. Chaque locomotive assura vingt-quatre trains de marchandises d’un tonnage moyen de 250 tonnes et douze trains de voyageurs dont le poids atteignait 150 tonnes en moyenne. Le parcours effectué par chaque moteur s’éleva à 11,500 kilomètres. L’économie de charbon calculée sur l’ensemble des consommations des deux machines fut de 13.33 p. c. en faveur de la machine à surchauffe.
- Des expériences furent organisées ensuite avec les mêmes machines sur des trains directs de voyageurs de la ligne de Bruxelles à Charleroi (56 kilomètres) qui comprend une série de rampes de 13 millimètres. Ces trains comportaient trois arrêts intermédiaires assez également espacés. Pendant dix jours, durant lesquels les conditions climatériques restèrent invariables, les deux machines remorquèrent alternativement un même train de 250 tonnes. Les économies en faveur de la machine a surchauffe réalisées pendant la marche furent de 14.3 p. c. pour le combustible et de
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- 57
- 18 6 p- c- Pour l’eau. En outre les vitesses relevées au sommet des rampes de 13 millimètres ont été de 10 p. c. environ supérieures avec la locomotive à surchauffe.
- Recherches sur l'efficacité des surchauffeurs. — Si les locomotives 115 et 828 assurant des trains légers de banlieue à arrêts fréquents et courts n’ont pas accusé de supériorité sensible sur leurs similaires à vapeur saturée, la surchauffe s’est cependant montrée efficace avec des trains de l’espèce lorsque leur charge est élevée. Entre Anvers et Bruxelles, ligne de niveau de 44 kilomètres, avec un train de voyageurs de 400 tonnes remorqué par une locomotive type 35, douze arrêts intermédiaires d’une minute environ, le pyromètre a oscillé entre 260° aux démarrages et 305° aux fermetures du modérateur avec un relèvement rapide de l’aiguille à chaque remise en marche. En train direct sans arrêt, la même locomotive travaillant à 30 p. c. d’admission a remorqué 350 tonnes, la température indiquée parle pyromètre restant comprise entre 300 et 330° pendant le trajet; au départ l’aiguille marquait 200° et 310° au kilomètre 7.
- Quand les stationnements sont fréquents et longs comme c’est le cas pour certaines catégories de trains de marchandises, la surchauffe se comporte de façon moins économique. Les observations suivantes ont été relevées sur un train de marchandises d’Anvers à Schaerbeek (41 kilomètres) comprenant dix arrêts intermédiaires de dix minutes au minimum ; ce train était remorqué par une locomotive type 32 fonctionnant à 30 p. c. d’admission. La température maximum de la vapeur surchauffée a été de 270° : pendant les stationnements le surchauffeur se refroidit et l’aiguille tombe à 200°. Ce n’est que lentement que la température remonte après l’ouverture du modérateur. Sur les sections courtes, de 2 à 3 kilomètres, le maximum n’a été que de 250°, tandis qu’avec la même machine, en train direct, charge 860 tonnes, cran d’admission 40 p. c., la température de surchauffe s’est maintenue entre 275 et 290°, le taux de 275° ayant été obtenu après quinze minutes de marche.
- La surchauffe est donc surtout recommandable pour les longs parcours sans arrêt et elle est d’autant plus avantageuse que la machine fournit un travail plus considérable; elle est encore recommandable, mais à un degré moindre, pour des trains de banlieue à forte composition et à arrêts fréquents mais courts. Son efficacité diminue beaucoup quand il s’agit de trains légers de banlieue ou de trains de marchandises a arrêts rapprochés de quelque durée.
- La supériorité des locomotives à surchauffe ne dépend pas seulement de l’espèce ^e trains desservis : elle est également liée au profil des lignes parcourues. Les lignes niveau sur lesquelles le régime de la locomotive reste pour ainsi dire constant et ininterrompu conviennent bien aux locomotives à surchauffe. Les variations de perature de la vapeur surchauffée y sont insignifiantes. Les exemples de trains tiorT * ^ V0^a^eurs marchandises entre Bruxelles et Anvers dont il est ques-n ci-dessus en fournissent la démonstration, corroborée par d’autres essais entre es et Ostende, ligne de niveau de 125 kilomètres, sur un train express de
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- Profil de la ligne
- Bornes kilométriques. Tracé de la ligne.
- Vitesse ralentie pour travaux à la voie.
- Vitesse ralentie pour travaux à la voie.
- fermeture du modérateur pour signaux.
- Fermeture du modérateur pour signaux.
- Fig. 10. — Chemins de fer de l’État belge. — Locomotive 3303 à quatre cylindres égaux et à surchauffe. Diagrammes de la marche du train 610 du 31 mai 1905, entre Bruxelles et Ans, et des températures de surchauffe. — Charge remorquée : 327 tonnes. — Composition : 2 fourgons à 3 essieux, 11 voitures à 3 essieux et une voiture de luxe à bogies,
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- Profil de la ligne,
- î 9,9 f 9 9 o f f <$> f <•*£> 0
- & Æ> $i <§ ® <g
- Bornes kilométriques Tracé de la ligne i
- ® O fl <13 O
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- MJ Z
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- S ' s
- Fig. 11. — Chemins de fer de l’État belge. — Locomotive 3234 type 35 à roues de 1.700 mètre, à surchauffe. — Diagrammes de la marche du train 128 du 6 juillet 1905, entre Bruxelles et Feignies, et des températures de surchauffe. — Charge remorquée : 355 tonnes. — Composition : 1 fourgon et 8 voilures à bogies et 2 voitures à 3 essieux.
- N. B. — Entre Quévy et Feignies les vitesses et les tempérances n’ont pas été relevées.
- Arrivée 19h 31' 30"
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- w )ir n
- ,cf® 3
- Départ : 8h26'-
- Q 3 8
- Fermeture du modérateur-»
- ';tesse ralentie au signal à distance» îawrsée de la gare à la vitesse règle-^. *-taire de 40 kilomètres à l’heure. Nivelles-Est ; arrêt 1 minute-»
- Fermeture du modérateur-
- ^itesse ralentie au signal à distance-»’
- Luttre : arrêt 1 minute-
- Ferrneture du modérateur-J°SSel'es"Coureelles -.'arrêt 1 minute-
- Roux : arrêt 1 minute
- ‘he-au-Pont : arrêt 1 minute
- Arrivée : ÇNô1.-»
- 09
- IA
- Profil de la ligne.
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- Profil de la ligne
- Tracé de la ligne. Bornes kilométriques.
- Fig. 13, — Chemins de fer de l’État belge. — Diagramme des températures relevées au moyen du Fournier sur locomotive type 32 à surchauffe remorquant un train de marchandises à marche accélérée et à charge complète entre Schaerbeek et Jemelle.
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- 276 tonnes et remorqué par une locomotive type 18bis. La température de la vapeur surchauffée fut de 290° au kilomètre 6, de 300° au kilomètre 19; elle oscille ensuite entre 300 et 305° pendant tout le temps que le modérateur reste ouvert. Aux quelques fermetures pour ralentissement, la chute du pyromètre varie de 25 à 30° mais l’aiguille remonte rapidement aux environs de 300° dès que la vapeur est réadmise.
- Les lignes à rampes continues et accidentées sont également favorables à l’emploi des machines à surchauffe, ainsi qu’en témoignent les courbes de température relatives à des parcours d’express de Bruxelles-Liège, Bruxelles-Quévy et Bruxelles-Charleroy (fig. 10 à 12) ; la vapeur atteint rapidement sur les profils accidentés une haute température de surchauffe. Les économies d’eau ainsi réalisées permettent d’espacer les réalimentations de la chaudière en rampes et d’éviter les chutes pernicieuses de pression qui en sont la conséquence habituelle.
- La surchauffe s’accommode également des profils en dents de scie du moment où les sections en rampe ont un certain développement. Les machines y fournissent un bon service. Au bout de la montée le surchaufifeur a été porté à une température telle que son refroidissement n’est que partiel à la réouverture du régulateur. Le schéma de la figure 13 est démonstratif sous ce rapport : il donne la courbe des températures relevées au moyen du pyromètre Fournier avec un train direct de marchandises à marche rapide et à charge complète de la ligne de Schaerbeek à Jemelle. Si on exclut les sections en pente qui précèdent les arrêts de 18 minutes à Ottignies et Gembloux, ainsi que les descentes'vers Namur et Jemelle, il n’y a généralement qu’un écart de 50° au maximum, entre les températures de la vapeur à la fermeture du modérateur et à la réouverture subséquente, et de plus le relèvement de la température de surchauffe est rapidement atteint.
- Il se dégage encore des essais effectués et de l’analyse des courbes de température que le supplément de puissance que procure la surchauffe n’est pas disponible au départ. Il n’est obtenu qu’après un certain parcours, variable avec la nature du train et le profil de la ligne.
- Résultats des essais comparatifs entre une locomotive type 35 sans [surchauffe, une locomotive type 35 à surchauffe et une locomotive compound (type 8j sans surchauffe. — Ci-après les caractéristiques de ces trois locomotives :
- — Type 35 sans surchauffe. Type 35. à surchauffe. Type 8 compound sans surchauffe.
- —
- Nombre de roues 4-6-0 1-64) 4-6-0
- Diamètre des roues motrices, en mètres . 1.70 1.70 1.80
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- — Type 35 sans surchauffe. Type 35 à surchauffe: Type 8 compound sans surchauffe.
- Diamètre des cylindres, en mètres . . , . 0.52 0 52 0.36 haute pression 0.60 basse pression
- Course des pistons, en mètres 0.66 0.66 0.64
- Timbre, en atmosphères 14 14 15.5
- Surface de grille, en mètres carrés. . . . . 2.84 2.84 3.08
- Surface de chauffe directe, en mètres carrés. Surface de chauffe dans les tubes (intérieure), en 14.91 14.99 16.23
- mètres carrés 158.25 130.05 144.50
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres carrés 33.10
- Poids à vide, en kilogrammes 63,350 65,150 69,450
- Poids en ordre de marche, en kilogrammes . 69,580 71,500 75,500
- Poids adhérent, en kilogrammes Poids du tender en ordre de marche, en kilo- 50,700 51,500 54,000
- grammes 47,900 47,900 47,900
- Les essais ont eu lieu sur les parcours Bruxelles-Feignies (79 kilomètres) et Quévy-Bruxelles (75 kilomètres) aux trains réguliers 122 et 115. Ces trains sont tous deux des trains express de voyageurs entre Bruxelles et Paris et retour. Le train 122 a un arrêt à Quévy et le 115 est direct de Quévy à Bruxelles. *
- Le parcours Bruxelles-Feignies est en rampe presque continue de Bruxelles à Braine-le-Comte (30 kilomètres) avec des inclinaisons variant de 2.5 à 5 millimètres : les \ 7 kilomètres séparant Mons de la frontière sont également en rampe continue avec des inclinaisons variant de 8 à 18 millimètres. Il est accordé dix-sept minutes pour ce trajet. En sens inverse le profil est en rampe continue de 4.7 millimètres à partir de Mons sur 20 kilomètres environ. Le wagon-dynamomètre de l’État belge était attelé directement derrière le tender.
- Le combustible était exclusivement composé de briquettes de provenances diverses a ^ P- c. de cendres au maximum.
- Les résultats des essais sont consignés dans les tableaux I à III ci-après.
- Le 1 examen des tableaux I à III, il ressort que :
- 1 La locomotive type 35 à surchauffe a réalisé par rapport à la similaire sans surchauffe une économie moyenne de 29.64 p. c. de charbon et de 28.67 p. c. d’eau
- *
- »
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- Tableau 1.
- Train n° 122 de
- TYPES DE LOCOMOTIVES. Date de l’essai. Conditions climatériques.
- 18 avril 1906. Pluie et vent.
- 20 — - Beau temps.
- 23 — - Temps sec. Vent de côté.
- 1, — Type 35 sans surchauffe 1 27 — — Beau temps.
- 30 — - ld.
- 4 mai — Id.
- 29 — - Temps sec. Veut.
- Moyennes. . .
- ' 19 avril 1906. Vent. Rail humide.
- ( 21 — — Beau temps.
- 24 - - Pluie et veut.
- 2. — Type 35 avec surchauffe. ......< 28 — - Id.
- 1er mai — Beau temps.
- 5 — - Id.
- 26 — — Pluie et veut.
- Moyennes. . .
- *
- 9 mai 1906. Beau temps.
- 3. _ Type 8 à échappement fixe et tubes Serve . . 11 juin — Id.
- 16 . — - Temps sec. Vent.
- Moyennes. . .
- 11 mai 1906. Beau temps.
- 4. — Type 8 à échappement fixe et tubes lisses . . 1 28 — - Id.
- Moyennes. . . -
- j 12 juin 1906. Beau temps.
- g, _ Type 8 à échappement variable et tubes Serve. 15 — - Temps humide.
- 18 - — Beau temps.
- Moyennes. .
- Moyennes des types 8. . »
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- Teignies (79 kilomètres).
- Tableau I.
- réelle^
- re“H*
- an
- cr»;^ du tet^ en ton-
- 300.Ï
- 306.Î »
- 321.!
- 331.3
- 306.3
- 291.3
- 334
- j
- 313-3
- £-1
- Consommations Sections où la machine développe le de puissance maximum <D vD > „ 'u & w U ® S*5 3 © © G Q<
- par voyage. par cheval-heure (270,000 kilogram-mètres au crochet du tender). entre les bornes kilométriques 21-25 (+ 5 millimètres). entre les bornes kilométriques 245-236 (+ 8, T- 9, 14 millimètres). b a o > *3 S §* j ~ O * ^ Sp - rç £ 8 fi « s a s £ G?® «« -es g “ à ® 3 *3 5
- £^i, en kilo- lofitmes. Bri- quettes, eu kilo- grammes. Eau, en kilo- grammes. Bri- quettes, en kilo- grammes. Moyenne des vitesses relevées, en kilomètres.) Puissance moyenne développée au crochet du tender, en chevaux. Moyenne des vitesses relevées, en kilomètres. Puissance moyenne développée au crochet du tender, en chevaux. t! g , o$ a Qi ’ GG «g 1 S » O s &°°° S®".§ P g GQ ©
- Il,«50 1,385 20.4 2,420 61.5 1 553 44.2 625 20’ 257"
- tt.300 1,488 20.9 2,530 65.5 642 47.8 665 18’13" 228"
- 1J.500 1,420 20.7 2,350 66.8 661 50.3 6S4 17’38" 237"
- i!,650 1,530 21.2 2,560 68.7 605 48.6 695 17*54" 232"
- 11,300 1,345 22.3 2,440 70.4 630 50.5 641 17128" 211"
- 12,400 1,465 22.2 2,630 66.5 613 54.5 695 16*50" 241"
- I!,5ô0 1,344 22.5 2,400 66 608 '53.2 703 16'44" 216"
- 21.48 2,502 616 672
- 9.750 1,049 16 1,730 67.3 651 53.1 750 17' 1" 188"
- 9,000 1,025 15.7 1,680 73.2 670 57.8 745 15’59" 208"
- 9,600 1,013 15.8 1,670 72.8 692 56.2 745 16'18" 189"
- i,«00 1,216 14.2 1,780 66.2 775 48.5 - 18'20" 213"
- 9,840 1,156 - - 73 — 50.3 — 16'54" 216"
- .,100 1,145 - - 71.8 — 55.8 — 15'40" 203"
- Vf) 937 15 1,590 75 762 56 763 16'13" 197"
- 15.35 1,691 711 751
- 1,052 17.5 1,780 75.4 ' 730 56.8 802 15'52" 220"
- »,?/> 1,009 18.4 1,885 78.8 724 58,7 756 15'12" 208"
- r - -'U 1,055 17.1 1,805 74.5 735 51.6 700 17*24" 220"
- 17.65 1,820 728 752
- ’ ,10 1,092 16.6 1,800 79.2 785 57.2 776 14'57" 212"
- 1,206 17.4 1,960 78.2 830 52.7 716 17' 1" 231"
- 17 1<880 807.5 746
- . -Oj 1,056 19.5 1,975 82.2 819 58.1 735 15'55" 212"
- 994 17.9 1,700 79.2 790 50 725 17'12" 219"
- 1,002 18.5 1,700 80.4 812 55.6 755 16*19" 217"
- 18.65 1,790 809 738
- 19.86 1,825 778.1 745.6
- p.dbl.64 - vue 334/1585
-
-
-
- VI
- 1 VI 66 Tableau II. Train n« il5 dg
- Chirt-.
- réeli^
- remor4&.
- • TYPES DE LOCOMOTIVES. Date de l’essai. Conditions climatériques. an
- «ocis
- du te-.
- en Iok,
- 1 18 avril 19C6. Pluie et vent. 3311
- 20 — — Beau temps.
- . 23 — - Temps sec. Vent fort de côté. SU
- 1. — Type 35 sans surchauffe "27 - - Beau temps. • 336
- 30 — - Id. 37:
- 4 mai — Id. 35.4
- 29 - - ' Temps sec. Vent. 56.4
- Moyennes. . “
- 19 avril 1906. Vent et rail humide. 333.’
- 21 — — Beau temps.
- 24 - — Pluie et vent. 3T
- 2. — Type 35 avec surchauffe. .... 28 — - Beau temps. 337
- 1" mai — Id. $».-•
- 5 — — Id. 335
- i 26 - — Id. 336.
- Moyennes. . . ~
- s!
- 9 mai 1906. Beau temps.
- 3. - Type 8 a échappement fixe et tubes Serve s ) 11 juin — Id. S-
- ( 16 — - Temps sec.
- Moyennes. . .
- i 28 mai 1906. Beau temps.
- 4. _ Type 8 à échappement fixe et tubes lisses . . ( 13 juin — Id.
- Moyennes. . .
- 12 juin 1906. Beau temps.
- 5. _ Type 8 à échappement variable et tubes Serve. ) 15 — — Temps sec. .v; fc.
- ( 18 - — Beau temps.
- Moyennes. . .
- Moyennes des types 8. . .
- 67
- ,eS_Midi (75 kilomètres).
- Tableau II.
- Consommations Section où la machine développe le maximum de puissance Délai réel de parcours : Mons passage ; Braine le-Comte
- par voyage. par cheval-heure (270,000 kilogrammètres au crochet du tender). entre les bornes kilométriques 57-50 (-f- 4 millimètres).
- £3Ü, en ternes. Briquettes, en kilogrammes. Eau, en kilogrammes. Briquettes, en kilogrammes. Moyenne des vitesses relevées, en kilomètres. Puissance moyenne développée au crochet du tender, en chevaux. passage. Délai imposé : 29 minutes.
- >,400 1,091 21.6 2,820 57.8 562 31'47"
- 1,030 22.5 2,770 63.6 638 . 26'45"
- s,m 1,138 23.2 2,980 61.9 665 23-24"
- 9,200 1,088 22.2 2,620 60.7 600 27'56"
- 9,000 1,113 23.1 2,550 62.2 606 27' 1"
- 9,500 1,103 25.2 2,920 64.5 - 25'50"
- 8,400 968 - — 64.2 582 25'18"
- 22.98 2,778 609
- 6,850 938 15.6 2,130 73.1 746 24'55"
- 6,800 915 16.4 2,210 68.5 708 24'30''
- 6,950 800 16.2 1,870 69.5 7C0 24'24”
- 7,300 900 14.9 1,840 72.4 770
- 7,600 822 16.8 1,810 - —
- 6,600 873 - - 70.7 — 24'52"
- 7,100 786 17.2 1,920 72.1 715 24'27”
- 16.19 1,965 728
- 5,500 816 19.7 1,890 73.1 773 23'46"
- 7,700 807 20.3 2,100 —
- 9,400 835 19.5 1,930 72.5 758 24' 8''
- 19.8 1,970 765
- 7.400 810 20.2 2,250
- «,950 . 767 21.4 2,370 72.5 645 25'13"
- 20.8 2,310 615
- t,«0 ',700 831 20.4 2,280 — _ __
- 9,150 840 21.1 2,312 76.2 782 23'12''
- 827 - - 76.5 810 25'24"
- 20.7 2,296 796
- 20.4 2,162 735
- p.dbl.66 - vue 335/1585
-
-
-
- VI'
- 6 S
- Tableau III récapitulatif.
- TYPES DE LOCOMOTIVES. Nombre de voyages ayant servi pour déterminer les moyennes. Consommations moyennes par cheval-heure au crochet du tender. Puissance moyenne au croch du tender sur les sections ^ où les locomotives dévelonn le maximum de puissance
- Eau. Briquettes. Entre les bornes kilométriques 21-25 (+ 5 millim.). *es borne, 245-l36°ÏÏ-T,1Ues 0 H- 8
- Kilogrammes. Economie par rapport à la locomotive type 35 sans surchauffe, en'pour cent. Kilogrammes. Economie par rapport à la locomotive type 35 sans sprchauffe, en pour cent. Chevaux. Accroissement de' puissance par rapport à la locomotive type 35 sans surchauffe, en pour cent. Chevaux. Accroissement J i de puissance par rapport à Îq locomotive 1 type 35 sans / surcj/iuu/ï'ü, /
- Train n° 122 de Bruxelles-Midi à Feignies (79 kilomètres).
- Type 35 sans surchauffe 7 21.48 2.502 616 672
- Type 35 avec surchauffe 5 15.35 28.5 1.691 32.'3 711 15.2 751 11.8
- » \ Tubes ( ÉdtaPPement fixe . . 3 17.65 17.9 1.820 27/3 728 18.0 752 12.0
- | l Serve- 1 - variable. 3 18.65 13.3 1.790 28.3 809 31.2 738 9.9
- ^ [ Tubes lisses : échappement fixe. 2 17.00 20.86 1.880 24.86 807.5 31.0 746 11.0
- Type 8 : moyennes des trois machines. 8 17.86 16.85 1.825 27 778.1 26.31 745.6 10.95
- Train n° 115 de Quévy à Bruxelles Midi (75 kilomètres).
- Entre les bornes
- kilométriques
- 57-50 (+ 4 millim.).
- Type 35 sans surchauffe 6 22.98 2.778 609
- Type 35 avec surchauffe 6 16.19 29.5 1.965 29.2 728 19.5
- c» ( Tubes ( Échappement fixe . . 3 19.8 14.9 1.970 29.0 765 25.5
- | ! Serve- ! - variable. 3 20.7 8.9 2.296 17.5 796 30.5-
- ^ ( Tubes lisses : échappement fixe. 2 20.8 9.48 2.310 16.84 645 6.0
- Type 8 : moyennes des trois machines. 8 20.4 11.22 2.162 22.17 735 20.68
- Récapitulation générale.
- Nombre de voyages
- Consommations moyennes par cheval-heure au crochet du tender.
- TYPES DE LOCOMOTIVES.
- Type 35 sans surchauffe Type 35 avec surchauffe Type 8................
- ayant servi pour
- déterminer les moyennes.
- Kilo-
- grammes.
- 22.15
- 15.80
- 19.03
- Économie par rapport à la locomotive type 35 sans surchauffe, en pour cent.
- 28.67
- 14.00
- Briquettes.
- Kilo-
- grammes.
- Économie par rapport »»
- locomotive type sans surcluu
- en pour cent.
- 29.64
- 24.17
- p.2x68 - vue 336/1585
-
-
-
- VI
- 69
- par cheval au crochet tout en développant sur les rampes un travail supplémentaire de 11.8 p. c. à 19.5 p. c.
- 2° Comparée à la compound type 8, la locomotive type 35 à surchauffe a fourni le cheval au crochet en dépensant en moins 5.47 p. c. dé charbon et 14.67 p. c. d’eau.
- Résultats des essais comparatifs entre une locomotive à deux cylindres type 18 a.suf-chauffe et une locomotive compound type « Atlantic » à quatre cylindres, sans surchauffe. — Ci-après les caractéristiques de ces deux locomotives :
- — Type 18 à surchauffe. Compound Atlantic sans surchauffe.
- Nombre de roues 4-4-0 4-4-2 '
- Diamètre des roues motrices, en mètres ..... 1.98 1.98
- Diamètre des cylindres, en mètres . . . . 0.500 0.36 haute pression. 0.60 basse pression.
- Course des pistons, en mètres . 0.66 0.64
- Timbre, en atmosphères 13 15.5
- Surface de grille, en mètres carrés 2.07' 3.03
- Surface de chauffe directe; en mètres carrés .... 12.21 16.17
- Surface de chauffe tubulaire intérieure, en mètres carrés. 89.90 218.81 (tubes Serve).
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres carrés . 24.51
- Poids à vide, en kilogrammes 51,000 68,103
- Poids en ordre de marche, en kilogrammes .... 55,150 74,500
- Poids adhérent, en kilogrammes 35,960 36,900
- Poids du tender en ordre de marche, en kilogrammes . 47,900‘J 47,900
- Les essais ont eu lieu sur le parcours Bruxelles-Liège (100 kilomètres) à des trains express faisant le trajet Bruxelles-Ans (94 kilomètres) en 83 minutes sans arrêt et Ans-Bruxelles en 75 minutes sans arrêt.
- La ligne Bruxelles-Liège comprend 10 kilomètres de rampe continue de 5 millimètres entre Bruxelles et Louvain : à partir de Louvain jusque Ans (64 kilomètres), le profil est en rampe pour ainsi dire continue avec des inclinaisons variant de 2 à 5 millimètres. Les résultats des essais sont consignés dans les tableaux IV à VI ci-après.
- L’économie par cheval-heure au crochet du tender de la locomotive type 18 à surchauffe a été de 19.52 p. c. en charbon et de 23.27 p. c. en eâu, par rapport à la compound. Dans l’appréciation des résultats, il y a lieu de tenir compte 1° de la différence de poids des deux machines qui est de 19.35 tonnes en faveur du type 18; - de la différence de charge moyenne des trains qui a été pour le type 18 inférieure e20 tonnes environ à celle de Y Atlantic, les deux locomotives ayant été chargées autant que possible en raison de leur force respective; 3° du faible parcours kilomètres) particulièrement favorable à la locomotive à petit foyer.
- ' 0mPai*éeà la similaire sans surchauffe, la locomotive type 18 a tractionné, tout couvrant l’horaire, de 30 à 35 tonnes en plus, ce qui correspond à 10 à 12 p. c. comme charge. . "
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-
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- Charge
- réellement remorquée au crochet du tender, eu tonnes.
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- Conditions climatériques.
- Puissance moyenne développée au crochet du tender, en chevaux.
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- Eau,
- en kilogrammes.
- Briquettes, en kilogrammes.
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- en kilogrammes.
- Briquettes, en kilogrammes.
- Moyenne
- des
- vitesses relevées, en kilomètres.
- Puissance moyenne au
- crochet du tender, en chevaux.
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- Moyenne
- des
- vitesses relevées, en kilomètres.
- Puissance moyenne au
- crochet du tender, en chevaux.
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- Moyenne
- des
- vitesses relevées, en kilomètres.
- Puissance moyenne
- crochet du tender, en chevaux.
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- 01
- IA
- Tableau IV. — Train n° 686 de Bruxelles-Nord à Liège.
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-
-
-
- VI
- 71
- Tableau V. — Train n° 585 de Liège à Bruxelles-Nord.
- jypjS de locomotives. Date de l’essai, 1907. Charge réellement remorquée au crochet du tender, en tonnes. Conditions climatériques. Puissance moyenne développée au crochet du tender. en chevaux. Consom par voyage. mations par cheval-heure (270,000 kilogrammes) au crochet du tender. Vitesse entre les bornes kilo- métriques 97-96, en kilomètres.
- Eau, en kilogrammes. Briquettes, en kilogrammes. Eau, en kilogrammes. Briquettes, en kilogrammes.
- 13-2 360.2 Vent, brumeux. 438 13,050 1,849 22.4 3.18 97
- 18-2 356.2 Vent. 475 13,575 2,060 21.2 3.21 96
- 1_ _ Type Atlantic . . .
- 19-2 370.7 Vent. 538 15,200 2,176 20.9 3.00 98
- , 26-2 344.0 Beau. 432 11,400 1,668 19.5 2.85 106
- Moyenne. . . 357.7 471 21.0 3.06
- 4-2 305.0 Sec, gelée. 416 9,700 1,450 18.2 2.71 97
- 11-2 338.0 Vent, pluie. 472 10,600 1,493 15.4 2.17 89
- i - Type 18 à surchauffe .
- 12-2 352.1 Vent, gelée. 532 10,925 1,560 17.6 2.30 V 93
- 20-2 348.2 Vent violent. 520 11,300 1,703 14.3 2.18 90
- Moyenne. . 335.8 485 16.4 2.34
- Tableau VI. — Tableau récapitulatif.
- Consommations moyennes
- Puissance moyenne développée' au crochet du tender,
- Nombre
- par cheval-heure (270,000 kilogrammes au crochet du tender).
- par voyage.
- T’iPES DE LOCOMOTIVES.
- voyages.
- Briquettes,
- en
- kilogrammes.
- Briquettes,
- en
- kilogrammes.
- chevaux.
- kilogrammes.
- kilogrammes.
- 14,034
- 11,119
- /
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-
-
-
- VI
- 72
- Résultats des essais comparatifs entre une locomotive compound « Atlantic » sans surchauffe et une locomotive à trois essieux couplés, à quatre cylindres égaux et à surchauffe. — Ci-après les caractéristiques de ces deux locomotives :
- 1 !==g*i
- Type Atlantic. Type à quatre
- cylindres égaux et à surchauffe.
- Nombre de roues . 4-4-2 4-6-0
- Diamètre des roues motrices, en mètres 1.98 1.98 |
- Diamètre des cylindres, en mètres 0.36 haute pression 0.60 basse pression 0.435 (i)
- Course des pistons, en mètres 0.64 0.61
- Timbre, en atmosphères 15.5 14
- Surface de grille, en mètres carrés 3.03 3.01
- Surface de chauffe directe, en mètres carrés i 16.17 15.44
- Surface de chauffe tubulaire (intérieure) en mètres carrés 218.81 (tubes Serve) 138.87
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres carrés . 37.80
- Poids à vide, en kilogrammes 68,103 76,000(1)
- Poids en ordre de marche, en kilogrammes 74,500 84,300
- Poids adhérent, en kilogrammes 36,900 54,900
- (i) Les quarante locomotives de ce type commandées en 1908 ont le diamètre de leurs cylindres porté à 0.445 et le
- poids total à vide ramené à 73 tonnes environ. •
- Les essais ont eu lieu sur les parcours Bruxelles-Liège (100 kilomètres) et Bruxelles-Ostende (122 kilomètres) à des trains express faisant le trajet Bruxelles-Ostende et inversement avec un arrêt intermédiaire à Gand-Saint-Pierre. Les trains Bruxelles-Liège sont ceux ayant servi aux expériences précédentes.
- La ligne Bruxelles Ostende est de niveau.
- Ainsi qu’il a été dit ci-dessus, la ligne Bruxelles-Liège comprend 10 kilomètres de rampe continue de 5 millimètres entre Bruxelles et Louvain. A partir de Louvain jusque Ans (64 kilomètres) le profil est en rampe pour ainsi dire continue avec des inclinaisons variant de 2 à 5 millimètres.
- Comme dans les expériences précédentes, le fourgon dynamomètre était attelé directement derrière le tender, le combustible était exclusivement composé de briquettes de même qualité et les consommations qui figurent aux tableaux I et II ci-après des résultats représentent celles faites pendant le parcours.
- On tire des tableaux VII et VIII la conclusion que la surchauffe a procuré par rapport au compoundage une économie moyenne de 9 p. c. d’eau et de 12.3 p. c. de briquettes; d’autre part, la vitesse moyenne de la locomotive à surchauffé a été de 5 p. c. supérieure à celle de la compound.
- Les essais ont encore établi en faveur de la locomotive à quatre cylindres égaux : 1° une plus grande facilité de conduite; un seul mécanisme actionne les quatre distributeurs et au démàrrage la pleine pression s’applique à la fois sur les quatre pistons sans qu’on ait à manœuvrer de valve spéciale de démarrage; 2° une meilleure stabilité aux grandes vitesses, résultant en partie de la constante égalité du travail de la vapeur dans les cylindres.
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-
-
-
- Tableau vu. — Essais (i) de la locomotive type 9 (à quatre cylindres égaux et à sur chauffeur Schmidt).
- Date ( .j> . •S o ® g 0 3 O © O* Travaux. Consommations totales. Consommations par 10,000 kilogram-mètres. l|
- % fl B g O m •
- de l’essai. TRAJET. J 5 C 1.2-ë -o & ® o i © >» gj <V fl gp a> c3 A O Travail absort dans les freinages, en kilogrammètre Total de la vapeur, en kilogrammètre; Travail total au crochet de traction, en kilogrammètre: Charbon, en kilogrammes. Eau, en kilogrammes. Charbon x (quotient des colonnes 8/6), en grammes. Eau (quotient des colonnes 9/6), en grammes. Observations.
- i 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
- 1907.
- 22 août. Bruxelles-Liège .... 454 329 92,748 381,070,000 211,500,000 1,801 11,575 47.4 304
- 22 - Liège-Bruxelles .... 409 284 181,770 279,840,000 147,130,000 1,213 10,600 43.3 379
- 23 — Bruxelles-Liège .... 475 350 85,650 286,400,000 224,000,000 1,466 11,175 51 390
- 23 — Liége-Bruxelies .... 414 290 123,120 254,510,000 150,700,000 1,226 10,675 44 380
- 27 - Bruxelles-Liège .... 494 368.6 89.410 360,800,000 239,920,000 1,883 12,125 52 336
- 27 - Liège-Bruxelles .... 414 289.5 130,320 307,944,840 140,500,000 1,259 10,150 40.8 329
- 28 - Liège-Bruxelles .... 415 290 133,200 293,328,600 114,800,000 1,115 9,750 38 332
- 30 - Bruxelles-Ostende . . . 463 338.3 171,050 414,100,000 231,580,000 1,888 12,500 45.6 302
- 30 nov. Ostende-Bruxelles . . . 445 321 115,700 360,900,000 197,340,000 1,453 11,400 40 317
- 27 — Liège-Bruxelles .... 318 198 115,900 258,242,000 111,800,000 1,144 9,100 44 352
- 27 — Bruxelles-Liège .... 448 324 98,400 378,710,000 237,900,000 2,044 12,825 54 339
- 28 - Liège-Bruxelles .... 327 204 164,200 237,763,000 92,770,000 1,170 9,225 49 389 Chauffage à vapeur.
- 3 déc. Bruxelles-Ostende . . . 433 309 133,800 406,450,000 222,800,000 2,099 13,575 51.6 334 Id.
- 3 - Ostende-Bruxelles - . . 316 122 ,152,900 291,640,000 130,710,000 1,455 12,250 49.9 420 Id.
- Moyenne des quatorze essais. , . ... 46.5 350
- (D Essais de M" Huberti et Doyen.
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-
-
- N
- .J
- Tableau VIII. — Essais (J) de la locomotive type « Atlantic ».
- Date de l’essai. 1 . TRAJET. 2 Poids total du train co y compris la locomotive et le tender, en tonnes. ^ Charge remorquée, en tonnes. Travaux. Consommations totales. Consommations par 10,000 kilogrammètres. Observations. 12
- Travail absorbé dans oi les freinages, en kilogrammètres. Total de la vapeur, en kilogrammètres. Travail total au crochet <i de traction, en kilogrammètres. t/1 - O) 5 B O y -û 3 £3 « fl .A a> O O 8 Eau, co en kilogrammes. Charbon 7 (quotient g des colonnes 8/6), en grammes. Eau H- (quotient ü des colonnes 9/6), en grammes.
- 1907. *
- 5 sept. Bruxelles-Liège .... 479 364 50,100 379,400,000 245,800,000 2,015 14,750 54.8 389
- 6 — Bruxelles-Liège .... 478 362 84,130 381,160,000 245,500,000 2,055 14,900 53.9 399
- 6 - Liège-Bruxelles .... 403 289.6 142,430 282,802,000 142,890,000 1,530 11,850 54 419 Vent nul. Rails bons.
- 12 — Bruxelles-Osteude . . . 443.9 328.8 234,750 443,700,000 236,110,000 2,066 15,150 46.6 342 Beau temps.
- 12 - Ostende-Bruxelles . . . 397.3 282.6 175,510 354,000,000 186,300,000 1,800 12,150 51 343 Beau temps, sec.
- 13 - Brnxelles-Ostende . . . 492.2 376.8 99,931 395,900,000 256,707,000 2,026 14,850 51 375 Id.
- 13 - Ostende-Bruxelles . . . 428.6 314.7 156,500 373,430,000 208,260,000 1,810 13,400 48 359 Id.
- 25 nov. Bruxelles-Liège .... 449 334 50,730 408,700,000 282,336,500 2,400 16,850 58.7 412 Ouragan. Patinage.
- 25 - Liège-Bruxelles .... 328 213 101,100 247,253,000 125,580,000 '1,447 10,375 58.5 420 Patinage.
- Moj renne des neuf essais. . . 53 383
- Économie de charbon due à la surchauffe.
- Résultats définitifs . • • ! Économie d'eau due à la surchauffe 9 —
- \ (i) Essais de Mrt Huberti et Doyen.
- «
- rf».
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-
- VI
- 75
- Résultats obtenus en service courant avec les locomotives à surchauffe. — La comptabilité des parcours et des consommations des locomotives a permis d’établir pour chacune des années 1906, 1907 et les six premiers mois de 1908 les consommations kilométriques en charbon et en huile des locomotives à surchauffe et des locomotives à vapeur saturée de même type ayant fonctionné dans les mêmes séries, c’est-à-dire ayant assuré les mêmes trains dans des conditions absolument identiques. Les résultats sont consignés dans le tableau IX. Les diverses espèces de combustibles brûlés ont été converties en menu demi-gras d’après un barême des prix : les consommations qui sont renseignées représentent le combustible pris aux parcs, c’est-à-dire, non seulement le charbon brûlé en cours de route, mais aussi toutes les consommations indirectes qui sont afférentes à l’allumage, au nettoyage et à l’entretien du feu pendant les stationnements, à la marche à modérateur fermé et sur lesquelles la surchauffe n’a aucun effet. Ces dernières représentent environ 40 p. c. de la consommation totale : quand on relève au tableau qu’en service courant les locomotives type 32 à surchauffe d’Anvers-Nord ont réalisé par rapport aux mêmes machines sans surchauffe une économie de 18.92 p. c. de charbon, on peut
- déduire qu’en pleine marche l’économie réelle a été de = 31-5 p. c.
- Des renseignements analogues sont donnés (tableau X) sur le service des machines à surchauffe et des machines compound de même âge qui, en 1906 et 1907, ont tout le temps fonctionné dans les mêmes séries en assurant alternativement les mêmes trains.
- En 1908, les machines type 18 à surchauffe de Bruxelles-Nord ont été versées dans la série des compound Atlantic; les compound type 8 de Bruxelles-Midi ont été mises en série spéciale ; de même que la plupart des types 32 à surchauffe de Schaerbeek.
- Sur le prix de 12 francs la tonne pour le charbon menu demi-gras et après déduction des dépenses supplémentaires de graissage, les types 32 à surchauffe d’Anvers-Nord ont réalisé par 1,000 kilomètres de parcours une économie sur les matières de consommation (combustible et huile) de 51.75 francs en 1907 et de 46.47 francs en 1908; et les machines similaires de Schaerbeek, de 45.20 francs en 1907.
- Il était rationnel d’utiliser la réserve importante de puissance des machines à sur-ehauffe, en relevant leur charge limite. C’est ce qui a été réalisé en 1908. C’est ainsi que sur Ostende-Herbesthal, la charge des types 18 à surchaufte a été portée de 300 à 335 tonnes pour les trains express ; celles des trains de banlieue remorqués par des locomotives type 32 à surchauffe, ont été majorées de 10 à 15 p. c. suivant les ]gnes. En ce qui concerne les trains de marchandises remorqués par des types 32 0u ^ à surchauffe, leurs charges limites ont été augmentées de 15 à 27 p. c.
- Entretien et réparation des locomotives à surchauffe. — En ce qui concerne le sur-ai1 eur Proprement dit, il y a à signaler assez bien de bris de petits tuyaux de
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-
- VI
- VI
- 76
- Tableau IX. Consommation des locomotives à surchauffe et des locomotives de mêmetype^
- Type des locomo- tives com- parées. ATELIERS. Locomotives à surchauffe.
- Nombre. Parcours, en kilomètres. Consommation de charbon Coût du gra
- totale, en kilogrammes. par kilomètre, en kilo- grammes. total, en francs.
- Année 1900.
- 2 78,072 1,324,350 16.96 2,317.61
- 18
- 18 Bruxelles-Nord. 2 89,641 1,371,750 15.30 3,216.30
- . 32 4 149,489 2,165,475 14.48 2,886.95
- -40 004 587,490 14.65 759.24
- 32
- g 318,987 5,601,750 17.56 6,945.60
- 35 Bruxelles-Midi
- 35 2 52,067 795,000 15.26 816.33
- Année 1907.
- 18 3 155,435 2,743,200 17.64 4,472.52
- 18 Bruxelles-Nord 2 98.939 1,550,700 15.67 2,532.12
- 01 213 840,930 13.69 1,013.55
- 32
- 32 Anvers-Nord 16 438,299 9,409,235 21.46 10,192.12
- 32 16 612,393 9,941,805 16.23 16,666.82
- 35 8 300,108 5,531,150 18.43 6,937.41
- 35 Schaerbeek • 2 78,724 1,324,950 16.83 1,706.79
- Six premiers mois de ÎOOS.
- 32 Meirelbeke . 2 28,445 352,470 12.39 349.50
- 32 Anvers-Nord 27 338,249 7,751,645 22.91 7,319.3o
- 'J 35 Bruxelles-Midi 8 159,236 3,336,900 20.95 4,253,96
- 35 2 34,454 589,200 17.10
- ; ayant fonctionné dans Usa conditions absolument identiques (mêmes séries). Tableau
- Locomotives sans surchauffe.
- IX.
- Consommation de charbon
- parcours- totale, par
- eu kilomètre,
- kilomètres. en en
- kilogrammes. kilo-
- grammes.
- Coût du graissage
- total, en francs.
- par
- 1,000 kilomètres, en
- francs.
- Économie de co-mbustible résultant de la surchauffe
- en kilogrammes.
- pour cent.
- Coût supplémentaire du graissage des locomotives à surchauffe
- par
- 1,000 kilomètres, en
- francs.
- pour cent.
- U-'
- Tableau X. Consommation des locomotives à surchauffe et des locomotives compté
- Année 1906.
- 938,C99 18,046,500 19.23 15,980.36 16.97 2.27 11.80 12.71
- 673,465 11,851,200 17.59 21,231.04 31.67 2.29 13.01 4.20
- 1,624,442 31,153,100 19.17 19,721.15 12.14 4.69 24.46 7.17
- 353,306 6,608,925 18.70 5,212.49 14.75 4.05 21.65 4.18
- 363,668 8,100,000 22.27 8,065.76 22.17 4.71 21.14 - 0.40
- 404,515 7,974,375 19.71 6,625.77 16.37 4.45 22.57 - 0.69
- 727,989
- 413,507
- 379,933
- 1,329,489
- 2,242,359
- 335,007
- 329,11-2
- 229,424
- 559.152
- 163,577
- 158,203
- 14,373,150
- 7,178,700
- 6,026,610
- 35,198,550
- 47,246,645
- 7,902,400
- 6,859,800
- 4,013,100
- 15,300,710
- 4.316.400
- 3.350.400
- 19.74
- 17.36
- 15.86
- 26.47
- 21.07
- 23.58
- 20.84
- Année 1907.
- 14,687 32 11,339.67 5,416.31 20,060.20 32,357.92 7,911,66 7,597.47
- 20.17 2.10 10.63
- 27.42 1.69 9.73
- 14.22 2.17 13.68
- 15.08 5.01 18 92
- 14.43 4.84 22.97
- 23.61 5.15 21.84
- 23.08 4.01 19.24
- Six premiers mois <le 1909.
- 17.49 3,267.20 14.24 5.10 29.15
- 27.36 8,244.10 14.70 4.45 16.26
- 26.38 4,048.60 24.75 5 43 20.58
- 21.17 1,817,36 .11.48 4.07 19.22
- 8.60
- - 1.83 2.31 8.17
- 12.78
- - 0.50
- - 1.40
- - 1.96 6.93 1.96 8.85
- 74.89 13.26 59.06 28.33 — 1.80 — 4.21
- 42.63
- - 6.67 16.24 54.17 88.56
- - 2.11 - 6.06
- 13.76 47.14 7.91 77.09
- ATELIERS.
- Bruxelles-Midi
- Bruxelles-Midi
- 35
- 35
- Nombre. Parcours, en kilomètres. Consommation de charbon
- totale, en kilogrammes. par kilomètre, en kilo- grammes-
- Année 1006.
- 1 6 | 250,423 | 4,333,500 j 17.30
- Année 1907.
- 1 6 j 165,959 J 3,084,800 j 18.58
- __ nctionné dans des conditions absolument identiques (mêmes séries). Tableau X.
- Économie de combustible produite par les machines à surchauffe
- pour cent.
- Dépense supplémentaire de graissage des
- machines à surchauffe.
- par
- 1,000 kilomètres, en
- francs.
- pour cent.
- 193,693
- | 1T2-733
- 3,o24,250 I 18.19
- Année 1906.
- 4,177.95 j 21.57 j 0.89
- Année 1907,
- 3,812,82 | 22.07 . |
- 6.58
- 1.16
- 1.65
- 5.37
- 7.47
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-
- VI
- 78
- surchauffe survenus dans le filet au ras de la calotte d’acier dans laquelle üs s’emboîtent. En vue d’éviter ces bris, on a adopté le mode d’emboîtement dans lequel le filet, au lieu de prendre naissance au ras de la calotte, est en retrait de 5 millimètres sur l’extrémité de celle-ci (fig. 14). On essaie dans le même but le raccord en U pointu, renforcé et soudé.
- -------3o---------J4j
- v/77777777777777777//77/77/77/7/77/7777/7//7//y///7///////7/7r7/7/7/////7//7//7///////////////7?/777/77777\
- -------5J--"
- U-----
- ----------------1----------^
- Fig. 14. — Chemins de fer de l’État belge.
- Depuis cinq ans que la surchauffe fonctionne, on n’a pas signalé que de petits tubes de surchauffe aient été retirés pour cause d’usure ou crevaisons en service.
- Les éléments de surchauffe s’incrustent plus ou moins rapidement; on a obserie à des machines ayant trois ans de service, qu’ils étaient tapissés d’incrustations jusqu’à.2.50 mètres environ à partir du collecteur de vapeur saturée, la couche adhérente variant de 4 à 6 millimètres aux bords pour décroître progressivement.
- Le surchauffeur reste, étanche : les joints des éléments au collecteur tiennent bien et le démontage des tubes de surchauffe est peu fréquent. ^
- Dès le début, on a eu à réfectionner quelques joints du collecteur contre la 0 tubulaire. On doit veiller au montage à ce que le collecteur prenne appui sur les cornières rivées dans la boîte à fumée et il est fait actuellement emploi du J01 lentille (fig. 3) qui assure une certaine mobilité à l’ensemble de l’installation.
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- VI
- 79
- Le calage des éléments dans les gros tubes de surchauffe a déterminé aux points de contact des supports, des perforations qui ont été observées à des machines ayant environ quatre ans de service : d’autre part des gros tubes, principalement de la rangée inférieure, ont été remplacés à la suite de mandrinages successifs contre la tôle tubulaire du foyer. Le nombre de gros tubes remplacés au 1er avril 1909 s’élève à 98. Le mode de fixation représenté figure 2 a été adopté en vue de réaliser une meilleure étanchéité.
- On a constaté à quelques machines de très légères déformations de la plaque tubulaire du foyer, entre la rangée inférieure des gros tubes et la rangée supérieure des petits tubes. La partie de la tôle comprise entre les deux rangées envisagées s’est infléchie vers l’arrière; la déformation est de 2 à 4 millimètres au centre et disparaît vers chaque extrémité latérale.
- Les organes en contact avec la vapeur surchauffée ont été à l’origine de la surchauffe l’objet d’avaries ayant consisté dans le grippage et même le bris de cylindres, dans le décalage et le bris dépistons. Elles résultaient en ordre principal d’un jeu insuffisant entre le piston et le cylindre, occasionnant des frottements dont les dépôts n’appréciaient pas toute l’importance. Ces difficultés, inhérentes à toute innovation, n’ont été que passagères, et actuellement cylindres, pistons, distributeurs se comportent comme en vapeur humide.
- L’étanchéité des distributeurs de la locomotive à quatre cylindres égaux a été vérifiée et trouvée parfaite après un parcours de 47,000 kilomètres : on n’a relevé qu’une usure de 0,4 millimètre au fourreau, compensée par la détente des segments.
- Quant aux ruptures des fonds et couvercles de cylindres à la suite de coups d’eau au départ, la situation est redevenue normale depuis qu’on a porté à 0.10 mètre le diamètre des soupapes de sûreté.
- L’étanchéité des bourrages a été notablement améliorée à la suite des perfectionnements apportés et dont il a été question plus haut. En ce qui concerne plus spécialement les fuites le long de la tige du piston, l’emploi d’huile de bonne qualité a une importance capitale. Il est indispensable que les tiges de piston soient maintenues onctueuses : l’huile qui les impreigne s’interpose entre le métal blanc des bourrages et la tige à la façon d’une couche isolante. Les huiles à bon marché déterminent une usure rapide des bagues par suite du faible pouvoir lubrifiant qu’elles possèdent et préparent les fuites. Parfois même les tiges bleuissent et fument, le métal blanc des garnitures s’amollit et fond.
- Au surplus, il n’y a aucun bénéfice à employer des huiles à point d’inflammabilité peu élevé; leur plus grande consommation contrebalance bien au delà l’écart de prix et les surfaces frottantes s’usent beaucoup plus. Les chemins de fer belges ont fait sans succès de nombreuses tentatives en vue d’obtenir une huile à bas prix; elles ont été chaque fois marquées par une recrudescence d’es fuites des garnitures et des broutements des pistons dans les cylindres ayant entraîné des immobilisations de machines dans les remises. De plus on a observé des dépôts d’huile carbonisée obstruant plus ou moins complètement des éléments de surchauffe à leur point d’in-
- *
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- sertion dans le collecteur de vapeur surchauffée ; ces obstructions ont été attribuées à l’emploi d’huiles à point d?inflammabilité peu élevé et aussi à un graissage surabondant. Des incrustations de même nature ont été trouvées à l’intérieur des tuyaux d’amenée de la vapeur ainsi que sur les fonds des cylindres et les corps des pistons et des distributeurs obturant les rainures circulaires et les orifices des segments.
- Les bagues sphériques des presse-étoupes qui permettent le déplacement latéral des tiges doivent, pour être étanches, s’épouser complètement, vu la grande fluidité de la vapeur surchauffée; le travail de rodage qu’elles nécessitent est difficile et onéreux.
- Au 31 décembre 1906, .l’effectif comprenait 56 locomotives à surchauffe. Si on défalque les locomotives mises en service en décembre, 47 locomotives à surchauffe ont fonctionné pendant l’année 1906 et ont parcouru ensemble 1,038,519 kilomètres. Les travaux d’entretien et de réparation occasionnés par la surchauffe et exécutés dans les remises au surchauffeur et à l’étouffoir, aux pistons, cylindres, distributeurs et garnitures ont entraîné pour les 47 locomotives une immobilisation totale de 372 jours, soit un jour par 2,800 kilomètres parcourus. De ces 372 jours, 228 ont été consacrés aux garnitures des tiges de piston. En 1907, ces mêmes 47 locomotives ont parcouru 1,703,964 kilomètres, ont été immobilisées pendant 522 jours pour travaux d’entretien occasionnés par la surchauffe, soit un jour par 3,450 kilomètres. La réfection des bourrages des tiges de piston intervient encore pour la plus grande part, 301 jours.
- Pour les six premiers mois de 1908, l’immobilisation imputable à la surchauffe a été pour les 47 locomotives envisagées de 251 jours dont 115 pour travaux aux bourrages.
- L’amélioration est manifeste; elle résulte essentiellement des perfectionnements apportés aux garnitures et de l’emploi plus étendu d’huile de premier choix. Des 47 locomotives en question, il s’en trouve huit qui, pendant les années 1906, 1907 et les six premiers mois de 4908, n’ont pas été immobilisées un seul jour à cause de la surchauffe : le petit*entretien a pu être effectué entre deux services.
- Des dépenses supplémentaires d’entretien et d’immobilisation grèvent incontestablement la locomotive à surchauffe : mais elles sont compensées en partie dans les machines à simple expansion par une pression de marche moins élevée favorable à un plus long service des chaudières, par des lavages moins fréquents de celles-ci, par la possibilité de faire fournir .jusqu’à un certain moment par la machine à deux Gylindres égaux le service des locomotives à quatre cylindres, qui sont nécessairement plus lourdes et plus coûteuses.
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- ESPAGNE.
- Chemins de fer du Nord d’Espagne.
- Une locomotive à marchandises à quatre essieux couplés a été pourvue du surchauffeur Pielock en 1907.
- Les tiroirs sont cylindriques avec segments élastiques. Les segments des pistons, les garnitures avant et arrière des tiges de piston sont du modèle adopté pàr
- Mr Schmidt.
- On a muni les fonds de cylindres de soupapes de sûreté de 32 millimètres.
- Le diamètre des cylindres a été augmenté de 6 p. c. par rapport à celui1 des locomotives similaires sans surchauffe.
- La surface de surchauffe du surchauffeur est de [19.30 mètres carrés, correspondant à 11.95 p. c. de la surface de chauffe totale (161.33 mètres carrés).
- A la mise en marche, la surchauffe est de 15°, elle atteint 60° après 3 kilomètres de parcours et ne dépasse pas ce dernier taux avec un train de marchandises. Les essais ne sont pas suffisamment avancés pour que la compagnie puisse fournir des renseignements sur les économies, supplément de puissance, etc.
- Le graissage est assuré au moyen de graisseurs à condensation : on emploie une huile spéciale à haute inflammabilité. Le coût du graissage n’est pas augmenté par rapport à celui des machines à vapeur humide.
- Le mandrinage des tubes pour obtenir l’étanchéité du surchauffeur offre des difficultés.
- La compagnie annonce qu’elle a en construction 69 locomotives à surchauffe, mais ne spécifie pas le modèle de surchauffeur.
- FRANGE.
- Compagnie des chemins de fer de l’Est.
- La compagnie a appliqué tout récemment le surchauffeur Schmidt à quatreiloco-motives compound, quatre cylindres, à grande vitesse; elle en munit deux autres locomotives compound à deux cylindres et va essayer sur deux locomotives compound à deux cylindres un dispositif étudié par ses soins et qui a pour but de surchauffer la vapeur du réservoir intermédiaire.
- La compagnie ne connaît encore aucun résultat de ces surchauffeurs et va seulement entreprendre des expériences.
- Le surchauffeur est du modèle à quadruple trajet de la vapeur entre les plaques U u^rcs ; ü surchauffe la haute pression seule. Il ne présente aucune particularité nouvelle; à signaler toutefois que pour éviter les ruptures des tubes des éléments à
- Ur reunion avec les calottes, les taraudages de ces dernières sont prolongés par partie lisse dans laquelle s’engage le tube de manière à protéger les filetages
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- contre les gaz venant du foyer, les dépôts de cendres et l’humidité pouvant provoquer des rongeures.
- L’extrémité des éléments de surchauffe est à 0.70 mètre de la tôle tubulaire du foyer.
- Les pistons, les garnitures des tiges de piston et de tiroirs haute pression sont du modèle Schmidt.
- Les cylindres et tiroirs basse pression n’ont reçu aucune modification, leurs pistons et garnitures sont semblables à ceux des locomotives de la meme série à vapeur saturée.
- Le graissage des cylindres est assuré par un graisseur mécanique Bourdon et un graisseur de secours à condensation système Friedmann.
- Le pyromètre est du système Fournier, à tension de vapeur saturée.
- La pression de marche a été abaissée de 15 à 13 kilogrammes aux locomotives compound à deux cylindres ainsi qu’à celles qui ont reçu le surchauffeur de la vapeur basse pression.
- Quant aux cylindres, leurs diamètres ont été augmentés pour tenir compte de l’accroissement de volume devant résulter de l’emploi de la vapeur surchauffée et de l’abaissement du timbre de la chaudière : aux compound à quatre cylindres, l’alésage des cylindres haute pression a été porté pour deux locomotives de 360 à 390 millimètres.
- Le tableau ci-après donne les caractéristiques principales des deux types de locomotives qui ont reçu le surchaufîeur Schmidt :
- — Compound à quatre, cylindres. Compound à deux cylindres.
- Gros tubes de 116/i25 (trois rangs), nombre 21 18
- Diamètre des tubes en acier de surchauffe, en millimètres. 27 X 34 27 X 34
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres carrés .... 35.85 29.09
- Surface de la grille, en mètres carrés 2.06
- Surface de chauffe totale, en mètres carrés 157.64 104.59
- Pression de marche, en kilogrammes 13
- Diamètre du cylindre haute pression, en mètres 0.36 et 0.39 0.45
- Diamètre du cylindre basse pression, en mètres 0.59 0.65
- Course du piston, en mètres 0.68 0.68
- Diamètre des tiroirs haute pression, en mètres 0.25 0-22
- Diamètre des tiroirs basse pression, en mètres 0.35 0.30
- Diamètre des roues motrices, en mètres . . . . 2.09 1.42
- Type de la locomotive 4-6-0 2-6-0
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- L’application d’un surchauffeur hélicoïdal de la vapeur du réservoir intermédiaire à deux locomotives compound à deux cylindres a été faite pour sécher la vapeur d’échappement haute pression chargée d’humidité à pression et température relativement faibles et la surchauffer à une température égale ou légèrement supérieure à celle de la vapeur admise au cylindre haute pression (soit environ 200°), de manière à éviter dans ces locomotives les dispositions spéciales nécessitées par l’emploi d’un surchauffeur de vapeur système Schmidt : graisseurs multiples à huile spéciale, garnitures, fonds de cylindres et pistons appropriés, ces différents organes restant du même type que dans les locomotives de la même série non munies de surchauffeurs.
- Ce résultat peut être obtenu avec une seule rangée horizontale d’éléments surchauffeurs, ce qui simplifie autant que possible l’importance des organes placés dans la boîte à fumée et permet en outre de conserver au faisceau tubulaire utilisé pour la vaporisation, pendant la mise en pression ou la marche à régulateur fermé, une importance suffisante pour que cette vaporisation s’effectue, lors de ces périodes, dans des conditions sensiblement analogues à celles des autres locomotives.
- Le faisceau tubulaire comprend six gros tubes en acier de 133 millimètres de diamètre extérieur et 4 millimètres d’épaisseur rétreints deux fois dans leur partie arrière.
- Le timbre de la chaudière a été abaissé de 16 à 14 kilogrammes et la pression de marche de 13 à 13 kilogrammes.
- Le surchauffeur peut se diviser en trois parties bien distinctes : le collecteur, les éléments surchauffeurs et l’étouffoir.
- Surchauffeur hélicoïdal de la
- Fig. 15. — Chemins de fer de l’Est français, vapeur du réservoir intermédiaire d’une locomotive compound à deux cylindres.
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- Le collecteur en fonte (fig. 15), placé à l’intérieur de la- boîte à fumée, contre le haut de la plaque tubulaire, comprend deux gros conduits transversaux juxtaposés; celui d’avant reçoit la vapeur saturée venant de l’échappement haute pression; celui d’arrière reçoit la vapeur surchauffée, au sortir des éléments surchauffeurs pour l’envoyer au cylindre basse pression. Deux brides triangulaires, disposées sur la paroi verticale avant du collecteur et communiquant chacune avec les conduits respectifs, reçoivent les tuyaux qui réunissent les cylindres au surchauffeur.
- La paroi horizontale inférieure du collecteur, renforcée en conséquence, porte des orifices rectangulaires qui mettent en communication le collecteur et les éléments, ainsi que les rainures à section trapézoïdale recevant les têtes des boulons qui servent à la réunion des éléments.
- Ce collecteur, dont le cloisonnement est très simple, est boulonné par ses deux extrémités à des consoles en acier moulé solidaires de la boîte à fumée.
- Les éléments surchauffeurs, au nombre de six, complètement indépendants les uns des autres, sont disposés sur une seule rangée horizontale à l’intérieur des gros tubes à fumée de 125 millimètres de diamètre intérieur. Chacun d’eux s’arrête à 0.70 mètre du foyer et est constitué par trois pièces séparées :
- 1° Un tube extérieur de 103 millimètres de diamètre extérieur et 5 millimètres d’épaisseur, dont l’extrémité, côté du foyer, est fermée de manière à présenter un fond de forme ovoïde, portant des saillies extérieures destinées à son centrage et dont l’autre extrémité est vissée sur un raccord conique ;
- 2° Un second tube de 57 millimètres intérieur et 2.5 millimètres d’épaisseur, enfilé dans le premier et centré par une cloison en hélice soudée sur lui;
- 3° Une culasse en acier moulé, comprenant : à l’arrière, une portée conique qui se fixe par quatre boulons au raccord vissé sur le tube extérieur, à sa partie supérieure; une bride cloisonnée pour former joint sur le collecteur par un fil de cuivre et intérieurement une cloison qui divise la culasse en deux compartiments. Le tube intérieur est fixé dans cette cloison par dudgeonnage; un bouchon vissé dans l’avant de la culasse permet d’en opérer la fixation.
- Deux boulons passant par des oreilles extérieures et coulissant dans les rainures du collecteur servent à fixer un élément sur le collecteur et à serrer le joint.
- La vapeur humide, amenée par le tuyau d’échappement haute pression dans le compartiment avant du collecteur, pénètre par les brides daus les six éléments. Pour chacun d’eux, elle parcourt le tube intérieur jusqu’au fond qu’elle rafraîchit, pénètre dans le vide compris entre les deux tubes et la surface en hélice, revient dans cet espace par ùn mouvement hélicoïdal en léchant les surfaces métalliques, celle du tube extérieur chauffée directement par les gaz du foyer et celle de l’hélice et du tube intérieur chauffées indirectement par leur contact avec le tube extérieur.
- Dans ce mouvement, les forces d’inertie des particules de vapeur déterminent un brassage intime et assurent l’homogénéité complète de leur température. La
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- 85
- vapeur atteint de nouveau la culasse et retourne au compartiment arrière du
- collecteur.,
- Un étouffoir à volet manœuvré automatiquement par un piston à vapeur, complète l’installation.
- La vapeur circulant dans le surchauffeur ne devant pas, à sa sortie des éléments, dépasser une température à fixer expérimentalement-, voisine de 200°, afin de conserver un bon fonctionnement du cylindre basse pression avec les dispositions ordinaires de graissage, garnitures et segments, il est nécessaire d’interrompre l’action du surchauffeur lorsque cette température tend à être dépassée. A cet effet, un thermo-régulateur système Fournier, à vapeur saturée, disposé sur la conduite qui alimente le cylindre de l’étouffoir, a pour but de couper la distribution de vapeur de ce cylindre et, par suite, provoquer la fermeture du volet lorsque la température maximum qu’on s’est fixée est atteinte (200°).
- D’après les essais auxquels cet appareil a été soumis avant son installation, l’écart de température qui détermine la fermeture ou la levée normale du clapet, est d’environ 3*.
- La réduction de l’intensité de la surchauffe, en agissant sur le degré d’ouverture du volet de l’étouffoir, est rendue facile par la disposition adoptée pour le piston et sa tige de commande. En tournant cette tige qui forme vis, on rapproche le piston de son siège et on diminue sa course de la quantité correspondante; la longueur du fdetage de cette tige permet d’obtenir toutes les positions intermédiaires entre l’ouverture et la fermeture complètes.
- Les cylindres ont un diamètre d’alésage porté à 445 millimètres pour le cylindre haute pression et à 680 millimètres pour le cylindre basse pression, afin de tenir compte de l’abaissement du timbre de la chaudière et de l’emploi d’une vapeur surchauffée au cylindre basse pression. Les pistons sont munis de trois segments. Les soupapes de sûreté des fonds de cylindre sont réglées à 14 kilogrammes pour la haute pression et à 6.5 kilogrammes pour la basse pression.
- Le graissage des cylindres est assuré par un graisseur Friedmann à condensation.
- Ci-après les caractéristiques essentielles des deux locomotives qui ont reçu le surchauffeur hélicoïdal :
- Type de la locomotive........................................... 2-6-0
- Surface de grille, en mètres carrés . ................. . . 2.06
- Surface de chauffe totale, en mètres carrés.....................117.21
- Surface extérieure de surchauffe, en mètres- carrés............. 7.65
- Pression de marche, en kilogrammes.............................. 13
- Diamètre des roues motrices, en mètres.......................... 1.42
- Diamètre du cylindre, haute pression, en mètres................. 0.445
- Diamètre du cylindre, basse pression, en mètres.................. 0.680
- Course des pistons, en mètres................................... 0.660
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- 86
- Chemins de fer de l’État
- (Réseau de l’ancienne Compagnie des chemins de fer de l’Ouest).
- La Compagnie de l’Ouest a mis en service en 1908 deux locomotives compound de grande vitesse, munies du surchauffeur et des distributeurs cylindriques système Schmidt, et une locomotive à marchandises munie du surchauffeur Pielock avec soupapes Lentz. Cette dernière application est trop récente pour que la compagnie puisse donner des conclusions. De plus le surchauffeur Schmidt est en cours d’application à quatre locomotives-tenders ; deux de ces locomotives reçoivent des tiroirs cylindriques Schmidt, les deux autres,* les soupapes Lentz.
- Le surchauffeur placé dans les tubes à fumée des deux locomotives compound est du type à quadruple circuit de la vapeur entre le régulateur et la boîte à tiroir haute pression ; les extrémités des tubes, cintrées vers le haut, sont mandrinées dans des brides horizontales fixées au collecteur de vapeur par des boulons verticaux à rainures.
- L’étouffoir est muni à sa face antérieure de trois registres mus automatiquement par un petit cylindre à vapeur auxiliaire et réglables par une manœuvre à main. Ouverts en grand, les volets sont horizontaux; ils se rabattent vers le bas à la fermeture du régulateur.
- Les pistons sont en acier vissés sur leur tige : ils sont à trois bagues avec cannelures. Leur diamètre est de trois millimètres inférieur à celui des cylindres.
- Les tiroirs cylindriques comportent un seul segment de grande largeur avec admission par les arêtes intérieures.
- Les garnitures des tiges et contretiges des pistons sont du dernier modèle Schmidt à déplacement latéral. Les bagues en métal blanc alternent avec des bagues en bronze. Les contretiges sont supportées par un guide spécial solidaire du plateau avant. Ces guides sont disposés de manière que les corps de piston entièrement supportés par eux et par les crosses ne portent jamais sur les parois des cylindres.
- Les fonds et couvercles de cylindres sont pourvus de soupapes de sûreté de 0.032 mètre de diamètre.
- Des soupapes d’aspiration d’air sont adaptées aux boîtes à tiroir.
- Les cylindres ne sont pas pourvus de conduits d’équilibre.
- Un thermomètre système Fournier, à tension de vapeur saturée, est placé dans les boîtes à tiroir haute pression et deux manomètres, installés dans l’abri, indiquent la pression aux boîtes à tiroir haute pression et basse pression.
- Le graissage est assuré pour les tiroirs et cylindres haute pression par deux graisseurs mécaniques type Friedmann placés de chaque côté sur le tablier et comportant chacun quatre départs, et pour les cylindres basse pression par un graisseur a condensation à débit visible type Galena placé dans l’abri.
- Les graisseurs mécaniques sont approvisionnés d’huile minérale spéciale présentant les caractéristiques suivantes : densité à 15° : 0.909; viscosité à 100° (Engler) •
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- 8à point d’ignition (creuset ouvert) supérieur à 360°; le graisseur à condensation est approvisionné d’huile de graissage ordinaire.
- Le ramonage des gros tubes se fait par le foyer avec la lance à papillon : on emploie la vapeur ou l’air comprimé.
- Le timbre de la compound à vapeur surchauffée est de 15 kilogrammes comme pour la vapeur saturée : Le diamètre du cylindre haute pression a été porté de 0.350 à 0.380 mètre. Celui de la basse pression est invarié à 0.55 mètre.
- Ci-après les éléments principaux des locomotives compound à vapeur surchauffée et à vapeur saturée :
- — Compound à vapeur saturée. Compound à vapeur surchauffée.
- Timbre de la chaudière, en kilogrammes 15 15
- Diamètre des cylindres haute pression, en mètres . . 0.350 0.380
- Diamètre des cylindres basse pression, en mètres . 0.55 0.55
- Course des pistons, en mètres . 0.64 0.64
- Type de la machine ... 2-3-0 2-3-0
- Diamètre des roues couplées, en mètres . . . 1.94 1.94
- Surface de grille, en mètres carrés . 2.80 2.80
- Surface de chauffe totale, en mètres carrés 206.71 153.50
- Surface de chauffe du surchauffeur, en mètres carrés . 37.50
- Poids à vide, en tonnes 62.800 64.500
- La vapeur haute pression est seule surchauffée.
- Nulle à la mise en marche, la surchauffe s’élève progressivement quand le régulateur est ouvert. La surchauffe de régime suivant le poids du train est ordinairement atteinte après un parcours de 15 à 20 kilomètres. On ne dépasse pas 360°. Quand le pyromètre a une tendance à monter au-delà de ce point, le machiniste ferme progressivement les volets de l’étouffoir. La chute de pression entre la chaudière et la boîte à tiroir est variable suivant le poids et la vitesse du train : ordinairement la pression HP varie de 7 à 10 kilogrammes, le timbre de la chaudière étant de 15 kilogrammes.
- Avec un train de 360 tonnes, une admission à 50/65 et une vitesse de 85 à 105 ujomètres, on a observé au pyromètre 350°, au manomètre du tiroir haute pression à 12 kilogrammes; au receiver, 2.70 kilogrammes de pression et 228° de tempéra-tu[e : la surchauffe initiale était donc de 350 — 174 = 176 et 350 — 190.6 = 159.4 ; Celle au receiver 100° (228° — 128°) = 100°.
- ^L.économie de combustible, réalisée par les deux machines à surchauffe, a été de a *4 p. c., et l’économie d’eau de 20 p. c., par rapport à deux compound simi-
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- laires à vapeur humide ayant assuré les mêmes trains : la compagnie fait toutefois observer que ces résultats ont été obtenus avec um personnel de choix sur les machines à surchauffeurs, c’est-à-dire dans des conditions plutôt favorables à la surchauffe.
- Le supplément de puissance a varié de 10 à LS p. c. selon les trains.
- La consommation d’huile est d’environ 10 grammes d’huile spéciale haute pression et 6 grammes de Mazouf ordinaire basse pression soit en tout 16 grammes par kilomètre, alors que les machines ordinaires sans surchauffe consomment 12 grammes par kilomètre. La dépense est respectivement de 85 et 29 centimes par 100 kilomètres.
- Une note très complète sur l’application de la vapeur surchauffée aux locomotives compound de l’Ouest par W Maurice Demoulin, ingénieur de la compagnie, a paru dans la Revue générale des chemins de fer, d’octobre 1908.
- Compagnie des chemins de fer du Midi.
- Cette compagnie a fait construire à titre d’essai :
- 1° Deux chaudières avec surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée pour les machines à marchandises 2101, 2102 à quatre essieux couplés et adhérence totale;
- 2° Cinq locomotives-tenders de la série 6001, à cinq essieux couplés et adhérence totale, comportant également le surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée.
- En outre quinze autres locomotives de la série 5001 seront commandées incessamment.
- Le surchauffeur est du type à quadruple circulation de vapeur. Le collecteur est divisé en deux chambres par une cloison horizontale. Dans la chambre inférieure débouche le tuyau amenant la vapeur saturée : une extrémité de chaque élément de surchauffe prend la vapeur dans cette chambre, tandis que l’autre extrémité est prolongée jusqu’à la chambre supérieure par un bout de tube en acier dudgeonné dans le trou de la paroi inférieure et dans le trou correspondant pratiqué dans la cloison médiane du collecteur.
- Le collecteur est fixé à la plaque tubulaire de la boîte à fumée par des goujons. Dans les machines 5001, il est en outre suspendu à la tôle supérieure de la .boîte a fumée par deux biellettes articulées.
- Les machines 2101 ont la distribution par soupapes Lentz.
- Les machines 5001 ont une distribution par tiroirs cylindriques du système Schmidt à segments élastiques sans enveloppe de vapeur et avec admission de la vapeur par les arêtes intérieures.
- Les pistons moteurs en acier sont vissés sur leur tige ; ils sont à trois segments élastiques faisant saillie de 1 1/2 millimètre sur le corps du piston.
- Les garnitures des tiges et contre-tiges des pistons moteurs des machines 5 sont du système Schmidt à bagues sphériques et à ressort.
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- Les garnitures des tiges des pistons moteurs des machines 2101 sont du système Schmidt comme ci-dessus ; mais les contre-tiges sont supportées par un fourreau identique à celui des locomotives à surchauffe de l’État belge.
- Les garnitures des tiges et contre-tiges des tiroirs cylindriques des machines 5001 sont du système Schmidt à bague en bronze.
- Les anneaux en métal blanc des garnitures ont la composition suivante : plomb, 80; antimoine, 20.
- Les cylindres sont munis sur chaque fond d’une soupape de sûreté de 50 millimètres de diamètre à titre de garantie supplémentaire contre les coups d’eau ainsi que d’une soupape de rentrée d’air.
- Les machines 5001 ont reçu le tuyau d’équilibre entre les deux faces du piston ; le robinet à boisseau qui interrompt la communication entre les deux faces est commandé par un servo-moteur à vapeur mis en action par la manœuvre même du régulateur; il peut également être manœuvré à la main au moyen d’une poignée placée sur la plate-forme du machiniste.
- Les machines 2101 sont pourvues d’un dispositif qui permet de maintenir soulevées les deux soupapes d’admission, ce qui établit une communication permanente entre les deux extrémités du cylindre.
- Pour le graissage des machines à vapeur surchauffée, on emploie les graisseurs mécaniques des types Michalk et Friedmann; quant à l’huile, elle est de la qualité dite «Perfection Cylinder Oil XXX», fournie par la Galena OU Company.
- Dans chaque poste où font escale les machines à vapeur surchauffée, se trouve une lance spéciale à air comprimé pour le ramonage des tubes à fumée. Cette lance peut être raccordée au moyen d’un tuyau métallique flexible à un robinet de prise d’air intercalé sur le tuyau qui relie le réservoir principal au robinet du mécanicien. Elle porte à son extrémité une tuyère conique munie de quatre ailes qui s’introduit par le foyer dans l’extrémité arrière du tube à ramoner et qui renferme une soupape normalement maintenue fermée par la pression de l’air. Cette soupape s’ouvre et donne passage à un jet d’air comprimé lorsque la tuyère est pressée contre le tube.
- Ci-après les dimensions principales des locomotives 2101 et 5001 :
- Locomotives Locomotive
- 2101.
- 5001.
- Timbre de la ch.audière, en kilogrammes. Surface de chauffe, en mètres carrés . Surface de surchauffe, en mètres carrés . Surface de grille, en mètres carrés .
- Nombre d’essieux accouplés............
- Diamètre des roues motrices, en mètres . Diamètre des pistons, en mètres Course des pistons, en mètres .... Poids à vide, en kilogrammes .
- Poids adhérent, en kilogrammes
- 53,800 66,500 60,300 86,000
- 12 12 155.80 141.80
- 30.37 44.20
- 1.82 2.70
- 4 5
- 1.21 1.35
- 0.54 0.63
- 0.61 0.66
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- Les locomotives à surchauffe n’étant en service que depuis fort peu de temps (la locomotive 2102 n’est pas même livrée), la compagnie n’a pu nous fournir que les renseignements suivants relatifs à la locomotive 2101.
- La température accusée par le pyromètre à mercure Steinle et Hartung de la boîte à vapeur atteint 300 à 310° sur rampes de 33 millimètres avec une charge de 200 tonnes. Sur les autres parcours, la température constatée a été sensiblement moindre.
- La température de 300° n’est atteinte qu’après un parcours d’environ 6 kilomètres.
- Compagnie des chemins de fer du Nord.
- A la Compagnie du Nord, on a appliqué la surchauffe, à titre d’essai à deux locomotives à marchandises à quatre essieux couplés, l’une du réseau Nord belge n° 722, l’autre du réseau Nord français n° 4742.
- Ces deux machines ont été munies du surchauffeur Pielock, de type courant, la première en 1906, la seconde en 1907.
- Le surchauffeur Schmidt sera monté sur cinq unités d’une série de machines de banlieue à trois essieux couplés et à deux bogies.
- Pour la machine du réseau Nord français, il est fait usage de tiroirs plans sans compensateurs.
- La machine du réseau Nord belge a reçu une distribution par soupapes verticales système Lent/.
- Sur la première machine, la surchauffe est modérée. Le surchauffeur est à 1.222 mètre de la plaque tubulaire de foyer. Aussi a-t-on pu conserver les tiroirs existant avant l’emploi de la surchauffe.
- Sur la deuxième machine, la surchauffe est plus élevée, le surchauffeur est à 700 millimètres de la plaque tubulaire. La distribution par soupape Lentz a été appliquée à titre d’essai en même temps que le surchauffeur Pielock.
- Les pistons des deux machines ci-dessus sont les mêmes que ceux des machines similaires à vapeur humide ; ils sont munis de segments en fonte de type courant et n’ont pas de contretige.
- On a conservé sur la machine 4742 pour les tiges de pistons et de tiroirs, les garnitures métalliques avec bagues en métal blanc en usage sur les locomotives a vapeur saturée (plomb, 73; étain, 12; antimoine, 15).
- La machine 722 a reçu des garnitures de tiges de pistons système Lentz, avec bagjies en fonte.
- L’étanchéité des tiges de soupapes dans leurs guides est assurée par des cannelures circulaires ménagées sur ces tiges.
- Les cylindres ne sont munis ni du tuyau d’équilibre ni de soupapes de sûrete.
- Le graissage des machines à surchauffe est assuré au moyen de graisseurs Mollerup actionnés mécaniquement; le Nord belge emploie la cylindrine extra pour surchauffe ; le Nord français, une huile minérale répondant aux conditions sui
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- vantes: densité 0.906; point d’inflammabilité supérieur à 300° ; viscosité à 30°, 47 minutes; viscosité à 50°, 14 minutes ; viscosité à 70°, 4 minutes 30 secondes.
- La température de la vapeur surchauffée est mesurée au moyen d’un pyromètre à dilatation de mercure avec cadran dans l’abri de la machine, fixé sur le plateau de la boîte à vapeur du régulateur.
- Ci-dessous les conditions principales d’établissement des deux machines munies de surchauffeurs et des machines de même type à vapeur saturée.
- Machine 4742 et machines de la même série. Machine 722 et machines de la même série.
- Surface de grille, en mètres carrés . . 2. L3 2.86
- Machine 4742. Machines de la même série. Machine 722. Machines de la même série.
- Surface de chauffe, en mètres carrés. 95.26 125.26 119.81 149.81
- Surface de surchauffe, en mètres carrés. 30.00 ... 30.00
- Timbre, en kilogrammes 10 8 25
- Diamètre des cylindres, en millimètres . 500 500
- Course des cylindres, en millimètres 650 650
- Diamètre des roues, en mètres . 1.300 1.300
- Machine 4742. Machines de la même série. Machine 722. Machines de la même série.
- Poids à vide, en kilogrammes . . . 39,990 39,000 39,090 38,100
- Les dimensions des cylindres et le timbre n’ont pas été modifiés aux locomotives à surchauffe.
- Des relevés de la température de la vapeur ont été faits sur la machine du réseau Nord belge avec une charge remorquée de 670 tonnes sur le parcours Tergnier-Charleroi comportant des rampes continues de 5 millimètres au maximum. On a obtenu les résultats suivants : 15 à 25° C. à la mise en marche, 104° G. de surchauffe moyenne, et 144° de surchauffe maximum.
- Pour la machine 4742, timbrée à 10 kilogrammes, le degré de surchauffe se maintient en service courant entre 80 et 95° C.; sur rampe de 5 millimètres le degré de surchauffe atteint 105 à 110° C., la vitesse étant d’environ 25 kilomètres.
- Comparées aux machines similaires à vapeur saturée, effectuant le même service, les deux locomotives à surchauffe ont donné des résultats qui paraissent satisfaisants : on a constaté qu’elles assuraient les trains plus facilement que les machines sans surchauffe des séries correspondantes, mais la durée de l’expérience et le oombre des machines munies des appareils sont trop peu importants pour qu’on puisse donner des chiffres d’économie de charbon et d’eau ou d’augmentation de Puissance.
- P
- n ce qui concerne l’entretien du surchaufïeur, on a constaté des fissures aux
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- tubes à fumée dans les parties traversant le surchauffeur et baignées par la vapeur la plus surchauffée; il se produit en outre des fuites à remmanchement des tubes de cette région dans la plaque tubulaire avant du surchauffeur.
- L’étanchéité des soupapes Lentz a été vérifiée et peut être considérée comme bonne.
- Chemin de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée.
- En service depuis septembre 1906, une locomotive n° 294 avec le surchauffeur Pielock.
- En construction, un surchauffeur Notkin, et trente surchaufleurs Schmidt.
- Locomotive 294 avec surchauffeur Pielock. — Le surchauffeur Pielock se compose essentiellement d’un caisson étanche en tôle, d’environ 1 mètre de longueur, placé dans le corps cylindrique de la chaudière, un peu en avant du dôme et traversé par tous les tubes à fumée.
- Ces derniers, qui supportent seuls le surchauffeur, sont dudgeonnés à leur entrée et à leur sortie du caisson.
- côUdwiP
- Fig. 16. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. — Surchauffeur Pielock.
- Sur la
- partie supérieure de ce caisson, sont fixés deux tuyaux de large diamètre -
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- l’un H (fig- 16)» tuyau d’amenée de vapeur, met en communication le surchauffeur avec le dôme, de telle sorte que la pression est toujours la même dans le surchauffeur et dans la chaudière; l’autre S aboutit à une tête fermée de régulateur.
- L’intérieur du caisson est divisé en compartiments par des cloisons verticales passant entre les tubes à fumée et percées de trous, alternativement en haut et,en bas.
- La vapeur arrivant par le tuyau H est obligée de passer successivement dans chacun de ces compartiments, en léchant tous les tubes à fumée, avant de,parvenir au tuyau S, et par suite au régulateur.
- A la partie inférieure du surchauffeur, est fixé un raccord allant à un robinet V, à trois voies, placé à l’extérieur de la chaudière. Ce robinet permet de faire communiquer le surchauffeur soit avec l’atmosphère pour le vidanger ou évacuer l’eau Je condensation, soit avec la chaudière pour le remplir au moyen du tuyau U et du robinet R.
- Sur l’abri de la machine est fixé un pyromètre à mercure indiquant la température de la vapeur surchauffée à la sortie du Piedock.
- En ce qui concerne les organes du mécanisme, on a conservé les tiroirs plans ordinaires, les pistons ainsi que les garnitures métalliques des tiges de pistons et de tiroirs que possédait la machine 294 avant l’application de la surchauffe; on l’a munie d’un graisseur à condensation type Détroit, qu’on alimente avec de l’huile cylindrine extra.
- Locomotive avec surchauffeur NMkin. — Le surchauffeur Notkin est en cours d’application sur une locomotive compound de la série 4581 à 4640.
- 17.
- Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. — SurchauffeurlNotkin.
- surchauffe la vapeur avant son entrée aux cylindres haute pression.
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- Dans la boîte à fumée, devant la plaque tubulaire, se trouve placé un collecteur en acier moulé, reposant sur deux supports fixés à la virole de boîte à fumée
- (fi g- 17).
- Ce collecteur est divisé en deux chambres distinctes : l’une, a, où arrive la vapeur saturée venant du régulateur; l’autre, b, recevant la vapeur surchauffée qui se rend aux cylindres d’admission par les tuyaux C.
- Ces deux chambres ne communiquent entre elles que par les vingt-deux éléments tubulaires du surchauffeur.
- Chaque élément comprend :
- 1° Un tube extérieur à ailettes de 3.400 mètres de longueur. Du côté foyer, ce tube est rétreint et fermé par une calotte emboutie et rivée ; une deuxième calotte en bronze, emboîtée sur cet assemblage, le protège contre l’action directe des gaz et flammes du foyer. — Du côté boîte à fumée, il est vissé dans la paroi arrière du collecteur.
- 2° Un tube intérieur lisse, engagé dans les ailettes du premier. Ce tube, ouvert aux deux bouts, est dudgeonné à l’extrémité avant dans la cloison intérieure du collecteur.
- Chaque élément est placé dans un tube à fumée spécial lisse, où il est maintenu centré par quatre ailerons venus de fonte sur la calotte en bronze protégeant son extrémité arrière.
- La chaudière de la machine 4638 ne diffère des autres chaudières du même type que par la présence de ces vingt-deux tubes à fumée spéciaux, disposés à la partie supérieure du faisceau tubulaire suivant trois rangées horizontales (la première de sept, la deuxième de huit, la troisième de sept tubes).
- Enfin une enveloppe en tôle de fer, fixée d’une part sur la plaque tubulaire de boîte à fumée, d’autre part sur le pourtour du collecteur, forme une boîte étanche, dite boîte de surchauffé, isolant de la boîte à fumée tous les éléments surchauffeurs.
- Une porte ou registre P, placée à la partie supérieure de cette boîte, permet ou intercepte le passage des gaz chauds du foyer autour des éléments tubulaires et dans la boîte de surchauffe, suivant que le régulateur est ouvert ou fermé, grâce à l’automate B.
- Cet appareil, fixé extérieurement sur le côté gauche de la virole de boîte à fumee, se compose d’un petit cylindre à vapeur, communiquant par l’extrémité avant avec le collecteur A et dans lequel peut se mouvoir un piston dont la tige commande par un levier l’ouverture ou la fermeture du registre P.
- Quand on ouvre le régulateur, la vapeur arrive dans le collecteur, puis dans le cylindre B de l’automate, le piston se trouve ainsi poussé vers l’arrière, ce qui omre le registre.
- Quand on ferme le régulateur et qu’il n’y a plus de vapeur dans le collecteur, un ressort antagoniste, aidé par le poids de la porte formant contrepoids, repousse piston vers l’avant et le registre se ferme.
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- Fig. 18 à 20. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée.
- -îo
- Fig. 18. — Piston à deux segments avec ressort de centrage (surchauffeur Notkin).
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- Quand on ouvre le régulateur, le registre P s’ouvre automatiquement, les ga2 chauds du foyer passent autour des éléments du surchauffeur et les portent à une haute température. En même temps, la vapeur arrivant du régulateur dans la chambre a du collecteur, passe par les tubes lisses intérieurs, où elle se sèche et revient en se surchauffant, entre les ailettes des tubes extérieurs pour arriver dans la chambre b d’où elle se rend aux cylindres d’admission.
- Quand on ferme le régulateur, le registre P se ferme automatiquement, les gaz du foyer cessent de passer autour des éléments du surchauffeur, la vapeur contenue dans ce dernier s’échappe par les cylindres.
- Les tiroirs et pistons de détente ne présentent aucune particularité et sont pareils à ceux des locomotives similaires à vapeur saturée.
- Les pistons des cylindres d’admission sont munis de eontretiges ; ils sont à deux segments avec ressort de centrage (fîg. 18).
- Quant aux tiroirs d’admission, ils sont cylindriques, en [bronze, sans segments, mais avec bagues et ressort de centrage fig. 19) ; ils sont montés avec jeu diamétral sur leurs tiges de manière à être toujours parfaitement centrés dans les chemises quelle que soit l’usure des garnitures.
- Les chemises des boîtes à vapeur sont également en bronze. La garniture métallique arrière de la tige du piston (fig. 20) consiste en douze demi-bagues en alliage blanc composé de : plomb, 65 p. c. ; étain, 20 p. c. ; antimoine, 15 p. c., et placées entre dix demi-bagues en bronze.
- La garniture est maintenue entre la bague de fond en deux parties et le presse-garniture qui porte sur un fourreau également en deux parties. Entre, le fourreau et la garniture métallique se trouve interposée une garniture en amiante.
- Le presse-garniture est muni d’un trou graisseur débouchant dans les déchets de laine maintenus sur la tige de piston par un porte-déchets (fig. 21).
- A l’avant, la contre-tige est dépourvue de garniture; elle est enfermée dans un fourreau semblable à celui en usage sur les locomotives de l’Etat belge.
- Les garnitures métalliques avant et arrière des tiges de tiroirs (fig. 22) consistent en quatre bagues en alliage blanc composé de : plomb, 80 p. c. ; antimoine, 20 p. c., et placées entre trois bagues en bronze.
- La garniture est maintenue entre la bague de fond en bronze et une garniture en amiante sur laquelle vient porter le presse-garniture en bronze. Le presse-garniture avant est muni d’un trou graisseur débouchant dans les décüets de laine maintenus sur la tige par un porte-déchets.
- Le presse-garniture avant forme fourreau de la tige de tiroir, de sorte que l’extre-mité avant de la tige n!est jamais en contact avec l’air libre. Ce presse-garniture est aussi muni d’un trou graisseur.
- Le graissage des tiroirs et pistons sera assuré par un graisseur à condensation Détroit, modèle Galena, au moyen de l’huile « Perfection Valve Oil XXX ».
- Les tubes à fumée spéciaux aboutissant dans la boîte de surchauffe étant inaeces
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- sibles, on ne peut les ramoner que par le côté foyer en employant un appareil établi spécialement pour cet usage et représenté figure 23.
- Déchets de laine bourrés à force.
- Fig. 21. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. Presse garniture AR de la tige du piston (surchauffeur Notkin),
- Fig. 22. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. * Garnitures métalliques des tiges de tiroir (surchauffeur Notkin).
- Fig. 23. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. Appareil à ramoner les tubes à fumée par le foyer.
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- Locomotives avec surchauffeurs Schmidt. — Des trente surehauffeurs Schmidt en cours de construction, vingt seront appliqués à des locomotives compound à quatre cylindres, avec surchauffe initiale de la vapeur haute pression.
- Les tiroirs plans ont été remplacés par des tiroirs cylindriques, avec segments élastiques et non élastiques, fourreaux chauffés et non chauffés pour qu’on puisse se rendre compte par l’expérience du dispositif qui convient le mieux.
- Les pistons n’offrent aucune particularité; les cylindres ne sont pas munis du tuyau d’équilibre; ils sont pourvus de soupapes de rentrée d’air et leurs fonds portent des soupapes de sûreté de 0.035 de diamètre.
- La garniture arrière de la tige du piston consiste en trois bagues (fig. 24), chacune d’elles étant en deux parties et terminée à chaque extrémité par un cône; la composition de l’alliage blanc de ces bagues est la suivante : plomb, 80 p. c. ; antimoine, 20 p. c.
- -I
- Fig. 24. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée, Garniture AR de la tige du piston (surchauffeur Schmidt).
- La garniture est maintenue entre la bague de fond en bronze en deux parties et le guide en fonte également en deux parties.
- Ce guide en fonte ,ne porte pas directement sur le fond de cylindre, mais appuie par l’intermédiaire d’un ressort d’une force de 40 kilogrammes environ, sur deux bagues à joint sphérique, l’une en fonte, l’autre en acier, cette dernière portant sur le fond de cylindre.
- Le presse-garniture proprement dit est en acier moulé et en deux parties; la partie intérieure porte sur deux bagues en bronze et en fonte. Sur la partie extérieure vient
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- porter une bague en bronze à joint sphérique sur laquelle vient s’appuyer le plateau arrière du cylindre. Un graisseur en deux parties bourré de déchets de laine et dans lequel vient déboucher un tuyau graisseur, entoure complètement la tige de piston.
- La garniture métallique avant est semblable à celle adoptée pour la locomotive avec surchauffeur Notkin.
- La garniture arrière de la tige du tiroir (fig. 25) consiste en deux bagues terminées en cônes à leur extrémité et dont la composition de l’alliage blanc est la suivante : plomb, 80 p. c.; antimoine, 20 p. c.
- Fig. 25. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. Garniture AR de la tige du tiroir (surchauffeur Schmidt).
- La garniture métallique est maintenue entre la bague en bronze, sur laquelle s’appuie la presse-garniture en fonte, et le guide également en fonte. Ce guide ne s’appuie pas directement sur le plateau de boîte à vapeur, mais par l’intermédiaire d’un ressort d’une force de 30 kilogrammes environ.
- La presse-garniture est muni d’un trou de graissage débouchant dans les déchets de laine maintenus sur la tige du tiroir par un porte-déchets.
- La garniture avant est constituée par un guide en fonte placé sur le plateau avant de la boîte à vapeur. Ce plateau forme « fourreau » de la tige de tiroir et est muni dun trou de graissage. L’extrémité avant de la tige de tiroir est creuse et percée dun trou de 8 millimètres, ce qui met en communication l’intérieur du fourreau avec 1 échappement de la boîte à vapeur.
- Une locomotive à surchauffeur Schmidt possédera le graisseur à condensation Uétroit modèle Galena; dix recevront deux pompes à huile Friedmann.
- Le tableau ci-après donne les dimensions des locomotives avec surchauffeur et celles des mêmes séries sans surchauffe.
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- Locomotives 111-400 Locomotives 4581-4640 Locomotives 2661-2100
- DÉSIGNATIONS. sans surchauffeur. avec surehauffeur Pielock. sans surchauffeur. avec surchauffeur Schmidt. avec surchauffeur Notkin. sans surchauffeur. avec surchauffeur Schmidt.
- Surface de grille, en mètres carrés . . Surface de chauffe du foyer, en mètres 2.32 2.32 2.30 2.30 2.30 2.98 2.98
- carrés 10.23 10.23 11.99 12.0243 12.0060 15.42 15.49
- Surface de chauffe des tuhes, en mètres
- carrés 132.29 111.62 217.43 153.2077 171.0531 205.75 137.45
- Surface de chauffe totale, en mètres carrés. 142.52 121.85 229.42 165.2320 183.0591 15.3169 p) 221.17 152.94
- Surface de surchauffe, en mètres carrés. 20.67 25.3966 30.2001 P) 30.02
- Poids à vide, en kilogrammes .... Timbre de la chaudière, en kilogrammes, 47,380 50,120
- par centimètre carré 11 11 15 15 15 16 16
- g a: § ( Diamètre, en millimètres. . . o V 500 500 340 360 360 340 370
- S «c.'® ) Course du piston, en millimètres. | -S -a a < § / Volume engendré par le piston, 620 620 650 650 650 650 650
- Q en décimètres cubes. . . . Augmentation de volume des cylindres 121.737 121.737 59.015 66.162 66.162 59.015 69.889
- des locomotives avec surchauffeur . (i) Sans tenir compte des ailettes. P) En tenant compte des ailettes. 0 12 p.c. 12 p. c. 1 18 p.c.
- La locomotive 294 munie du surehauffeur Pielock, ayant seule été expérimentée, la compagnie fournit les renseignements qui suivent sur les résultats “obtenus 'en service.
- La température de la vapeur atteint 200° à la mise en marche et varie entre 250 et 260° au bout de 500 mètres de parcours ; elle ne dépasse pas ce dernier taux.
- Aux essais, la locomotive munie du Pielock, comparée à une locomotive de la même série sans surehauffeur, accuse une économie en eau de 12 à 15 p. c., et en charbon de 10 à 12 p. c.
- Le coût du graissage de ’cette machine est sensiblement le même que celui du graissage des locomotives du même type sans surchauffe.
- Aucune partie dujsurcbauffeur n’a*suscité de difficultés particulières.
- Compagnie des chemins de fer de Paris-Orléans.
- La Compagnie des chemins de fer de Paris-Orléans a appliqué en 1906 la surchauffe à un certain nombre de locomotives à simple expansion dans le but de se rendre compte à la fois des avantages économiques à retirer de cette disposition, et
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- des sujétions d’entretien qu’elle entraîne. Le système adopté était le système Schmidt avec tubes surchauffeurs dans le faisceau tubulaire. Les résultats pratiques acquis par cet essai, relatés dans la Revue générale des chemins de fer de décembre 1906 joints à ceux obtenus par d’autres compagnies, ont conduit la Compagnie des chemins de fer de Paris-Orléans à décider l’application de la surchauffe avec les mêmes appareils à trente locomotives compound Decajjod et à soixante locomotives compound Pacific à livrer en 4910.
- Les tiroirs haute pression des Pacific sont cylindriques ; cette disposition a été adoptée dès les premières machines sans surchauffe dans le but de faciliter ultérieurement l’application de la surchauffe soit (aux nouvelles unités à livrer, soit aux anciennes déjà livrées, en cas de remplacement de la plaque tubulaire.
- Les Decapod, directement étudiées en vue de la surchauffe, ont leurs tiroirs haute pression et basse pression cylindriques; on a jugé ensuite, d’après les résultats obtenus dans les divers essais des réseaux qui ont en service des machines compound à surchauffe, que les tiroirs cylindriques n’étaient pas indispensables pour les basses pressions, et, dans l’addition de la surchauffe aux Pacific, les tiroirs plans ont été maintenus.
- Le tableau'ci-après donne les caractéristiques des Pacific avec et sans surchauffe, et des Decapod à surchauffe.
- — Pacific compound quatre cylindres sans surchauffe. Pacific compound quatre cylindres •<«. avec surchauffe. Décapod, compound quatre cylindres à surchauffe.
- Timbre, en kilogrammes 16 16 16
- Surface de grille, en mètres carrés . 4.27 4.27 3.80
- Surface de chauffe du foyer, en mètres carrés . 15.37 15.37 15.10
- Surface de chauffe tubulaire, en mètres carrés ... 241.88 195.70 186.00
- Surface de chauffe totale, en mètres carrés . . 257.25 211.07 201.10
- Surface de surchauffe, en mètres carrés. 62.60 . 52.10
- Longueur des tubes entre plaques, en mètres. . 5.90 5.90 . 5.25
- Diamètre des tubes, en mètres. . lisses gros 0.125X0.133 lisses gros 0.125 X 0.133 lisses
- Diamètre des cylindres haute pression, en mètres. Diamètre des cylindres basse pression, en mètres. 0.050X0.055 0.39 0.64 petits 0.050 X 0.055 0.42 0.64 petits 0.045 X 0.050 0.46 0.66
- Course des pistons, en mètres. 0.65 0.65 0.62 haute pression et 0.65 basse pression
- Diamètre des roues motrices, en mètres. 1.85 1.95 1.85 1.95 1.40
- Poids en charge, en kilogrammes. Poids adhèrent, en kilogrammes . kilogramme^ °rdl'e d® marche> 611 90,000 90,400 52,500 45,980 91,450 91,850 53,750 45,980 85,200 77,700 31,150
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- ITALIE.
- Chemins de fer de l’État italien.
- Les premières locomotives à surchauffe ont été mises en service en novembre 1907. Il en existe actuellement vingt-quatre, du groupe 640, à trois essieux couplés et bogie bissel Kraus, qui sont munies du surchauffeur Schmidt ; et en février 1908, il y en avait vingt-quatre du même groupe en construction.
- Le surchauffeur appliqué à ces machines est du modèle à quadruple parcours de la vapeur.
- Les pistons, garnitures de pistons et de tiroirs sont du système Schmidt : à signaler la disposition donnée à la garniture arrière de la tige du piston dans laquelle les bagues en métal blanc sont reportées en dehors de la boîte à étoupe afin que l’air extérieur puisse exercer son action refroidissante (fig. 26). Le métal des garnitures contient 14 parties d’étain, 10 d’antimoine et 76 de plomb.
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- Fig.. 26. — Chemins de fer de l’État italien. — Garniture AR de la tige de piston.
- Les tiroirs sont cylindriques, avec segments élastiques et fourreaux non chauffes! ils sont à canal, les orifices Allan percés dans les segments.
- Les cylindres sont pourvus de soupapes de rentrée d’air, de soupapes de compression de 0.06 mètre de diamètre, ainsi que du conduit d’équilibre. La manœuvre du robinet interrupteur de ce tuyau est automatique, au moyen d’un petit piston u
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- vapeur en communication avec le tuyau de prise de vapeur. Dès que le régulateur est fermé, un contrepoids ramène le robinet dans sa position d’ouverture. Cette manœuvre automatique n’a donné lieu à aucun inconvénient.
- Un pyromètre à cadran système Steinle et Hartung indique la température dans la boîte du distributeur. — On va essayer le Fournier.
- Pour le graissage des pièces en contact avec la vapeur surchauffée, on emploie les pompes Michalk et l’huile Wakefield, de Londres, ou la Vaporin, de Brême.
- Le nettoyage des tubes de surchauffe se fait à la lance à l’air comprimé; il a lieu à la fin de chaque voyage ou à chaque rentrée de la locomotive au dépôt; ce procédé de nettoyage donne toute satisfaction.
- Le timbre des chaudières des locomotives groupe 640 est de 12 kilogrammes, alors qu’il est de 16 kilogrammes aux machines compound à deux cylindres à vapeur saturée du groupe 630. C’est surtout en vue d’une réduction dans les frais d’entretien de ces chaudières que l’administration italienne a adopté la vapeur surchauffée et a constitué les locomotives groupe 640 analogues à celles du groupe 630, mais à simple expansion et à 12 kilogrammes de pression au lieu de 16.
- Ci-après les conditions comparatives d’établissement de ces deux types.
- — Machines 630 compound à deux cylindres. Machines 640 à vapeur surchauffée.
- Type de la locomotive 2-6-0 2-6-0
- Diamètre des cylindres, en millimètres .... .... 430 X 680 540
- Course des pistons, en millimètres 700 700
- •Diamètre des roues motrices, en mètres i .85 1.85
- Timbre de la chaudière, en kilogrammes 16 12
- Surface de la grille, en mètres carrés 2.42 2.42
- Surface de chauffe directe, en mètres carrés. .... 10.00 9.90
- Surface de chauffe tubulaire, en mètres carrés 114.8 98.8
- Nombre de tubes du surchauffeur . . 21
- Diamètre des gros tubes du surchauffeur, en millimètres .... 133 X 125
- Diamètre des tubes de surchauffe, en millimètres 28 X 36
- Surface de surchauffe, en mètres carrés ; 33.5
- Poids à vide, en kilogrammes .... 50,350 49,900
- Poids en ordre de marche, en kilogrammes 55,000 54,500
- Poids adhérent, en kilogrammes ... 44,000 44,000
- Poids du tender en ordre de marche, en kilogrammes . ... 35,300 35,300
- Les locomotives du groupe 640 à vapeur surchauffée sont affectées ainsi que celles u groupe 630 au service des trains de voyageurs.
- e degré de surchauffe et le temps nécessaire pour atteindre la surchauffe de regmie sont très variables suivant la charge et la vitesse de marche des trains ainsi fiUe le nombre plus ou moins grand d’arrêts sur le parcours.
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- Le degré moyen de surchauffe avec une charge moyenne est aux trains express de 310 à 320°. Le maximum que l’on a quelquefois atteint est de 350°. La température de régime dépasse toujours 300°.
- Les machines 640, comparées aux machines 630, ont donné les résultats consignés ci-après :
- A. — Aux essais :
- — Locomotives 6S0. Locomotives 640.
- Charges remorquées, en tonnes 192 à 305 218 à 319
- Puissance développée aux cylindres en pleine marche, en chevaux ..... . 700 à 800 800 à 1,000
- Puissance moyenne indiquée aux cylindres, en chevaux 488 à 668 536 i 886
- — — effective à la jante, en chevaux . 446 à 630 517 à 773
- Rapport moyen de la puissance absorbée par le mécanisme à la puissance, pour des vitesses comprises entre 50 et 80 kilomètres 0.09 0.099
- Consommation de vapeur par cheval-heure indiqué, en kilogrammes ...... 9.7 à 13.8 8.1 à 13
- Consommation de charbon par cheval-heure indiqué, en kilogrammes 1.32 à 1.86 1.23 à 1.70
- Consommation de charbon par cheval-heure au crochet du tender, en kilogrammes 2.06 à 3.25 1.90 à 2.78
- Consommation de charbon par tonne kilométrique virtuelle remorquée, en kilogrammes . 0.042 à 0.062 • 0.035 à 0.047
- B. — En service courant, pendant une période de trois mois (avril à juin 1908) :
- Groupe de locomotives. Numéro des locomotives. Poids moyen remorqué. (Voitures.1 Tonnes. Consommation de charbon, en kilogrammes
- Parcours kilométrique. totale. par kilomètre. par tonne kilométrique virtuelle remorquée. (Voitures.)
- . 630 .. . 1 6341 17,393 190 191,100 10.98 0 0465
- 6349 18,024 186 190,005 11.04 0.0484
- 64005 18,746 190 198,195 10.57 0.0452
- 640 .. . 64006 17,761 194 190,015 10.76 0.0453
- ( 64007 1 18,058 187 197,795 10.95 0.0474
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- £n pratique les locomotives 640 prennent 10 p. c. de charge en plus que les machines analogues compound à deux cylindres (groupe 630).
- La consommation totale des matières de graissage des machines 640 est d’environ lo p. c. supérieure à celle des locomotives compound 630 pour un même service
- effectué.
- Au cours des essais, avec les locomotives 640, on a reconnu, lorsque la machine ne travaille pas à son maximum de puissance, qu’il était préférable pour faciliter la surchauffe de laminer la vapeur par le régulateur plutôt que de réduire le degré d’admission.
- L’administration des Chemins de fer italiens ne possède pas encore de données statistiques au sujet dés dépenses spéciales d’entretien des machines à surchauffe1; les vingt-quatre machines à surchauffe en service depuis un an n’ont donné lieu à aucun inconvénient spécial pour l’entretien comparativement aux machines analogues compound à vapeur saturée : avec une bonne lubrification et un ajustage très soigné des garnitures, l’étanchéité de ces dernières est satisfaisante.
- Société anonyme du chemin de fer du Nord de Milan.
- Cette compagnie possède vingt-quatre locomotives à surchauffe en service, dont quatre depuis deux ans et neuf depuis un an ; il y en a six en construction.
- Le surchauffeur est du système Schmidt à parcours quadruple de la vapeur.
- Les pistons en acier et les garnitures de tiges de piston et de tiroirs sont également du système Schmidt et n’offrent aucune particularité.
- Quant aux tiroirs, ils sont cylindriques, de 0.25 de diamètre, à segment coupé unique. La chemise est percée d’ouvertures triangulaires [d’introduction de vapeur, les grandes ouvertures orientées vers le bas. Les barrettes obliques répartissent l’usure du segment sur toute sa circonférence. A l’échappement, les dégagements dans la chemise sont rectangulaires, la grande section orientée vers le haut du côté de la décharge. C’est identiquement la disposition adoptée depuis longtemps par 1 Etat belge. Indépendamment des soupapes de sûreté de 0.06 de diamètre sur les fonds, les cylindres possèdent le tuyau d’équilibre indispensable pour les longs parcours à modérateur fermé.
- L installation est complétée par un pyromètre à compensation appliqué au eollec-teur et une pompe foulante Friedmann alimentée d’huile marque « Perfection ^alve Oil » de la Vacuum OU Company.
- j Les machines à surchauffe ont, comparativement aux similaires à vapeur saturée, e diamètre des cylindres augmenté de 10 p. c. Le timbre de la chaudière n’a pas été ttiodifié. Le rapport entre la surface de vaporisation et celle de surchauffe est de 3.5 ot 1 augmentation du poids de la machine d’environ une tonne.
- es résultats obtenus au Nord-Milan sont intéressants.
- ^température maximum de surchauffe est de 350 à 360° avec de la vapeur entre et 011 y arrive après un kilomètre ou deux, d’autant plus vite que le train
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- est lourd, la vitesse élevée et le niveau d’eau le plus bas possible; il convient de mettre en regard de ces chiffres la grande surface de surchauffe des machines de cette compagnie qui est de 30 p. c. de la surface de chauffe.
- L’effort de traction de certaines machines à simple expansion à surchauffe a été augmenté de 25 p. c., moyennant une consommation supplémentaire de^lO p. c. de charbon, la consommation d’eau restant à peu près la même.
- Les locomotives modifiées font le même service que celles à vapeur ^saturée, qui brûlent en moyenne 15 p. c. en plus de charbon avec une consommation d’eau d’au moins 25 p. c. en plus.
- Le coût du graissage n’a pas sensiblement augmenté avec la surchauffe.
- En ce qui concerne l’entretien, la'compagnie signale que lês fuites des distributeurs n’ont jamais été complètement supprimées, mais qu’elles sont presque insignifiantes ; le segment unique coupé n’offre peut-être pas toute lelasticité nécessaire.
- Chaudières avec tubes d’eau.
- L’application de chaudières à tubes d’eau aux locomotives n’est pas sortie encore de la période expérimentale.
- Parmi les modèles à l’essai, l’attention est attirée sur la chaudière avec foyer à tubes d'eau de Mr Brotan, ingénieur en chef des chemins de fer de l’État autrichien. Il l’a étudiée en vue d’y brûler des lignites très sulfureux qui attaquaient très rapidement les tôles et entretoises en cuivre des chaudières ordinaires de locomotives. D’autre part, la résistance des tôles de cuivre qui est de 22 kilogrammes par millimètre carré à froid n’est plus que de 18.5 kilogrammes à 197°, température correspondant à la pression de 15 kilogrammes, et cette diminution de résistance est encore plus grande lorsque les plaques de foyer en contact avec l’eau sont recouvertes d’incrustations dures adhérentes qui ralentissent la transmission de la chaleur et occasionnent la surchauffe du cuivre du foyer; dans ces conditions, les plaques tubulaires n’ont plus qu’une faible résistance propre; elles se matelassent, c’est-à-dire se renflent entre les têtes des entretoises; celles-ci n’ont plus alors quun contact plus ou moins partiel avec leur filet et fuient. Tous ces inconvénients, encore aggravés par l’emploi des hautes pressions, ont amené Mr Brotan à constituer une chaudière de locomotive dans laquelle les tôles et entretoises en cuivre sont remplacées par des tubes d’eau en acier : Mr Brotan l’a rendue très accessible dans ses différentes parties, en même temps que le foyer est facile à laver et à désincruster, d est à remarquer au surplus que la circulation très active de l’eau dans les tubes doit y contrarier le dépôt d’incrustations.
- La chaudière Brotan est bien connue : on trouvera une description complété détaillée du plus récent modèle dans le Portefeuille économique des machines janvier 1908.
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- L’État belge et le Midi (France) ont en service deux chaudières Brotan et la Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée va en essayer également deux .
- « Depuis que nous avons porté la pression des chaudières à 15 et 16 kilogrammes, écrit la Compagnie du Midi, l’entretien des foyers ordinaires à entretoises est « devenu très onéreux. Nous.sommes obligés de remplacer souvent des entretoises « cassées et de réparer les plaques tubulaires qui se fissurent aux angles supérieurs. « Avec la chaudière Brotan, dont le foyer est constitué de tubes à eau jointifs, ces « inconvénients disparaissent, et il nous a paru intéressant de faire un essai de ces « chaudières, afin de nous rendre compte si elles donnent de meilleurs résultats au a point de vue des dépenses d’entretien que nos chaudières actuelles. »
- Aux ingénieurs du Paris-Lyon-Méditerranée, la chaudière Brotan a paru se recommander par certains avantages tels que : meilleure utilisation des gaz chauds, meilleure circulation d’eau; foyer moins sujet à avaries que le foyer ordinaire; facilité d’élévation du timbre de la chaudière.
- Les deux chaudières Brotan que possède la Compagnie du Midi ont été montées sur des compound à deux cylindres du type 2-6-0. La compagnie n’est pas en mesure de donner des indications sur la façon dont elles se comportent, ces deux chaudières ayant été mises en service trop récemment.
- Les deux Brotan de l’Etat belge ont été appliquées à deux locomotives à marchandises à six roues couplées et adhérence totale et mises en service en octobre dernier. Elles sont timbrées à 10 1/2 kilogrammes. Ces chaudières se sont maintenues jusqu’ici bien étanches ; la production de vapeur est bonne. L’essai est de trop courte durée pour qu’on puisse se prononcer sur les avantages ou inconvénients qu’elles offrent par rapport aux chaudières ordinaires.
- * *
- La Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée a mis récemment en service sur son réseau, oü les eaux d’alimentation sont de très mauvaise qualité, des locomotives munies d’une chaudière à tubes d’eau d’après le système de Mr Robert, ingénieur en chef de la traction du réseau algérien. « Assez semblable à la chaudière Brotan « quant à la disposition du foyer, écrit Mr Herdner, ingénieur en chef de la Com-« pagnie du Midi, dans son mémoire sur les locomotives à l’Exposition de Liège, la « chaudière Robert en diffère complètement par les autres parties, en raison de la (c suppression complète des tubes à fumée et de leur remplacement par des tubes à « eau. Néanmoins, et bien que les deux chaudières aient été étudiées indépen-<( darnment l’une de l’autre, on peut faire dériver la chaudière Robert de la chau-<( Brotan : 1° en agrandissant le diamètre du collecteur supérieur ; 2° en rétrécissant au contraire, et en abaissant en même temps le corps cylindrique, préalablement dépourvu de ses tubes à fumée, ce qui conduit à allonger les c^jssards; 3° en reliant le collecteur supérieur au corps cylindrique, réduit au ro e collecteur inférieur, par un grand nombre de tubes à eau diversement
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- « cintrés, mais présentant tous leur concavité vers le plan méridien de la machine « Les tubes les plus éloignés de ce plan sont des tubes jointifs qui prolongent vers « l’avant, à droite et à gauche, les parois tubulaires latérales du foyer. Ils constituent « ainsi une gaine que parcourent les gaz chauds avant de se rendre à la boîte à « fumée et au milieu de laquelle les autres tubes à eau sont disposés en quin-« conce. »
- Cette chaudière est décrite dans la Revue générale des chemins de fer d’avril 1905,
- Bien que la compagnie déclare que ses essais sont [de date encore trop récente pour qu’elle puisse tirer des conclusions, il est à supposer qu’elle a été satisfaite des premiers résultats obtenus puisqu’elle va faire également l’essai d’une chaudière du même système sur son réseau métropolitain.
- La Compagnie du chemin de fer du Nord a fait construire à titre d’essai par Mrs Schneider et Cie, au Creusot, une locomotive avec foyer à tubes d’eau et corps cylindrique avec tubes à fumée. C’est une machine à grande vitesse à deux essieux accouplés compris entre deux bogies. Cette première application est encore trop récente pour que la compagnie puisse se prononcer sur les avantages réalisés et comparer en connaissance de cause les foyers à tubes d’eau et ceux à lames d’eau.
- Les chemins de fer de l’État italien ont mis en service dans le courant de 1908, huit automotrices-fourgons avec chaudières à tubes d’eau système Komarck. Jusqu’ici leur fonctionnement n’a pas donné lieu à des difficultés spéciales : l’administration italienne ne peut fournir encore d’autres renseignements à leur sujet.
- Réchauffeurs de l’eau d’alimentation.
- Deux compagnies françaises, le Nord et le Paris-Lyon-Méditerranée, essaient le réchauffeur d’eau d’alimentation système Caille-Potonié. A l’État italien, la question de réchauffer l’eau d’alimentation est actuellement à l’étude.
- Le principe de l’appareil Caille consiste à utiliser la chaleur d’une partie de la vapeur d’échappement traversant le réchauffeur, pour porter à une température pouvant atteindre 95° environ, l’eau venant du tender, pendant son passage dans cet appareil.
- Cette eau est ensuite refoulée dans la chaudière suivant les besoins de l’alimentation, par une pompe spéciale à eau chaude.
- Le réchauffeur à l’essai au Paris-Lyon-Méditerranée comprend :
- 1° Une prise de vapeur d’échappement (fig. 27).
- Sur le conduit d’échappement de chaque cylindre est montée une colonne d’échappement spéciale comportant un éjecteur a.
- Un peu en dessous de cet éjecteur est branché un conduit b d’emprunt de vapeur d’échappement, aboutissant par son autre extrémité au réchauffeur.
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- o a « « «
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- Fig. 27. — Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée. Réchauffeur d’eau d’alimentation, système Gaille-Potonié.
- LÉGENDE :
- - Colonne d’échappement spéciale.
- = Tringle de manoeuvre des palettes de prise vapeur d’échappement.
- = Conduite d’emprunt de vapeur d’échappemt
- - Corps du réchauffeur.
- = Boite à soupape d’évacuation des vapeurs formant dans le réchauffeur.
- : Tuyau d’évacuation de vapeur.
- : Purgeur Heintz.
- : Conduite de retour de la vapeur d’échappenu . i Pyromètre.
- Tuyau flexible du pyromètre.
- K = Pompe à eau chaude.
- L = Prise de vapeur de la pompe.
- M = Tuyau de prise de vapeur de la pompe.
- N = Tuyau d’échappement de la pompe dans le réehauffeur.
- O = Conduite d’arrivée d’eau froide au réchauffeur. P = Conduite de retour d’eau chaude à la pompe.
- Q = Cloche de refoulement.
- R = Tuyau de refoulement d’eau à la chaudière.
- S = Boite à clapets spéciale.
- T = Boîte à clapets réglementaire, uu = Robinets purgeurs.
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- L’orifice de ce conduit peut être fermé ou ouvert à différents degrés par une palette p de prise de vapeur manœuvrée (*) de la plate-forme de la machine et permettant au mécanicien de régler la quantité de vapeur envoyée dans le réchauffeur.
- La vapeur non dérivée s’échappe par le cône central c et aspire par le conduit d les vapeurs résiduelles sortant du réchauffeur. Grâce à cet éjecteur, le courant de vapeur conserve sa vitesse jusqu’aux valves d’échappement; on atténue ainsi le préjudice que cet emprunt de vapeur peut causer au tirage forcé dans le foyer.
- 2° Un réchauffeur proprement dit.
- Le réchauffeur placé sous la chaudière est fixé aux longerons et à la boîte à fumée.
- Il se compose de deux cylindres verticaux symétriques, venus ensemble de fonte.
- Chacun d’eux renferme une série de tubes verticaux, fixés sur deux plaques tubulaires t et t' et reçoit la vapeur d’échappement du cylindre à vapeur placé de son côté.
- Cette dernière, arrivant dans la chambre supérieure S, traverse tous les tubes et pénètre dans la chambre inférieure i, munie d’un purgeur Heintz pour l’évacuation de l’eau de condensation et de là, retourne par le conduit d à la colonne d’échappement.
- L’eau venant du tender arrive dans le réchauffeur, au-dessus de la plaque tubulaire inférieure, circule autour des tubes en sens inverse du courant de vapeur, et en se réchauffant, enfin sort par une tubulure placée vers le haut du faisceau tubulaire pour se rendre à la pompe spéciale à eau chaude.
- Un pyromètre, placé sous l’abri, indique au mécanicien la température de l’eau contenue dans le réchaufleur.
- Enfin les chambres à eau chaude de ce dernier portent chacune à leur partie supérieure une boîte B.
- Tant que la température de l’eau réchauffée n’atteint pas 100°, cette boîte reste pleine d’eau chaude et la soupape m, reste appliquée sur son siège par le flotteur f.
- Mais si cette température atteint 100°, la vapeur d’eau qui se forme, se rendant dans le haut de cette boîte, refoule l’eau chaude ; par suite le flotteur descend, en entraînant la soupape m et la vapeur s’échappe dans le tuyau d’évacuation E montant jusqu’au haut de la cheminée de la machine.
- Une soupape, placée à la partie supérieure de ce tuyau et reposant sur son siégé simplement par son poids, empêche, en cas de fermeture défectueuse des soupapes n, toute rentrée d’air dans le réchauffeur pendant les périodes d’aspiration de la pompe fiont le rendement est d’autant plus satisfaisant que l’eau chaude pompée entraîne moins de gaz avec elle.
- t1) Les palettes des deux colonnes d’échappement sont reliées par des bielles et leviers et conanr simultanément par une tringle actionnée par un volant placé au-dessous du changement de marche.
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- Ces dispositifs permettent également à l’air contenu dans le réchauffeur vide de s’échapper au dehors quand on remplit d’eau ce dernier.
- 3° Une pompe spéciale à eau chaude.
- Cette pompe, à double effet, est fixée verticalement à l’arrière du logeron côté droit.
- Elle comporte un cylindre moteur à vapeur, analogue à celui des pompes à air des locomotives, et au-dessous, un corps de pompe spécial pour eau chaude.
- L’eau pompée est envoyée dans une cloche de refoulement remplie d’air à sa partie supérieure, dans le but d’amortir les coups d’eau. Elle se rend ensuite par un tuyau de refoulement à deux boîtes à clapets placées dans le prolongement l’une de l’autre sur le côté droit de la chaudière.
- La boîte inférieure est une boîte spéciale à trois clapets disposés sur un même plateau; la boîte supérieure est la boîte réglementaire type Paris-Lyon-Méditerranée avec robinet d’arrêt.
- On a ajouté un ressort entre le clapet et le couvercle de cette boîte toujours dans le but d’amortir les coups d’eau.
- Un manomètre branché sur la cloche de refoulement et fixé sous l’abri indique la pression dans cette dernière.
- A côté de ce manomètre est disposé le volant de manœuvre du robinet de prise de vapeur de la pompe.
- A la partie inférieure de chaque cylindre, et à l’arrière est vissé un bouchon de lavage. En l’enlevant, on peut diriger un jet d’eau contre le faisceau tubulaire correspondant pour détacher le tartre peu adhérent déposé sur lui.
- Un robinet purgeur, commandé par une poignée extérieure au châssis permet d’évacuer au dehors les boues ou débris de tartre accumulés dans le bas des chambres à eau.
- On profite du lavage de la chaudière pour faire cette opération.
- On trouvera en annexe les instructions de la compagnie pour l’emploi du réchauffeur.
- La Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée a appliqué le réchauffeur Caille à une locomotive à quatre essieux couplés, à cylindres extérieurs. Les essais se poursuivent.
- Le Nord l’a appliqué d’abord sur une locomotive à marchandises à quatre essieux couplés à cylindres extérieurs, puis sur une machine de banlieue à deux essieux couplés et deux bogies.
- bans la machine à quatre essieux couplés, l’aspiration et le refoulement de l’eau chaude étaient obtenus à l’aide de deux pompes horizontales alternatives commandées par un des mécanismes de la machine.
- Cette disposition n’ayant pas donné satisfaction, les pompes ont été remplacées
- ans la deuxième machine par un petit cheval analogue au groupe compresseur
- Westinghouse.
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- Les résultats obtenus jusqu’à présent sur les deux machines donnent toute satisfaction.
- L’appareil fonctionne régulièrement.
- La pompe suffit à la consommation dans tous les cas et la température moyenne de l’eau réchauffée avant son introduction dans la chaudière varie de 85 à 90°.
- L’emploi de ce système simplifie le travail du chauffeur qui, une fois la pompe réglée pour le débit voulu, n’a plus à y toucher, notamment aux trains directs.
- Au point de vue économique, la consommation d’eau est la même que pour une machine de la même série alimentée à l’injecteur; et l’économie kilométrique de combustible a été de 0.750 kilogramme par rapport à celle des machines de comparaison alimentées à l’injecteur.
- Quant à l’entretien, la dépense avec l’appareil Caille ne dépasse pas celle avec l’injecteur.
- On a pu constater que l’influence de la dérivation de vapeur sur le vide de la boîte à fumée était insignifiante.
- La compagnie va 'étendre l’application du réchauffeur Caille à cinq locomotives de banlieue à trois essieux couplés et deux bogies, actuellement à l’étude.
- A la Compagnie d’Orléans, ,1’applicafion de réchauffeurs d’eau d’alimentation système Lencauchez a été faite à certaines séries de machines à marchandises entre les années 1881 à 1890. Une trentaine de machines en sont encore munies.
- L’eau [froide venant du tender est prise par une première pompe mue par un excentrique monté sur un essieu moteur et est refoulée dans l’appareil réchauffeur, où elle rencontre un courant de vapeur venant de l’échappement et qui a traversé au préalable un appareil dégraisseur.
- Cette eau, portée ainsi à une température voisine de 100 degrés, est prise par une seconde pompe qui la refoule dans la chaudière.
- Les deux pompes sont commandées par des excentriques calés sur l’essieu moteur suivant des rayons opposés.
- Les dessins de détail et d’ensemble de l’installation de ces appareils sur les locomotives Paris-Orléans ont été insérés dans le bulletin de juin 1890 de la Société des ingénieurs civils de France.
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- CONCLUSIONS.
- 1° La plupart 'des administrations de chemins de fer ont essayé ou essaient la surchauffe de la vapeur aux locomotives ;
- 2° Celles d’entre elles qui ont une pratique déjà longue de la surchauffe en ont éteniu l’application, souvent même dans une large mesure ; aucune n’y a renoncé;
- 3° Les économies de combustible et d’eau sont en rapport direct avec le degré de surchauffe. C’est quand la locomotive est soumise à un travail considérable, et surtout continu, qu’elles sont les plus grandes. Avec des machines à simple expansion, elles ont atteint 29.64 p. c. pour le charbon, et 28.67 p. c, pour l’eau dans certains essais de l’État belge.
- D’autre part, une économie appréciable ne commence à apparaître qu’à partir d’une surchauffe de 30 à 40°;
- 4° De même qu’aux essais, les résultats de la pratique courante sont nettement en faveur de la surchauffe : des locomotives à simple expansion et à surchauffe réalisent jusqu’à 18.20 et même 22 p. c. d’économie de charbon par rapport aux locomotives similaires à vapeur saturée ayant fonctionné dans les mêmes séries, c’est-à-dire ayant assuré les mêmes trains dans des conditions absolument identiques ;
- 3° La température de la vapeur surchauffée ne doit pas dépasser 350”. Celle de 320° paraît, pour les locomotives à simple expansion, donner les meilleurs résultats au point de vue du rendement et de la bonne conservation des organes ;
- 6° Vu la grande fluidité de la vapeur surchauffée, les pertes dues au laminage sont atténuées, la pression à l’admission se tient à un taux plus élevé qu’en vapeur saturée, ce qui permet aux machines de réaliser des vitesses plus grandes ;
- 7° Les lignes de niveau sur lesquelles les locomotives couvrent de longues étapes à régime constant, de même que les longues et fortes inclinaisons sont particulièrement favorables aux locomotives à surchauffe;
- 8° La surchauffé se comporte de façon moins avantageuse sur les lignes dites en dents de scie, formées d’une succession de pentes et rampes de faible longueur; il en est de même, et pour des motifs analogues, avec des trains à arrêts fréquents et
- surtout prolongés;
- 9° De ce que la surchauffe peut, dans certains cas, augmenter de 30 p. c, la puissance d’une locomotive à simple expansion, il s’ensuit que les locomotives à deux cylindres, de construction simple et économique et d’un fonctionnement sûr, peuvent être conservées comme type avant qu’il faille recourir aux locomotives de grand encombrement;
- 16° En munissant la machine compound d’un surchauffeur, on augmente son rendement. Les compounds express à quatre cylindres de l’ancienne Compagnie des
- emins de fer de l’Ouest sont de 13 à 14 p. c. plus économiques que les compounds S1niilaires utilisant la vapeur saturée ;
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- 11° D’autre part, la surchauffe permet de réaliser sur le mode compound des économies de charbon qui ont été trouvées de 12.3 p. c. par cheval au cylindre dans les essais faits à l’État belge sur des locomotives express, et l’État italien, de 7.3 à 10 p. c. par cheval indiqué, également sur des locomotives pour trains express;
- 12° Il semblerait résulter du rapprochement des chiffres ci-dessus obtenus avec des machines en bon état que la locomotive express compound à quatre cylindres à surchauffe ne pourrait accuser un avantage bien marqué sur la locomotive équivalente à 4 cylindres à simple expansion à surchauffe, qui se recommande encore par la simplicité de construction, la facilité de conduite et la stabilité aux vitesses élevées
- L’avantage en faveur de la locomotive compound à surchauffe peut s’accentuer au cas où il est fait emploi de distributeurs susceptibles de présenter rapidement des fuites importantes;
- 13° Les économies d’eau permettent d’espacer les réalimentations de la chaudière, avantage particulièrement appréciable sur les rampes, d’augmenter les parcours avec les mêmes approvisionnements et de distancer les lavages ;
- 14° Le supplément de puissance que donne la surchauffe n’est pas immédiatement disponible : il n’est obtenu qu’après un certain parcours variable avec la charge et la vitesse du train, et le profil de la ligne;
- 13° De ce que la surchauffe est d’autant plus économique que la pression initiale de la vapeur est plus faible, il n’y a en général pas intérêt à marcher avec un timbre élevé à la chaudière. On évite en même- temps les dépenses onéreuses d’entretien des chaudières fonctionnant à haute pression ;
- 16° La haute surchauffe nécessite des dispositions particulières des garnitures, des pistons et distributeurs appropriés, ainsi que des graisseurs multiples à huile spéciale.
- Toutefois, en ce qui concerne les compounds, les résultats obtenus dans les divers essais des réseaux français ont fait reconnaître que les différents organes de la basse pression peuvent être identiques à ceux des locomotives similaires non munies de surchauffeur;
- 17° L’addition d’un surchauffeur Schmidt à une locomotive à simple expansion de l’État belge, ainsi que les modifications qu’elle nécessite aux organes en contact avec la vapeur surchauffée, grève le prix d’achat de 4,000 à 5,000 francs, non compris la licence, et augmente le poids de la machine de 2 tonnes environ ;
- 18° Pour être maintenus étanches, les garnitures, les distributeurs et les pistons exigent, vu la grande fluidité de la vapeur surchauffée, un entretien plus soigne qu’en vapeur saturée.
- En ce qui concerne pliis particulièrement les garnitures, l’expérience de l’Etat italien a toutefois fait constater que, moyennant une bonne lubrification et un ajustage très soigné, leur étanchéité est satisfaisante (aux garnitures italiennes, les anneaux en métal blanc sont tout à fait en dehors de la boîte à étoupe et rafraîchis par l’air extérieur);
- 19° Avec la vapeur surchauffée, il est indispensable de faire usage d’huiles de
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- haute qualité. L’expérience belge a prouvé qu’il n’y avait que des déboires à attendre -des huiles à bon marché, dont l’emploi non seulement ne donne aucun bénéfice, mais détermine une usure rapide des bagues, entraîne des fuites aux garnitures, provoque des broutements de pistons et grippements de cylindres, encrasse les segments, etc. ;
- 20° L’application aux locomotives de chaudières à tubes d’eau et de réehauffeurs d’eau d’alimentation n’est pas encore sortie de la période expérimentale.
- Mai 1909.
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- NOTE COMPLÉMENTAIRE
- Depuis le dépôt du présent rapport, a paru, dans la Revue générale des chemins de fer de juillet 1909, une note de Mr Bachellery, ingénieur à la Compagnie des chemins de fer du Midi, sur les essais comparatifs des machines à marchandises 5005 et 4008 de cette compagnie. Les résultats obtenus concordent avec ceux trouvés à l’État belge sur deux locomotives express aussi voisines que possible, l’une à quatre cylindres à simple expansion et à surchauffe, l’autre à quatre cylindres compound et à vapeur saturée (p. 72).
- La machine 5005 est à deux cylindres, à cinq essieux accouplés, à adhérence totale et à surchauffe.
- La locomotive 4008 est compound à quatre cylindres, à quatre essieux couplés et bissel. -
- Ci-après les caractéristiques principales de ces deux locomotives :
- — Locom• tive 5005. Locomotive 4008.
- Timbre de la chaudière, en kilogrammes 12 15
- Surface de chauffe, en mètres carrés 141.80 255.26 (Tubes Serve)
- Surface de surchauffe, en mètres carrés ....... 44.20
- Surface de grille, en mètres carrés 2.70 2.80
- Diamètre des roues motrices, en mètres 1.35 1 40
- Diamètre des cylindres, en mètres 0.63 0 39 X 0-60
- Course des pistons, en mètres . . 0.66 0.65
- Poids adhérent, en kilogrammes 86,0C0 65,700
- Poids total en ordre de marche, en kilogrammes .... 86,C00 72,800
- Les essais ont été effectués sur la ligne de Béziers à Neussargues, entre Agues-aC
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- et Engayres<Iue 5 cette section, longue de 15 kilomètres, est en rampe presque continue de 33 millimètres par mètre.
- Un train d’essai a été spécialement composé de trois wagons-tombereaux chargés de houille et d’un fourgon lesté, de manière que son poids atteignît 190 tonnes, charge normale de la machine 4008.
- Ce train a été pendant six jours remorqué concurremment par la machine 5005 et par la machine 4008, chacune de ces machines effectuant chaque jour un voyage, alternativement le matin et l’après-midi.
- On a noté pour chaque parcours la consommation de charbon, non compris le combustible employé pour l’allumage, et la consommation d’eau, défalcation faite des pertes à l’amorçage des injecteurs.
- Les résultats de ces six journées d’essai sont les suivants :
- — Machine 5003. Machine 4008.
- Consommation de charbon d’Aguessac à Engayresque, en kilogrammes 690 750
- Consommation de charbon par kilomètre, en kilogrammes 45.4 49.3
- Consommation d’eau d’Aguessac à Engayresque, en litres. 5,650 6,700
- Consommation d’eau par kilomètre, en litres 371 447
- Cran moyen de marche, en pour cent 40 H. P. 70
- Vitesse moyenne de marche, en kilomètres 15 à 16 B. P. 60 15 à 16
- Vaporisation par kilogramme de charbon 81.1 81.9
- Pour un même train, la machine 5005 a consommé 8 p. c. de charbon et 13.7 p. c. d’eau en moins que la machine 4008.
- La conclusion 12 ci-dessus semble donc également applicable aux locomotives à marchandises.
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- *
- Al Etat belge, on a fait récemment des essais en vue de rechercher quelles étaient les variations de l’effort de la vapeur d’une locomotive à vapeur surchauffée aux différentes vitesses, pour une position déterminée de la distribution. Les essais ont été faits avec une locomotive express à quatre cylindres égaux, analogue à celle ecnte à la page 72. Les résultats sont exposés dans les tableau et diagramme
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- ci-après (fig. 28) : la charge du train était de 332 tonnes, l’admission de vapeur de 26 p. c. et le régulateur ouvert de moitié.
- Vitesse moyenne sur 500 mètres, en kilomètres. Effort moyen de la vapeur. Pression, en kilogrammes. Surchauffe. Vitesse moyenne sur 500 mètres, en kilomètres. Effort moyen de la vapeur. Pression, en kilogrammes. Surchauffe.
- 19 5,750 13 265° 108 3,975 13 287“
- 50 5,150 108 3,975
- 62 4,850 266» 108 3,950 13^4 289“
- 68 4,700 108 3,950
- 74 4,550 268° 110 3,925 13^4 290“
- 78 4,450 112 3,925
- 83 4,350 269° 113 3,900 13 V2 292°
- 87 4,300 112 3,900
- 88 4,250 270° 112 3,875 13 V* 294°
- 90 4,250 114 3,875
- 91 4,200 272° , 114 3,875 13 J/2 297°
- 93 4,150 115 3,850
- 94 4,150 273“ 115 3,850 13^2 300°
- 95 4,120 116 3,850
- 98 • 4,100 278° 117 3,850 13^8 302“
- 102 4,050 118 3,850
- 103 4,025 K) 00 O 120 3,825 13 V* 304°
- 103 4,025 120 3,825
- 106 4,000 284“ 121 3,825 13 Va 305°
- 107 — 4,000 123 3,825
- Les différentes valeurs de l’effort de la vapeur témoignent de l’heureuse influence de la fluidité de la vapeur surchauffée au point de vue du rendement des locomotives; de 103 à 123 kilomètres, l’écart n’est que de 200 kilogrammes, soit 5 p- cd à 123 kilomètres, l’effort développé est encore de 3,825 kilogrammes et le travail s’élève à 1,750 chevaux. ^
- Ce diagramme a été obtenu au moyen des indications de l’ergomètre d’inertie de Mr J. Doyen, dont la description est donnée dans le Bulletin du Congrès de janvier 1909.
- L’effort total de la vapeur est égal à chaque instant à la somme des résistances
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- au roulement et des forces nécessaires pour vaincre la gravité et produire l’accélération.
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- ~96 ‘ 97 98 9*9 ' m ' m ' 102 ‘ ifa ' ïoï " 105 ' ÏOÔ ' 107 ' loi 109 ’ -MO
- pjg 28. __ Locomotive express à quatre cylindres égaux et à surchauffe. Essai fait sur la ligne de Bruxelles à Ostende
- entre les kilomètres 90 et 110.
- La loi des résistances au roulement du train soumis à l’essai s’établit très facilement en se servant des indications fournies par l’ergomètre pendant la marche à régulateur fermé.
- Les forces nécessaires pour vaincre la gravité et produire l’accélération résultent du diagramme tracé par l’ergomètre pendant les marches à régulateur ouvert.
- On peut donc déterminer à chaque instant l’effort total de la vapeur d’une façon simple et précise.
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- ANNEXE.
- BELGIQUE.
- Chemins de fer de l’Etat belge.
- Instructions pour la conduite des locomotives a vapeur surchauffée.
- Avant de partir de la remise, le machiniste doit s’assurer spécialement du bon fonctionnement de l’appareil de manœuvre automatique de l’étouffoir et de celui du graisseur mécanique des pistons et des tiroirs lequel ne peut être alimenté qu’au moyen de l’huile spéciale pour locomotives à surchauffe. Il vérifie si les ressorts des soupapes de sûreté des cylindres sont en parfait état de propreté.
- Les machines à vapeur surchauffée étant pourvues de tiroirs cylindriques, et ceux-ci ne pouvant se soulever, il importe d’éviter tout entraînement d’eau dans les cylindres.
- A cette fin, il convient d’observer quelqués précautions, tant au démarrage qu’en cours de route.
- A chaque démarrage le régulateur doit être ouvert lentement.
- En quittant l’atelier, lorsque les cylindres ne sont pas encore échauffés, il est recommandé d’effectuer les premiers tours de roues avec les purgeurs ouverts.
- En cours dé route le machiniste évite tout excès d’eau dans la chaudière. Le régulateur est maintenu à une ouverture telle que la pression de la vapeur dans les chapelles soit toujours légèrement inférieure à celle dans le générateur.
- Si malgré ces précautions, il venait à se produire en marche un entraînement d’eau, le machiniste en serait averti par une chute brusque de la température de la vapeur surchauffée indiquée par le pyromètre. Dans ce cas, les purgeurs doivent être ouverts et l’ouverture du régulateur diminuée de manière à sécher la vapeur par laminage.
- La température de la vapeur surchauffée ne doit pas dépasser 350°. Si elle montait au-dessus, le machiniste réduirait pendant la durée nécessaire l’ouverture du clapet de l’étouffoir en diminuant la course du piston du servo-moteur de l’appareil de manœuvre automatique.
- Le degré d’admission dans les cylindres ne doit jamais être trop réduit. Si la locomotive n a qu’un faible travail à développer, le machiniste agit au moyen du régulateur afin de diminuer la pression delà vapeur dans les cylindres.
- Il faut éviter un graissage excessif des tiroirs et des pistons. Cette lubrification trop abondante est révélée par la formation d’un bourrelet de cambouis sur l’arête du tuyau de décharge.
- En cas d’avarie à un des tubes du surchauffeur, le machiniste ferme immédiatement le régula teur et prend les mesures nécessaires pour demander du secours.
- En ce qui concerne l’entretien, les gros tubes à flammes et les tuyaux du surchauffeur doive» être maintenus propres et nettoyés comme les tubes à fumée ordinaires.
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- Instructions concernant le fonctionnement et l’entretien des pistons et tiroirs
- DES LOCOMOTIVES A SURCHAUFFE.
- A. — Pistons.
- Avec la vapeur surchauffée, le piston ne peut jamais peser sur le cylindre ; il doit « flotter » et prendre appui d’une part sur les patins de glissement de la crosse et, d’autre part, sur la
- contre-tige.
- Le bourrage d’arrière du cylindre assure exclusivement l’étanchéité et ne doit pas supporter la tige du piston. S’il en était autrement, cette tige serait en effet guidée en trois points, ce qui est très difficile à réaliser et à conserver. C’est d’ailleurs pour ce motif que le bourrage arrière est constitué de manière à ce qu’il puisse légèrement s’infléchir.
- Les principes de ce fonctionnement doivent être rigoureusement conservés en service courant, et dans ce but on reprendra, en temps utile, le jeu aux patins de la crosse et aux bagues des guides des contre-tiges.
- C’est pour parer aux dangers de grippement du cylindre pouvant résulter de toute négligence éventuelle dans cet entretien, qu’il a été prescrit de placer une cale de 2 millimètres d’épaisseur entre les cercles et le fond des rainures, à la partie inférieure du corps de piston en acier coulé.
- Le jeu de ce piston dans le cylindre doit être de 3 millimètres et c’est également pour éviter plus sûrement encore toute possibilité de grippement du cylindre que les arêtes extérieures du corps de piston, des rainures et des cercles doivent être légèrement arrondies. Si après un certain temps de service ces arêtes sont redevenues vives, il convient de refaire l’arrondi.
- Lors des visites périodiques auxquelles sont soumis les pistons, on s’assure si les cercles ne sont pas calés, c’est-à-dire s’ils sont toujours susceptibles de se déplacer verticalement dans les rainures. On vérifie également si les rainures tracées sur la périphérie des cercles et si les trous qui les traversent ne sont pas bouchés par du cambouis.
- Lors de la mise en place du piston, on a soin de ménager le jeu de 1 millimètre prévu au plan de part et d’autre de la cale destinée à empêcher la rotation des cercles.
- B. — Tiroirs.
- Comme pour les pistons, il est essentiel que les tiroirs cylindriques ne portent jamais sur leurs cercles, lesquels sont destinés exclusivement au maintien de l’étanchéité. Les bagues qui servent au guidage de ces distributeurs doivent être retournées ou remplacées dès que l’usure est devenue sensible.
- Lors du démontage des tiroirs, ceux-ci sont convenablement nettoyés de manière à être débarrasses de toute trace de cambouis, et on s’assure que les cercles de tension sont toujours mobiles à la main normalement à la tige.
- Les distributeurs mis en place, on vérifie avec soin le jeu de 1 millimètre qui, d’après les plans, doit exister entre les extrémités des cercles.
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- FRANCE.
- Chemins de fer de l’État français (Réseau de l’ancienne Compagnie des chemins de fer de l’Ouest).
- Instructions concernant l’entretien et la conduite des locomotives a surchauffe.
- Avant le départ. — Le maintien de l’étanchéité de la boîte à fumée a une grande importance. Les agents devront donc se rendre compte que la porte et la trémie ferment complètement et qu’il n’existe aucune cause de rentrée d’air.
- Les registres automatiques du surchauffeur doivent être tenus soigneusement propres afin de pouvoir fonctionner librement.
- Ces registres doivent être normalement fermés pendant les stationnements sauf lors du ramonage.
- Les pompes à huile doivent être remplies et essayées à la main avant chaque parcours. A cet effet, on doit ouvrir les vis de contrôle des clapets de retenue et faire tourner lentement la manivelle de chaque pompe jusqu’à ce que l’huile sorte par les trous des logements des vis ; puis on referme ces dernières.
- Avant le premier départ, réchauffer les cylindres jusqu’à ce qu’il ne sorte plus que de la vapeur sèche par les purgeurs.
- Le graissage du régulateur, si on l’estime nécessaire, ne doit être effectué qu’avec de l’huile à surchauffe.
- Au sortir du dépôt, marcher, autant que possible, avec les purgeurs ouverts et toujours les distributions à fond de course, afin que les tiroirs expulsent les résidus d’huile et de crasse qui pourraient s’être accumulés sur les glaces et pour que le réchauffage des glaces soit plus complet.
- Pendant la marche. — Ouvrir progressivement le régulateur et veiller à ce que la pression aux boîtes à tiroir (haute pression pour les eompounds) soit notablement inférieure à celle de la chaudière.
- Autant que possible ne fermer les purgeurs que quand le pyromètre indique une température de 200° au moins.
- Pour les démarrages suivants, si l’arrêt n’a pas été très long, les purgeurs peuvent rester fermés. On les ouvrira en cours de route en cas d’une baisse soudaine et considérable de la surchauffe indiquant un entraînement d’eau.
- On n’a pas intérêt avec la vapeur surchauffée à effectuer des détentes très considérables. Il est préférable de laminer avec le régulateur. Pour les machines non compound, le degré d’admission ne doit jamais être inférieur à 20 p. c. et il est préférable de se tenir à une moyenne de 30 p. c. Pour les machines compound ne pas adopter d’admissions haute pression inférieures à 45 p. c.
- Pour une .charge normale, en service courant, il est désirable que la pression aux boîtes fies tiroirs haute pression reste inférieure à 10 kilogrammes pour les machines timbrées à 15 kilogrammes. Allonger la marche si le travail ainsi produit n’est pas suffisant.
- A la fermeture du régulateur, les marches doivent être laissées dans la même position qu a régulateur ouvert ; en les allongeant aussitôt à fond de course, on risquerait de gripper 'ef tiroirs ; cette opération ne sera effectuée qu'après Varrêt en vue d’un nouveau démarrage. Si cependant la marche à régulateur fermé doit être prolongée longtemps, on peut, après guelgueS
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- instants, allonger les marches très doucement et progressivement; il faudrait toutefois les rap-eler au point mort en cas de chocs ou de broutages dans la distribution.
- Si le fonctionnement des tiroirs laisse à désirer, admettre un peu de vapeur dans les cylindres et dès qu’il est possible, forcer le graissage par rotation à la main des pompes à huile. En cas d’avarie interrompant le fonctionnement d’un des graisseurs mécaniques des cylindres haute pression, fermer aussitôt les registres de l’étouffoir, pour supprimer la surchauffe et continuer la marche comme avec une machine ordinaire à vapeur saturée.
- Les avantages de la surchauffe augmentant avec la température, celle-ci doit être maintenue, autant que possible, à son degré maximum par une conduite rationnelle du feu et par le maniement de l'échappement variable. En service courant, l’aiguille du thermomètre ne doit pas descendre au-dessous de 320°. Elle ne doit pas indiquer, si ce n’est pour un temps très court, une température supérieure à 350°. Au cas où ce fait se produirait sans qu’il soit possible de desserrer l’échappement, fermer à la main très progressivement et partiellement les registres de
- l’étouffoir.
- Pour obtenir les meilleurs résultats avec la vapeur surchauffée, l’attention des mécaniciens est appelée sur la nécessité de maintenir une couche de combustible de hauteur suffisante, bien allumée, couvrant complètement la grille, alimentée de charbon par des chargements fréquents et comprenant un nombre modéré de pelletées.
- Une surchauffe insuffisante peut provenir aussi bien d’un feu trop haut et mal allumé à la surface que d’un feu trop mince donnant lieu à des rentrées d’air. Elle peut aussi indiquer un nettoyage insuffisant des tubes surchauffeurs et la présence de capuchons sur la plaque tubulaire. Un niveau d’eau trop élevé peut avoir le même effet par suite d’entraînement d’eau.
- Après le parcours. — La visite du mécanisme ne présente rien de particulier; on examinera particulièrement les tiges de tiroirs et pistons pour s’assurer qu’il n’y a pas commencement de grippage.
- Le ramonage des tubes supérieurs et inférieurs doit être fait avec beaucoup de soin ; pour les tubes supérieurs renfermant les éléments surchauffeurs, il s’exécute de préférence par l’arrière, côté foyer, ne pas oublier préalablement d’ouvrir en grand les registres de l’étouffoir au moyen du levier placé extérieurement près de la boite à fumée. L’attention des dépôts est tout particulièrement appelée sur la nécessité absolue de veiller au nettoyage très complet des éléments surchauffeurs, sous peine de voir leur utilisation diminuer rapidement. Les tubes supérieurs doivent être débarrassés des escarbilles qui peuvent s’être logées entre les. tubes surchauffeurs; nettoyer soigneusement la plaque tubulaire arrière et la débarrasser de tout commencement de capuchon-nage ; détacher, au moyen de crochets, et sortir du côté foyer les mâchefers qui tendent à adhérer aux extrémités arrière des surchauffeurs.
- Les machines à vapeur surchauffée doivent, nous l’avons dit, être l’objet d’un graissage très complet; mais il y a intérêt, à plusieurs points de vue, à ce que le graissage intérieur ne soit pas excessif. La visite des tiroirs, pistons et de leurs tiges permettra aux dépôts de s’en rendre compte et de donner aux mécaniciens toutes instructions utiles pour le réglage des pompes à huile.
- Visites périodiques.
- Indépendamment des visites usuelles et réglementaires, on devra procéder aux suivantes :
- ^oirset pistons doivent être examinés soigneusement et nettoyés à fond, autant que possible u es les six semaines et au moins tous les deux mois, suivant les prescriptions indiquées
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- ci-après. On examinera également les tiges, les garnitures, les guides avant des tiges de piston les tiges de commande des registres et les graisseurs.
- Surchauffeur. — Les éléments surchauffeurs doivent être démontés et sortis, visités avec soin et complètement nettoyés à chaque changement de roues et à toute grande réparation aux ateliers tout au moins. S’il y a lieu à épreuve hydraulique, de tout ou partie d’un surchauffeur dans des conditions qui seront ultérieurement détaillées, la pression d’épreuve est la même que celle de la chaudière. Les tubes surchauffeurs seront, avant leur remontage, recouverts d’une couche mince de goudron de houille, mise à chaud.
- Tiroirs. — Indépendamment des visites de tiroirs, prescrites ci-dessus, on procédera, lors des changements de roues et grandes réparations, à une visite minutieuse des tiroirs. Manier les tiroirs avec soin, de façon à éviter les chocs sur les surfaces frottantes ou la rupture des segments. S’assurer que ceux-ci ont le jeu transversal indispensable et débarrasser les cannelures, trous et bords des canaux des dépôts de cambouis. Si les segments sont adhérents et les tiroirs très encrassés, il est nécessaire de les démonter, de les. nettoyer à fond et d’assurer la mobilité des segments. Débarrasser le corps du tiroir des dépôts d’huile carbonisée qui peuvent y adhérer.
- Lors du remontage des segments de tiroirs, veiller soigneusement à leur conserver la mobilité verticale nécessaire. Au cas où les surfaces de contact entre les segments et les tiroirs auraient perdu leur parfait dressage, procéder à un léger tournage de ces pièces.
- Les bagues-guides des tiges de tiroir doivent être examinées et changées dès que le besoin s’en fera sentir, afin que le corps du tiroir ne porte pas sur ses segments.
- Visiter soigneusement les glaces, les. nettoyer et déboucher, si besoin est, les orifices de graissage.
- S’assurer de la parfaite mobilité des tiroirs après leur remontage, contrôler minutieusement le réglage.
- Les joints des plateaux du tiroir ne doivent pas être faits avec des produits élastiques ou d’une épaisseur notable, pour éviter toute obliquité des guidages.
- Cylindres et pistons. — Démonter les fonds de cylindres, sortir les pistons, les débarrasser de toute trace de cambouis ou de résidus d’huile ; nettoyer, chanfreiner au besoin les cannelures des segments et leurs logements dans les corps de pistons. Ne jamais perdre de vue que les disques des pistons ne doivent jamais toucher les parois des cylindres et doivent être supportés complètement par les glissières et les guides avant.
- Les douilles en bronze des guides avant seront remplacées dès qu’elles auront pris un jeu sensible. Les dépôts devront avoir en magasin des douilles de rechange.
- De même, les presse-garnitures ne doivent servir qu’à assurer l’étanchéité et ne jamais supporter la tige; s’assurer de leur mobilité transversale chaque fois que l’occasion s’en présente et remplacer les bagues usées. Vérifier, lors du remontage, que les presse-garnitures tournent légèrement sur les tiges, ont l’élasticité longitudinale nécessaire et ne sont pas calés par la mise en place d’une bague trop haute.
- Les soupapes de sûreté et d’aspiration d’air doivent être démontées et visitées, les soupapes non-étanches seront rodées.
- Pyromètre. — Lors de chaque rentrée des machines aux ateliers, le pyromètre sera démonte et envoyé au fournisseur, pour visite et étalonnage.
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- Chemins de fer du Midi.
- Instruction pour la conduite et l’entretien des machines
- MUNIES DU SURCHAUFFEUR ScHMIDT DANS LES TUBES A FUMÉE.
- Avant de prendre la conduite du train, le mécanicien réchauffetles cylindres en y envoyant de la vapeur et ouvre les purgeurs pour évacuer l’eau de condensation.
- pour démarrer, il ouvre très lentement le régulateur, après s’être fassuré que le volant de réglage du surchauffeur est à la position de pleine ouverture. Après le démarrage, il ne ferme définitivement les purgeurs que lorsque le pyromètre indique une température de 200° environ. Le niveau de l’eau dans la chaudière ne doit pas être trop élevé au moment du démarrage.
- Pendant la marche, le feu doit être conduit de telle sorte que la température indiquée par le pyromètre se tienne à 320° environ.
- Pour obtenir ce résultat, il faut maintenir sur la grille une couche de combustible suffisamment épaisse, bien étalée et bien allumée, en chargeant fréquemment et par petites quantités et alimenter la chaudière d’une façon aussi continue que possible.
- JJne surchauffe insuffisante peut provenir : d’une conduite défectueuse du feu ; de l’absence ou du mauvais état de la voûte ; d’un défaut de nettoyage du surchauffeur ;
- d’un excès d’eau dans la 'chaudière, et, d’une façon générale, de toutes les causes qui peuvent déterminer des entraînements d’eau ; d’un défaut de fermeture de la porte de la*boîte à fumée.
- Une baisse subite de la température dénote un entraînement d’eau dans le surchauffeur et les cylindres. Il faut alors ouvrir aussitôt les purgeurs. Ces entraînements, lorsqu’ils se reproduisent fréquemment, indiquent que la chaudière a besoin d’être lavée.
- La température ne doit pas être supérieure à 350° ; si cette limite est dépassée, il faut réduire la surchauffe en fermant partiellement des persiennes au moyen du volant de réglage du surchauffeur.
- L admission ne doit pas être inférieure à 20 p. c. et le régulateur 'ne doit pas être ouvert trop en grand.
- Le mécanicien doit apporter la plus grande attention au bon fonctionnement du graisseur des cylindres.
- Il est absolument interdit d'employer pour le graissage des cylindres des machines à vapeur surchauffy autre huile que celle qui est spécialement distribuée à cet effet.
- Pans la marche à régulateur fermé, il est inutile de ramener l’appareil de changement de Marche à fond de course, en raison de l’existence de dispositifs spéciaux destinés à limiter la ^ompression dans les cylindres. Gette opération n’est nécessaire qu’après un arrêt, en vue du rrage ultérieur. Lorsqu’après avoir marché à régulateur fermé, le mécanicien rouvre le Bulateur soit on marche directe, soit à contre-vapeur, il doit s’assurer de la fermeture de la Mmunieation établie entre les deux côtés du piston.
- Pans la marche à
- contre-vapeur, le mécanicien doit veiller à ce que l’injection soit toujours
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- suffisante. En repassant de la marche à contre-vapeur à la marche normale, il doit ouvrir les purgeurs dans les mêmes conditions qu’au démarrage.
- Après chaque voyage, les gros tubes à fumée doivent être ramonés au moyen de la lance à air comprimé, et les persiennes du surchauffeur doivent être soigneusement nettoyées au moment du vidage de la boîte à fumée.
- Les soupapes de sûreté et de rentrée d’air des cylindres, ainsi que les appareils qui mettent en communication les deux côtés du piston pendant la marche à régulateur fermé, doivent être soigneusement nettoyés.
- Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée.
- Instruction pour la conduite des locomotives a vapeur surchauffée système Pielock.
- On ne doit jamais allumer le feu dans une telle machine avant de s’être assuré que la chaudière et le surchauffeur sont pleins d’eau.
- Remplissage du surchauffeur. — Le surchauffeur étant vide, la chaudière l’est également. Le robinet R est ouvert (flg. 16), la poignée du robinet V est horizontale et tournée vers l’arrière de la machine (position de remplissage).
- On remplit d’eau la chaudière au moins jusqu’au niveau réglementaire. On attend une demi-heure pour permettre le remplissage complet du surchauffeur.
- On vérifie alors, à nouveau, le niveau de l’eau dans la chaudière.
- Mise en pression de la machine. — On procède à l’allumage. Dès que la pression de la vapeur atteint -1.5 à 2 kilogrammes, on ferme le robinet R, on tourne lentement vers l’avant de la machine la poignée du robinet Y (position de vidange). L’eau contenue dans le surchauffeur s’échappe mélangée de vapeur.
- Dès qu’il ne sort plus que de la vapeur, ce que l’on reconnaît facilement au bruit strident d’échappement de cette dernière, on place la poignée du robinet Y verticale et dirigée vers le bas (position de route).
- On continue la préparation comme pour une machine ordinaire.
- Surveillance en cours de route. — Pendant la marche, le surchauffeur ne nécessite aucun soin spécial; il suffit d’observer de temps en temps les indications du pyromètre, aussi bien avant que pendant la marche, c’est le seul moyen de contrôler le bon fonctionnement du surchauffeur. Un abaissement d’environ 20 à 30° au-dessous de la température normale de la surchauffe, le crachement des cylindres accusant un entraînement d’eau, une consommation d’eau relativement grande de la chaudière, dénotent une mauvaise étanchéité ou un autre défaut du surchauffeur. De telles constatations sont à faire connaître au chef de dépôt, dès la rentrée au dépôt.
- Vérification de l'étanchéité du sur chauffeur. — Après un stationnement prolongé de la machine en pression, et avant de la remettre en marche, on peut vérifier cette étanchéité au moyen du robinet Y à trois voies. Dans ce but, on place ce robinet, avec précaution, à la position de vidange, ce qui produit l’écoulement de l’eau introduite. Un écoulement très abondant dénote une étanchéité imparfaite; il faut alors procéder à une visite du surchauffeur.
- De pareilles épreuves ne doivent être faites qu’à basse pression et au-dessus d’une fosse.
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- Service de réserve et stationnement en feu. — Lorsque la machine assure un service de réserve
- i T»-nn’elle stationne en feu, on ne doit jamais remplir d’eau le surchaufteur. ou lor&4u
- Remisage de la machine sans feu. — Au contraire, chaque fois que le feu a été jeté, on doit remplir d’eau le surchauffeur pour éviter l’ox;ydation des parties de tubes à fumée comprises dans le caisson, par suite du refroidissement complet de la chaudière ou d’un remisage prolongé de la machine à l’état froid.
- 4 cet effet, on procède de la manière suivante :
- 1» On commence par placer la machine à l’endroit précis où elle doit être remisée, car après le remplissage du surchauffeur, on ne devra plus ouvrir le régulateur ; on n’enverrait que de l’eau dans les cylindres;
- 2° Eu égard à la capacité de 500 litres environ du surchauffeur, on vérifie que, dans la chaudière le niveau de l’eau est suffisamment élevé ; V
- 3° On place le robinet Y à la position du remplissage et on ouvre le robinet R ;
- 4° On alimente la chaudière pour remplacer au fur et à mesure l’eau absorbée par le surchauf-feur.
- Vidange de la chaudière. — Le surchauffeur ne doit jamais rester plein quand la chaudière se vide. Par conséquent, lorsqu’on vidange la chaudière pour lavage, réparations, etc., on vidange en même temps le surchauffeur en plaçant le robinet V à la position de vidange.
- L’opération terminée, on dispose les robinets R et V pour le remplissage. De cette façon, on ne pourra oublier de remplir le surchauffeur, lorsqu’on remplira la chaudière.
- INSTRUCTIONS POUR L’EMPLOI DU RÉCHAUFFEUR D’EAU d’ALIMENTATION SYSTÈME CAILLE .
- Le principe de cet appareil consiste à utiliser la chaleur d’une partie de la vapeur d’échappement traversant les faisceaux de tubes montés dans le réchauffeur pour porter à une température pouvant atteindre 95° environ, l’eau venant du tender et circulant autour des tubes en question.
- Cette eau est ensuite refoulée dans la chaudière, suivant les besoins de l’alimentation par une pompe spéciale à eau chaude.
- Avant le départ, le mécanicien doit vérifier que
- 1° Le robinet de prise d’eau côté droit du tender est bien ouvert ;
- 2° Le réchauffeur est bien plein d’eau ;
- 3° La cloche de refoulement est pleine d’air et le robinet purgeur, placé à sa partie inférieure fermé ;
- 4° Le robinet d’arrêt de la boîte à clapet côté droit de la chaudière est bien ouvert.
- Après le départ, dès que le régulateur est ouvert, le mécanicien ouvre les palettes de prise de ^apeur d échappement, en tournant leur volant de manœuvre dans le sens inverse du mouvement
- hes aiguilles d’une montre.
- Il lègle leur ouverture 90 à 95°
- de manière que le pyromètre indique une température d’environ
- J met en marche lentement la pompe à eau chaude.
- un)/V<t^ a^°rs ïnoaI'er la pression du manomètre branché sur la cloche de refoulement jusqu’à 2 1 ogramme environ en plus de la pression de la chaudière.
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- Il ne doit pas s’occuper des lancers d’aiguilles de ce manomètre, se produisant à chaque c de pompe. ^
- Il règle la marche de la pompe de manière que le niveau de l’eau reste sensiblement constant dans la chaudière.
- Si la température indiquée au pyromètre monte à 100°, il y a alors crachement de vapeurs d’eau par les deux tuyaux placés le long de la cheminée, il réduit l’ouverture des palettes et inver sement, si la température indiquée ne se maintient pas dans les environs de 90°.
- On comprend qutl y a intérêt à alimenter d’une façon continue à régulateur ouvert puisqu’une fois ce dernier fermé, le réchavffeur ne reçoit plus de vapeur et que par suite, la t(r>î pérature de Veau pompée baisse rapidement.
- A l’arrivée, le mécanicien ferme les palettes de prise de vapeur et achève, s’il y a heu, de remplir la chaudière avec l’injecteur Giffard, cette mesure ayant pour but de maintenir ce dernier toujours en état de fonctionner en cas d’avarie à la pompe à eau chaude.
- Si le stationnement de la machine doit dépasser trois heures, il ouvre le robinet purgeur placé à la partie inférieure de la cloche de refoulement, de manière à vider celle-ci.
- Il est ainsi certain qu’au moment du départ, cette cloche sera pleine d’air.
- En hiver, si, pendant les stationnements, la machine est exposée à la gelée, le mécanicien ferme le robinet d’arrêt côté droit de la chaudière et la prise d’eau côté droit du tender; il ouvre ensuite tous les robinets purgeurs placés aux points bas des tuyaux de circulation d’eau froide et d’eau chaude, de la pompe à eau chaude et du réchauffeur, de manière à les vider complètement.
- Enfin, il découple la rotule côté droit du tender.
- S’il veut réchauffer l’eau de ce dernier, il ne doit alors se servir que du robinet réchauffeur côté gauche de la machine.
- Au moment de repartir, il fait les opérations inverses, en ouvrant en dernier lieu la prise d’eau côté droit du tender.
- Il vérifie ensuite que le réchauffeur est bien plein d’eau, en ouvrant soit le robinet purgeur placé sur la conduite d’eau chaude, soit celui placé à la partie inférieure de la pompe à eau chaude et en s’assurant que l’eau coule bien par ces robinets.
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- EXPOSÉ N° .4
- (Autriche-Hongrie, Roumanie, Turquie, Serbie et Bulgarie)
- Par François GERSTNER,
- CONSEILLER DU GOUVERNEMENT,
- INSPECTEUR GÉNÉRAL ET CHEF DU SERVICE DU MATÉRIEL ET DE LA TRACTION DE LA SOCIÉTÉ PRIVILÉGIÉE AUSTRO-HONGROISE DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT.
- A. — Chaudières à tubes d’eau.
- Dans les pays dont il s’agit dans le présent exposé, les chaudières à tubes d’eau pour locomotives ne sont représentées que par un seul type, la chaudière Brotan. Ce générateur, étudié par Mr l’inspecteur principal Brotan, chef des ateliers des chemins de fer de l’Etat autrichien, est une combinaison de la chaudière à tubes de fumée avec celle à tubes d’eau; en effet, le corps cylindrique, avec ses tubes à gaz chauds et les deux plaques tubulaires, est pareil à celui des chaudières ordinaires de locomotives, tandis que la boîte à feu constitue une sorte de chaudière aquatubulaire. Une autre particularité du type Brotan est l’emploi d’un collecteur ou bouilleur, avec avant-corps, qui surmonte le corps cylindrique et la boîte à feu. Le foyer et l’enveloppe extérieure du type ordinaire sont remplacés par des tubes à eau en fer disposes verticalement côte à côte, qui partent d’un cadre commun et montent jusqu’à 1 avant-corps du bouilleur : ces tubes, en rangée jointive, forment les parois du foyer ; deux gros tuyaux (réduits sur une locomotive à un seul) assurent la circulation de l’eau entre le corps cylindrique et le bouilleur supérieur, en passant par le cadre et les tubes du foyer. Ce type de générateur, composé d’une chaudière à tubes de fumée et d’une chaudière à tubes d’eau, a une grande capacité d’eau et une capacité suffisante de vapeur; la'circulation de l’eau est extrêmement active et il en jésuite une vaporisation très abondante; le dépôt de tartre dans les tubes est com-a u e®cacement par le mouvement intense de l’eau. La construction est robuste cu^0nne Pas lieu à des difficultés d’entretien excessives; de toute façon ces diffi-en .SOn^ ni°indres que pour les chaudières de locomotives ordinaires avec foyer ÜoneUf6* c^auc^re donne d’excellents résultats au point de vue de la vaporisa-Fierd 6 d’assurer une réserve suffisante de vapeur, avantage partieulière-
- aPpieciable quand la locomotive doit fournir un effort prolongé considérable.
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- Dans la conception de ce nouveau type, l’inventeur s’est avant tout inspiré de la nécessité de remédier aux difficultés qui résultent des grandes dimensions de la chaudière de locomotive et notamment du foyer en cuivre, d’une part, et, d’autre part, des hautes pressions actuellement employées. Tout le monde sait que le cuivre supporte mal les hautes températures et que sa résistance diminue rapidement aux températures très élevées; les dilatations des flancs, de la plaque tubulaire et de la face arrière occasionnent des déformations fâcheuses de ces grandes plaques, les trous s’ovalisent et des fuites se déclarent autour des tubes. Une question d’une importance capitale est la conservation des parois latérales, des entretoises et des têtes d’entretoises. Pour peu qu’on ait à s’occuper de l’entretien des chaudières, on sait que dans les grandes chaudières à hautes pressions, les entretoises du ciel et des flancs ont une résistance insuffisante, que les ruptures sont fréquentes et que les parois latérales s’entartrent souvent, surtout avec de l’eau d’alimentation de qualité médiocre. C’est pour parer à ces difficultés qu’on a eu recours à ce nouveau type de chaudière dans lequel il n’existe plus de cuivre ni d’entretoises et qui permet d’employer un charbon sulfureux inutilisable dans , les foyers en cuivre : le foyer Brotan, constitué par des tubes en fer Mannesmann, supporte bien ce combustible sans subir l’usure considérable et rapide que l’on constaterait sur un foyer en cuivre.
- La figure 1 représente une chaudière de ce genre en service sur une locomotive des chemins de fer de l’Etat hongrois ; sa capacité totale est de 7.5 mètres cubes. La chaudière Brotan de la locomotive série 174 des chemins de fer de l’État autrichien a une capacité totale de 7.1 mètres, cubes, une surface de vaporisation de 5.3 mètres carrés, une surface de chauffe directe de 11.6 mètres carrés, une surface de chauffe indirecte de 169 mètres carrés, et par suite une surface de chauffe totale de 180.4 mètres carrés.
- Dans les pays dont il est question dans le présent rapport, la chaudière Brotan a eu les applications suivantes :
- ADMINISTRATIONS. Type de locomotive. Chaudières Brotan en service depuis l’année En service £ O 03 O O Ü
- 1801. 1902. 1903. 1904. 1905. 1906. 1907. 1908. 1909. En juin 1909.
- 0-6-0 1 4 3 8
- Chemins de fer de l’État autrichien. 4-4-0 1 5 1 7
- 0-8-0 ..* 1 1 11 13
- Chemins de fer de l'État autrichien
- (Nord de Bohême). - . . . . . 0-6 0 1 1
- 4-4-0 1 1
- 0-4-0 2 2
- État hongrois 0-6-0 î
- 0-6-0 t
- Kaschau-Oderberg 0-6-0 1 1 2 û
- Total. . 1 4 1 5 6 2 15 34 y
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- Dans les autres pays il y a dix-sept chaudières Brotan en service et seize autres sont en construction.
- En beaucoup de points, la chaudière Brotan est aussi employée avec de l’eau d’alimentation très dure, chargée de matières étrangères, et son emploi y donne lieu à moins de difficultés que celui de la chaudière à foyer ordinaire.
- Sans doute la chaudière Brotan n’est encore que dans la phase d’une expérimentation étendue, sa durée d’emploi n’est pas suffisamment longue pour que l’on puisse se prononcer d’une manière définitive et concluante sur ce système de générateur. Néanmoins un avantage que l’on peut reconnaître dès maintenant à cet intéressant mode de construction, est que l’emploi des coûteuses plaques en cuivre et des entretoises peut être évité par des moyens qui ne sont pas trop compliqués, avec amélioration simultanée de la vaporisation. Le poids de la chaudière Brotan est à peu près égal à celui du type ordinaire de même puissance. Elle présente l’inconvénient de produire de la vapeur plus humide que les chaudières ordinaires, de sorte que, quand elle travaille à la limite de sa puissance et surtout avec de grandes admissions pendant un temps prolongé, il se produit des entraînements d’eau. Un remède efficace à cet inconvénient est l’emploi d’un sécheur de vapeur (type Clench ou type des chemins de fer de l’État autrichien) ou d’un surchauffeur. La production de vapeur trop saturée d’eau a pour cause la relation défavorable entre la puissance de vaporisation et la surface libre de l’eau. L’inventeur a cherché à réaliser un perfectionnement de son système en supprimant le bouilleur et en faisant usage d’un corps cylindrique de grand diamètre, réunissant une ample surface de vaporisation à une capacité suffisante pour la vapeur. Cette nouvelle disposition est appliquée dès maintenant sur plusieurs locomotives des chemins de fer fédéraux suisses, des chemins de fer de l’État suédois et de deux administrations de chemins de fer russes.
- Dans les pays faisant l’objet du présent exposé, on n’emploie, pour les chaudières de locomotives, aucun des différents systèmes de tubes d’eau placés dans les foyers. On n’a pas adopté davantage la chaudière à tubes d’eau proprement dite, comportant l’abandon complet du système des chaudières cylindriques et des tubes à fumée.
- B. — Surchauffeurs de vapeur, distribution et emploi de la vapeur surchauffée.
- On a songé, pour la première fois, il y a une trentaine d’années à tirer parti pour les locomotives, comme on le faisait déjà pour les machines fixes, des avantages que présente l’emploi de vapeur absolument sèche, d’une température plus élevée que celle de la vapeur saturée à la même pression, pour remédier aux inconvénients de la vapeur fortement chargée d’eau. En France, dans les années 1879 et 1880, Auguste Estrade, Louis M. Rist et le baron Seillière étudièrent et construisirent des types de surchauffeurs pour locomotives, mais ces systèmes ne furent appliqués que sur une cchelle restreinte et ne tardèrent pas à disparaître. Au bout d’un temps assez long,
- question fut reprise de divers côtés; les nombreux types qui virent le jour dénotent nettement l’effort tenté par les inventeurs pour réaliser une forte surchauffe
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- Stirnansicht im Schnitt, Lângsschnitt.
- Fig. 1. — Chaudière à foyer tubulaire type Brotan pour locomotive express compound, classe le de l’Etat hongrois.
- Abmigung des Stirmftdrohres zum Vorkopf.
- Surface de grille ....................3 mètres carrés.
- Nombre de tubes....................... 223.
- DIMENSIONS PRINCIPALES Surface de chauffe des tubes à fumée — — du foyer ....
- 146 mètres carrés. 18.8 - -
- Surface de chauffe totale.............164.8 mètres carrés.
- Pression de la chaudière..............13 atmosphères.
- Explication des termes allemands : Kessellange == Longueur totale de la chaudière. — Asbest-Matrage = Chemise en asbeste. — Wasserstand = Niveau de l’eau. — Hôchster == Maximum. — Mittlerer = Moyen. — Tielster == Minimum. — Zwischen den Rôhrwânden == Entre les plaques tubulaires. — Disposition der Boxrohre in der HOhe der Heiztürlochmitte = Disposition des tuyaux du foyer à la hauteur de la porte du foyer. — Kupfer = Cuivre. — Schnitt dureh das Grundrohr — Coupe du cadre du bas. — Schnitt des Grundrohres im Rosttrâger Anguss = Coupe du cadre par le support de la grille. — Schnitt des Grundrohres im Aschenkastentrâger Anguss — Coupe du cadre par le support du cendrier. — Seitenansicht = Vue de côté. — Stirnansicht = Vue rte ïaee. — Otie.ro Ansrteht = Vue rt’en haut. — Seitlieher Stehkesseltrager = Console latérale du foyer. — Seitenansieht des Stelikesselmanteis — Vue de l’enveloppe de boite à feu. — Vordere StammWA des SlrtikrasdmimU'ls = V.nvoloppo rte hoito à feu, irao <lo l’avant. — XJntere Ansiclit des Grundrohres = Cadre du foyer, vu d’en bas. — Diehtungsriug uns Kupfer = lingue
- • Ve.
- SinhliiUKUs:.
- l’.vfvstifcçunf? <lcs soit 1 icluhi St ohk et
- rmidroliros in A = T,a r/u/ro du fayor ost muni d'uno piAco It AHNr,tnl>l;iffn du «vir/ro du luis If. S( irn/inslflit itn
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- avec un système aussi simple que possible, et réduire le poids et la dépense au minimum tout en employant une construction robuste, d’un entretien facile et économique.
- Les surchauffeurs pour locomotives peuvent être rangés dans trois groupes :
- 1° Surchauffeurs placés dans la boîte à fumée;
- 2° Surchauffeurs placés dans le corps cylindrique et utilisant la chaleur dégagée par les tubes à fumée;
- 3° Surchauffeurs placés dans les tubes mêmes et utilisant en partie la chaleur directe des gaz de la combustion pendant leur parcours du foyer à la boîte à fumée.
- Le premier groupe comprend les types de la Hannoversche Lokomotivfabrik (Egestorff), de Ranafier, de Hagans avec chauffage spécial au pétrole dans la boîte à fumée, de Lôw, et le type, si répandu en Allemagne, de Wilh. Schmidt de Wilhelmshôhe (Casseî) ;
- Le second comprend les types de Clench, des chemins de fer de l’État autrichien, de Pielock, de Slucki;
- Le troisième comprend les surchauffeurs Vaughan et Notkin, le type américain Schenectady (Cole), celui de Cockerill (Seraing) et le surchauffeur de Wilh. Schmidt, dont l’emploi se généralise de plus en plus et dont il sera particulièrement question plus loin.
- 11 existe d’autres types qu’il est impossible, à cause de leurs particularités, de ranger dans les catégories ci-dessus. Nous citerons comme exemples le premier sur-chauffeur Schmidt, datant de 1897, avec une batterie d’éléments surchauffeurs logée dans un gros tube central, et le type Klose, dans lequel une partie des tubes du haut est supprimée pour constituer une chambre de surchauffe surmontée d’un dôme spécial dans lequel se trouve une batterie d’éléments surchauffeurs.
- Les rapporteurs pour les autres pays ne manqueront sans doute pas de se prononcer avec plus de détails sur les avantages et les inconvénients des systèmes précités; en ce qui concerne les pays faisant l’objet du présent exposé, il ne pourra etre question que d’un petit nombre de types; encore ne s’agira-t-il que de 1 Autriche, où dès maintenant il y a beaucoup de locomotives à surchauffeur en service; dans les autres pays (Hongrie, Roumanie, Bulgarie, Serbie, Turquie) la surchauffe n’est pas encore employée pour les locomotives, mais ces derniers pays °et commandé un certain nombre de locomotives à surchauffeur.
- Les systèmes de surchauffeurs actuellement employés en Autriche sont les
- suivants :
- 1 le type de Clench et des chemins de fer de l’État autrichien (sécheur de vapeur) ; '
- ^ le surchauffeur Pielock ;
- le surchauffeur W. Schmidt placé dans les tubes à fumée.
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- Le type Clench et État autrichien est appliqué :
- Sur les chemins de fer de l’État autrichien, à 138 locomotives en service et à 105 locomotives en construction; sur les chemins de fer du sud de l’Autriche à 6 locomotives en service; sur les chemins de fer d’intérêt local de la Bukovine, à 3 locomotives en service.
- Ce système de séchage et de surchauffe de la vapeur consiste en une^chambre formée par la plaque tubulaire de la boîte à fumée et une troisième plaque tubulaire ajoutée à?une distance de 1 à 1.3 mètre en arrière de la plaque avant. C’est dans cette chambre, où il ne se trouve pas d’eau et qui est remplie de vapeur saturée, que cette dernière, en léchant les tubes à fumée, se sèche et s’échauffe. En vue d’augmenter l’activité du mouvement de la vapeur dans cette chambre, ce qui a pour effet une meilleure utilisation de la chaleur des tubes, on dispose entre les plaques extrêmes une ou plusieurs cloisons dans lesquelles les tubes passent par des trous légèrement plus grands. Ce type présente l’avantage d’un très faible poids et d’une grande simplicité; il est vrai que la surchauffe n’est pas importante; l’élévation de la température ne dépasse guère 40 à 50° C. et il n’y a, à proprement dire, que séchage de la vapeur. Par contre, la faible surchauffe permet de conserver les types de tiroirs plans ordinaires et de continuer à employer les huiles de cylindre ordinaires, dont le prix est notablement plus bas que celui des coûteuses huiles, à très haut point d’inflammation, qu’il faut employer avec la vapeur fortement surchauffée.
- Ce système, dans lequel la surchauffe reste de 80 à 100° C. au-dessous de celle des locomotives à vapeur suchauffée proprement dites (par exemple, celle réalisée avec le surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée), constitue donc un sécheur plutôt qu’un surchauffeur. Un inconvénient sérieux du système est la difficulté d’assurer l’étanchéité des tubes à fumée dans la plaque intermédiaire; il est à craindre aussi que les tubes ne s’oxydent dans la chambre dé séchage et de surchauffe, dépourvue d’eau; le sertissage et le mandrinage des tubes sont difficiles, de même que leur démontage; enfin, il semble qu’il y ait lieu de prévoir une certaine détérioration des tubes dans la plaque intermédiaire par suite de leurs trépidations en service. La chaudière est coûteuse de conduite et d’entretien, du fait qu’on ne peut retirer les tubes que par morceaux, qui ne peuvent plus être employés ensuite que pour des raboutages.
- Il convient de faire remarquer, en outre, que l’adjonction d’une chambre de surchauffe a pour effet de réduire la surface de chauffe tubulaire; mais cet inconvénient n’a pas une grande importance, la partie antérieure des tubes contribuant sensiblement moins à la vaporisation que celle plus rapprochée du foyer.
- Les chemins de fer de l’État autrichien ont muni trois locomotives compoundde surchauffeurs (fig. 2 et 3) logés dans la boîte à fumée et servant à surchauffer la vapeur pendant son passage des cylindres à haute pression aux cylindres à basse pression (deux types). Ce système paraît donner de bons résultats, mais est employé depuis trop peu de temps pour qu’on puisse se prononcer définitivement sur son compte'
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- Quelques locomotives auirichiennes 'sont munies du type connu de surchauffeur pieiock (fig. 4). La chambre de surchauffe est une caisse de forme cubique, arrondie aux angles, placée vers le milieu du corps cylindrique, traversée par le faisceau tubulaire et isolée à l’avant et à l’arrière par des plaques tubulaires. Cette chambre communique avec le dôme et il s’y produit, comme dans le système Clench, un séchage et une certaine surchauffe de la vapeur qui baigne les tubes dans l’intérieur
- de la chambre. Des cloisons disposées dans celle-ci provoquent une circulation plus intense de la vapeur et un contact plus intime avec les tubes : dans l’ancien type, elles étaient placées transversalement aux tubes, tandis que maintenant, pour faciliter la pose des tubes, on les dispose parallèlement à ceux-ci. La figure 5 représente, en schéma, un appareil spécial, consistant en un tiroir-piston à triple siège, qui sert à remplir d’eau la chambre de surchauffe pour les stationnements de la locomotive et à la vider avant la remise en service.
- On peut mentionner à l’avantage de ce système la faible augmentation de poids de la locomotive, la possibilité de monter ces surchauffeurs sans augmentation appréciable ni changement de distribution des charges par essieu, et enfin la modicité de la dépense d’établissement; parmi ses inconvénients, nous citerons les difficultés auxquelles donnent lieu la pose, la conservation de l’étanchéité et l’entretien des tubes exposés à se brûler dans l’intérieur de la chambre de surchauffe; les quatre plaques tubulaires dont les trous de tubes ont un diamètre qui va en croissant de une a l’autre, présentent deux fois autant de joints qu’une chaudière normale, our enlever un tube, il faut généralement le couper au préalable en morceaux, sinon les plaques tubulaires prendraient du jeu par suite du détubage. Enfin l’entre-e»et le bon fonctionnement de l’appaTeil de remplissage et de vidange paraissent
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- présenter des difficultés. Le petit nombre de locomotives munies de ce surchauffeur et la durée restreinte des expériences ne permettent pas, dans ce cas encore, de porter un jugement définitif. Nous dirons toutefois que les températures de vapeur réalisées, tout en étant plus élevées que celles obtenues avec le type Clench, restent au-dessous des températures atteintes dans les surchauffeurs tubulaires.
- Position II.
- Position III.
- Fig. 5. — Appareil automatique de remplissage du surchauffeur Pielock.
- Ces deux types, celui de Clench-État Autrichien et celui de Pielock, sont employe* par trois chemins de fer autrichiens; toutes les locomotives qui en sont munies so des compounds à deux et à quatre cylindres, du type connu Gôlsdorf : elles ont
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- mécanisme Heusinger (Walschaerts) ordinaire et la vapeur est surchauffée avant son introduction dans le ou les cylindres à haute pression. La distribution est assurée par des tiroirs plans ordinaires. Les garnitures sont du type métallique Huhn, avec bagues graphitées. Les tiges de piston sont rectifiées avec soin à la meule.
- En raison de la surchauffe modérée que donnent les appareils Pielock, on n’emploie pas, sur les locomotives qui en sont munies,d’huiles decylindre spéciales avec degré d’inflammation élevé; par suite l’augmentation des frais de graissage n’est pas très sensible. Toutes les locomotives à surchauffeurs Clench ou Pielock ont des graisseurs mécaniques Friedmann.
- Le plus répandu des systèmes de surchauffe est celui de Schmidt de Wilhelmshôhe (Cassel) avec les éléments surchauffeurs logés dans des tubes à fumée de grand diamètre.
- Dans les pays faisant l’objet du présent exposé,ce surchauffeur a reçu les applications suivantes :
- Locomotives en service.
- Chemins de fer de l’État autrichien............. 49
- — — d’intérêt local de la Bukovine . . 3
- — — de la Basse-Autriche............. 7
- — — du Nord-Ouest autrichien (d) . . 13
- — — de Bosnie-Herzégovine .... 12
- — — d’Aussig-Teplitz................. 5
- Société Autrichienne-Hongroise privilégiée des
- chemins de fer de l’État (*)................. 73
- Total. . . 112
- Locomotives en construction.
- État autrichien ......................................137
- Sud de l’Autriche............................. 6
- Chemins de fer de la Bukovine ...... 2
- Nord-Ouest autrichien......................... 10
- Sud (Hongrie)................................. 2
- Chemins de fer de l’État hongrois............. 4
- Total. . . 161
- (*) Réseaux rachetés par l’État autrichien en mars 1909.
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- Le nombre total de locomotives à surchauffeur Schmidt clans les tubes à fumée en service ou en construction en 4909, est donc de 273.
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- Régulateur, position du tiroir pour la descente des pentes.
- Fig. 7. — Surchauffeur Schmidt.
- Il ne sera pas nécessaire de donner une description détaillée de ce type; l’exanien des principaux organes suffira.
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- Les éléments surchauffeurs sont logés dans des tubes à fumée dont le diamètre est plus grand que celui des tubes ordinaires. Chaque élément consiste en quatre tubes de surchauffe disposés par paires et réunis du côté du foyer par des étriers en fonte malléable dans lesquels ils sont vissés; du côté de la boîte à fumée, ces tubes débouchent dans un collecteur cloisonné, qui communique d’un côté, par des conduits, avec le régulateur, de l’autre avec le tuyau d’amenéede la vapeur aux cylindres. La partie de la boîte à fumée qui se trouve devant les extrémités des gros tubes à fumée renfermant les éléments surchauffeurs, forme une espèce de chambre qui peut être fermée par une série de volets. Cette disposition permet d’intercepter le passage des gaz chauds par les gros tubes lorsque le régulateur est fermé et, par là, d’éviter que les tubes n’étant plus parcourus par la vapeur se brûlent. L’ouverture de ces volets est effectuée par un petit cylindre auxiliaire dont le piston actionne le mécanisme de commande des volets; l’alimentation de vapeur de ce cylindre auxiliaire est montée sur le tuyau d’amenée et dépend donc de la manœuvre du régulateur; la relation entre les deux appareils est établie de telle manière que l’ouverture du régulateur provoque en même temps celle des volets. Dès que le régulateur est fermé, le cylindre auxiliaire ne reçoit plus de vapeur et les volets se referment sous l’action de leur propre poids. On peut toutefois ouvrir aussi les volets à l’aide d’une tringle manœuvrée à la main pour nettoyer ou renouveler les tubes, lorsque la locomotive n’est pas sous pression. Du côté de la boîte à fumée, les tubes de surchauffe s’emmanchent deux à deux dans une sorte de manchon où une seule vis les maintient en place ; la pose et le démontage de ce manchon sont donc très faciles. La réunion de quatre petits tubes de surchauffe dans un seul tube à fumée offre cet avantage que la vapeur et les gaz chauds circulent deux fois en sens contraire et deux fois parallèlement : de la sorte, la vapeur est divisée en un grand nombre de filets minces et il en résulte un contact intime avec les gaz de la combustion ; de plus, la quantité de chaleur cédée par le foyer à la boîte à fumée n’est pas excessive comme dans d’autres types, tels que les premiers systèmes de Wilh. Schmidt, par exemple.
- En ce qui concerne la distribution de la vapeur dans les locomotives munies du surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée, on emploie en Autriche-Hon-Srie> dans des proportions égales, la simple expansion et le système compound, ce dernier avec deux et quatre cylindres. Sur les chemins de fer de l’État autrichien, la surchauffe est toujours combinée avec le fonctionnement compound, à deux cylindres pour les locomotives à marchandises et les locomotives de trains de voyageurs-omnibus, à quatre cylindres pour les machines express; toutes ces locomo-h'es sont du type compound (dôlsdorf, universellement connu, avec tiroirs cylin-^iques et boîtes à garniture analogues au type employé en Amérique et par
- • Schmidt, pour les cylindres à haute pression, tiroirs plans ordinaires pour les lè re.S ^ kasse pression. Les autres administrations : le Nord-Ouest autrichien, c^e^emin de fer du Nord Empereur-Ferdinand et la Société austro-hongroise des (fee ^ ices fr0^s réseaux appartiennent maintenant à l’État; ainsi
- e chemin de fer d’Aussig-Teplitz préfèrent la simple expansion dans deux
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- cylindres pour les locomotives à vapeur surchauffée : cette disposition, simple d’établissement et d’entretien, donne des résultats très satisfaisants au point de vue de la puissance et de l’économie et convient mieux pour les charges restreintes par essieu, imposées à certaines de ces administrations par la présence de voies et ponts d’anciens types sur leurs lignes. Une des principales raisons qui ont déterminé la Société austro-hongroise, en adoptant la surchauffe, à choisir la simple expansion, est qu’elle permet de revenir à des pressions de vapeur de 11 1/2 à 12 kilogrammes; en faisant ce pas en arrière, on s’est rapproché de l’époque des faibles pressions où l’entretien des chaudières n’offrait pas encore les difficultés et ne donnait pas lieu aux chômages prolongés et aux grands frais de réparation que comporte l’emploi des timbres élevés. Tous les ingénieurs d’ateliers savent que ces difficultés et ces inconvénients datent du jour où l’on a abandonné les chaudières à 9 ou 10 kilogrammes de pression et à dimensions modérées pour adopter les grandes chaudières à timbre élevé des temps modernes. D’autre part, grâce à la surchauffe et à la meilleure utilisation de la vapeur qui en est le résultat, on peut éviter de donner des dimensions excessives au foyer et aux autres parties de la chaudière.
- Sur les locomotives des chemins de fer de l’État autrichien, le mécanisme de distribution est généralement du type Heusinger-Walschaerts ordinaire, sauf les légères modifications que nécessite l’emploi du système compound Gôlsdorf. Le régulateur diffère un peu du type usuel : le tiroir masque deux conduits, dont un de grand diamètre par lequel la vapeur s’écoule dans le surchauffeur et de là aux cylindres, et un autre plus petit, destiné à amener un filet de vapeur dans les tubes surchauffeurs et à les garantir ainsi contre les températures excessives lorsque la locomotive, en descendant une longue pente, par exemple, marche longtemps à régulateur fermé. Dans ce dernier cas, le levier de manœuvre du régulateur ne se trouve pas exactement dans la position normale de fermeture ; un petit cliquet, manœuvré à la main, le maintient dans cette position exceptionnelle.
- La Société austro-hongroise des chemins de fer de l’État possède actuellement (juin 1909) 73 locomotives à surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée, mises en service progressivement depuis septembre 1906, savoir : a) 43 locomotives à marchandises à six roues couplées de 1.450 mètre de diamètre et un essieu porteur (série 38); b) 20 locomotives à service mixe, avec six roues couplées de 1.550 mètre de diamètre et un essieu porteur (série 39); c) 10 locomotives express, avec six roues couplées de 1.800 mètre de diamètre et bogie à quatre roues à l’avant (série 36).
- Toutes- ces locomotives sont à deux cylindres, à simple expansion; celles des séries 38 et 39 sont timbrées à 11.5 kilogrammes et celles de la série 36 à 12 kilo grammes. Les types a et b résultent de la transformation des locomotives à vapeur saturée construites en 1900 et qui ont le même véhicule ainsi que la même chaudière, à part les modifications nécessitées par l’adjonction du surchauffeur (eej> modifications sont le remplacement des tubes à fumée des rangées supérieures, raccourcissement de 100 millimètres du corps cylindrique et la suppî’essl°n
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- second dôme); il existe trois types de ces locomotives à vapeur saturée, savoir: série 37, locomotives à deux cylindres à simple expansion; série 37.5, locomotives à deux cylindres compound (système Gôlsdorf); série 38,5, locomotives à trois cylindres compound. Quant au type c mentionné plus haut (locomotives express), on l’a obtenu en transformant une locomotive à quatre cylindres compound à vapeur saturée, ayant la même disposition et la même puissance. Le diamètre des cylindres a été porté, pour les types a et b, à 520 millimètres, tandis qu’avec la vapeur saturée il est de 490 millimètres sur les locomotives à deux cylindres à simple expansion, de 520 et 790 millimètres sur celles à deux cylindres compound et de 490 et 580 millimètres sur celles à trois cylindres compound ; dans le type c, il a été porté à 550 millimètres, contre 350 et 580 millimètres sur la compound quatre cylindres à vapeur saturée.
- Les locomotives compound Gôlsdorf de l’État autrichien, munies du surchauffeur, ont reçu des cylindres à haute pression ayant les diamètres suivants :
- Série 206 (2 cylindres) 520 millimètres contre 500 millimètres
- - 110(4 — ) 390 — - 370 —
- — 329 (2 — ) 475 — — 450 —-
- - 180 (2 — ) 590 — — 560 —
- — 60 (2 — ) 520 — — 520 —
- pour le cylindre à haute pression de la locomotive à vapeur saturée correspondante.
- Sur toutes les locomotives à vapeur surchauffée, le diamètre des cylindres à basse pression est resté le même qu’auparavant.
- Fig. 8.
- Les pistons des locomotives à vapeur surchauffée de la Société austro-hongroise s°nt du type dit suédois ; ils ont trois segments élastiques de 20 millimètres de lar-
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- gèur et 17 millimètres d’épaisseur qui ne sont pas destinés à porter le piston, mais simplement à en assurer l’étanchéité. Les deux segments extérieurs sont munis de rainures tournées concentriques, dans lesquelles sont percés de petits trous de 3 millimètres de diamètre, répartis également sur le pourtour du segment. Dès que le premier ou le troisième segment du piston à fond de course est comprimé, la vapeur pénètre par la coupurefsous le segment et appuie de nouveau celui-ci contre la paroi
- du cylindre; une partie de cette vapeur s’échappe par les petits trous percés dans la gorge, de sorte que le segment revient très doucement s’appliquer contre la paroi, sous la seule action de son élasticité et de la légère pression de la vapeur qui reste derrière le segment; par suite l’usure des segments est très faible. On a muni le piston de trois segments afin que son étanchéité reste assurée à tout moment par le segment du milieu. Une clavette empêche les segments de tourner.
- Les tiges de piston sont du type ordinaire avec contre-tige, elles ont une conicite
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- ge 0.72 sur 100 millimètres et sont fixées à l’aide d’un écrou à filet triangulaire; elles sont en acier au creuset et polies à la meule; la rectification des tiges de piston à la meule est très avantageuse aussi lors des réparations. Un des points les plus importants est le guidage exact des tiges de piston qui ne doivent pas être portées par les boîtes à garniture. Afin d’éviter l’usure excessive des garnitures métalliques et d’assurer le centrage exact du piston, la tige est portée à l’avant par une boîte spéciale garnie de métal blanc et à l’arrière par la tête de piston et les glissières : il est donc indispensable que ces dernières soient toujours bien ajustées; à cet effet elles sont pourvues de plusieurs minces semelles (de ]/2 millimètre) qui permettent le rattrapage facile des jeux en service.
- La Société austro-hongroise a adopté le type W. Schmidt de boîte à garniture, analogue au type américain dit métallique, et présentant l’avantage que la boîte renfermant les bagues de garniture proprement dites est continuellement refroidie par l’air extérieur. A ses deux extrémités, extérieure et intérieure, cette boîte est munie de deux anneaux sphériques (a et b de la figure 10, qui représente la boîte de la contre-tige). L’anneau extérieur est disposé de manière qu’un plan vertical mené par son axe coïncide avec un plan vertical passant par le milieu des bagues de garniture. La boîte h étant appuyée par la vapeur et le ressort F contre l’anneau sphérique b, il se produit, entre les surfaces de contact planes m de ces pièces, un frottement assez considérable qui, en cas de déplacement latéral de la tige, se transmet aux bagues de garniture. Grâce à la position de l’anneau b et du joint m, la pression est absorbée par les bagues c sans donner lieu à des coincements ; du même coup, l’application trop brusque de la bague de fond d contre la tige et son grippement sont évités. L’anneau sphérique intérieur a n’est maintenu en place que par la faible pression du ressort et ne s’oppose que très peu aux déplacements latéraux. La boîte renferme trois bagues en métal blanc, et comme elle est constamment baignée par l’air extérieur, la température des bagues n’est jamais trop élevée. La bague de fond intérieure a la formef’d’une boîte de section rectangulaire qui remplit l’office de «labyrinthe)). Les garnitures sont maintenues par la pression de la vapeur et l’action d’un ressort, qui sert en même temps à les empêcher d’être entraînées pendant la course de retour du piston. La figure 10 montre aussi la forme de la boîte-palier employée seulement sur l’avant du cylindre. La boîte à garniture de la face arrière du cylindre ne se distingue de celle de l’avant que par ses dimensions : en effet, le diamètre de la tige de piston est plus grand que celui de la contre-tige.
- On se sert pour les garnitures d’un alliage de 65 p. c. de plomb, 20 p. c. d’étain ^ d5 p. c. d’antimoine. La bague de fond intérieure est en fonte, et la bague de ond extérieure en bronze (alliage de 82 p. c. de cuivre, 10 p. c. d’étain, 6 p. c. de pomb, 2 p. c. de cuivre phosphoreux) ; les presse-garnitures sont en acier moulé, a tension initiale des ressorts de presse-garniture est d’environ 30 kilogrammes P°ur celui d’avant et 50 kilogrammes pour celui d’arrière.
- es administrations dont les locomotives à vapeur surchauffée sont examinées s cet exposé, emploient des tiroirs cylindriques pour les deux cylindres sur les
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- locomotives à; simple expansion et pour les cylindres à- haute pression seulement sur les machines çoinpound. Deux d’entre elles, savoir le Nord de la Bohême actuellement racheté par l’Etat (sur six locomotives) et le chemin de 1er d’Aussig. Teplitz, (sur cinq locomotives) font usage, pour leurs tiroirs cylindriques, des fourreaux. fermés sans segments élastiques,, du type de l’Etat prussien ; l’entretien de ces tiroirs cylindriques est difficile, et on signale l’usure rapide des fourreaux.
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- Presque partout ailleurs, on emploie les, tiroirs cylindriques à segments élastiques, ces derniers s’usent peu et ménagent beaucoup les fourreaux, Sur la plupart des locomotives, surtout celles à simple expansion,, l’introduction se fait entre les deux pistons du tiroir, de sorte que les boîtes à garniture ont à supporter, non la P1^ sion de la chaudière, mais celle de la vapeur d’échappement : en conséquence,
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- tiges de tiroir ont simplement des presse-garnitures remplissant l’office d’un «labyrinthe», qui suffisent parfaitement et sont faciles à entretenir. La dépense d’énergie due aux frottements des tiroirs cylindriques, des tiges de tiroir et des tiges de piston dans les boîtes à garniture est très notablement réduite dans ce type, par rapport aux systèmes usuels ; les bons résultats obtenus avec les locomotives à vapeur surchauffée peuvent être attribués en partie aux tiroirs cylindriques et aux garnitures métalliques qui pourraient d’ailleurs être employés avantageusement sur les locomotives à vapeur saturée également.
- Le tiroir cylindrique b (fig. 11, 12 et 13), avec fourreau de 250 millimètres de diamètre, consiste en deux pistons montés sur la même tige et munis chacun d’un segment élastique de 69 millimètres de largeur. Les cavités a, b et c, communiquant avee le conduit C par des trous percés radialement, empêchent toute pression trop forte du segment contre les parois du fourreau, qui est ainsi garanti contre une usure excessive; en même temps, cette disposition sert à éviter le resserrement excessif du segment élastique pendant la période de compression et les pertes considérables de vapeur qui en sont la conséquence; d’autre part, les dimensions des cavités et des trous ont été calculées de manière que le segment se trouve à peu près équilibré et que le contact n’ait lieu que sous l’action des ressorts du segment. Afin d’assurer à tout moment l’existence d’un joint étanche entre le segment R d’une part, lie plateau D et le corps du piston de tiroir K d’autre part, sans qu’on ait à craindre le coincement du segment ni, par suite, la suppression de son élasticité, le plateau D est légèrement élastique et n’est vissé contre le corps de piston que par son bord intérieur; son bord extérieur est appuyé contre le segment par la vapeur. En conséquence, s’il se produit des écarts de dilatation entre le segment et le corps de tiroir, le plateau peut fléchir et le segment peut conserver sa mobilité et modifier son diamètre. Deux chevilles chassées dans le corps de piston et le plateau empêchent le segment de tourner : dès lors, la coupure F passe toujours sur la barrette large clans le conduit du fourreau et ne peut pas donner lieu à des fuites. Les segments larges sont préférables, car ils usent moins les barrettes du fourreau et atténuent beaucoup les risques de choc et de rupture. Les fourreaux des tiroirs sont en fonte; ils sont simplement alésés, sans être rectifiés à la meule, et leur mise en place se fait sous une pression de 3.5 à 4 tonnes. Les corps de piston sont en acier moulé ; les segments sont en fonte spéciale, additionnée de 12 p. c. d’acier et sont simplement alésés.
- Les garnitures des boîtes à bourrage des tiges de tiroir sont formées d’un alliage dont la composition a été arrêtée, après des essais prolongés, à 65 p. c. de plomb, ^ p. c. d’antimoine et 2D p. c. d’étarn “ cet alliage donne d’excellents résultats, tandis que celui employé auparavant a été reconnu trop mou.
- Pour obtenir un roulement doux et stable et éviter fes trépidations de toute la machine pendant la marche à' régulateur fermé, chaque cylindre est muni d’un conduit qtn établit une communication entre les extrémités avant et arrière du cylindre. Une tringle manœuvrée de l’abri sert à ouvriretàfermer un robinet placé dans ce conduit.
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- Fig. 13.
- La chute de pression entre la chaudière et les tiroirs est de 0.5 à 0.7 kilogramme. En ce qui concerne la valeur de la pression d’admission de la vapeur surchauffée, comparée avec la pression saturée (allure de la courbe d’admission), il n’est pas possible de se prononcer définitivement sur cette question, faute d’un nombre suffisant de diagrammes relevés sur les locomotives à surchauffe et les locomotives auxquelles on les a comparées \ cependant on peut conclure d’une série de diagrammes pris sur la locomotive express à vapeur surchauffée de la Société
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- austro-hongroise que la chute de sa courhe d’admission est moins rapide que sur les locomotives à vapeur saturée.
- L’intensité de la surchauffe varie avec l’effort que la locomotive est appelée à fournir; en service normal, elle atteint généralement de 300 à 320° C. lorsque la chaudière développe sa puissance de régime. La température de la vapeur surchauffée est accusée par un pyromètre logé dans la boîte à tiroir (du type capillaire de Steinle & Hartung de Quedlinburg), qui actionne l’aiguille d’un cadran placé dans l’abri. On ne possède pas encore de données authentiques pour établir la relation entre le degré de surchauffe, la puissance et la consommation de combustible. Toujours est-il qu’on a pu constater qu’à une plus grande puissance correspondent des degrés de surchauffe plus élevés et une diminution de la consommation d’eau et de charbon. C’est ainsi qu’une série de parcours d’essai de la locomotive à vapeur surchauffée série 38 de la Société austro-hongroise a donné les résultats suivants :
- — Trains légers. Trains lourds. Différence.
- Charge remorquée en tonnes kilométriques . 49,155 67,750 -f- 37 pour cent.
- Surchauffe moyenne -f 88° + 99° -h 12.5 —
- Consommation d’eau (par 1 ,000 tonnes-kilomètres) 175 Kg. 151 Kg. — 13.7 —
- Consommation de charbon (par 1,000 tonnes-kilomètresj 41.5 — 38.5 — -7.2 -
- La consommation d’eau est donc presque exactement en raison inverse de la surchauffe, tandis que la consommation de charbon décroît plus lentement : ce fait s’explique facilement par la diminution du rendement du combustible à mesure que la production de la chaudière augmente. Il convient de noter toutefois que les résultats de la surchauffe dépendent des dimensions du surchauffeur qui varient à leur tour avec les divers éléments du moteur et de la chaudière : roues, cylindre, surface de la grille, surface de chauffe directe et indirecte. Ainsi, dans les machines express à vapeur surchauffée série 36 de la Société austro-hongroise, la surface de surchauffe est de 38.4 mètres carrés, tandis qu’elle n’est que de 33 mètres carrés dans les locomotives à marchandises séries 38 et 39 ; le rapport de la surface de surchauffe à la surface de vaporisation (intérieure) est de 1 : 3.8 dans le premier cas,
- • 4.2 dans le second. Aussi obtient-on facilement une surchauffe à 320 ou 330° ans les locomotives de la première série, tandis que dans celles des deux autres series la surchauffe ne dépasse généralement pas 300°.
- lnsi ffu’il a été dit plus haut, les pressions de marche ont été fixées à 12 kilogrammes pour les locomotives express à surchauffe et à 11.5 kilogrammes pour les
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- locomotives à marchandises : ces pressions suffisent parfaitement pour le service et permettent de prévoir l’entretien facile et avantageux de la chaudière.
- La Société austro-hongroise a procédé à des expériences étendues avec ses trois types .similaires de locomotives prémentionnés, à trois essieux couplés et roues de même diamètre, savoir : série 37, vapeur saturée, deux cylindres à simple expansion ; série 37.3, vapeur saturée, deux cylindres compound (système Gôlsdorf), et série 38, surchauffe Schmidt, deux cylindres à simple expansion. Les chaudières des deux premiers types, timbrées à 13 kilogrammes, sont tout à fait identiques, celle du type à surchauffe ne s’en distingue que par la réduction de la pression à 11.5 kilogrammes et par remploi du surchauffeur, le raccourcissement de 100 millimètres du corps cylindrique et la suppression du deuxième dôme. Les dimensions principales de ees trois locomotives sont indiquées dans l’annexe À. Les essais, effectués avec beaucoup de soin, eurent lieu sur une section de 100 kilomètres, avec rampes de 1 à 6.67 millimètres par mètre ; 30 kilomètres de cette section sont en palier. Les charges, la composition et les sortes de charbon employées furent les mêmes dans tous les essais; quant au reste, on s’efforça de réaliser des conditions aussi exactement identiques que possible. Le combustible employé était un mélange de charbon maigre et gras dans la proportion de 3 à 1 ; sa capacité de vaporisation était de 5.5 kilogrammes. Les puissances maximums des trois types furent déterminées sur les rampes de 6.67 millimètres, se développant sur une longueur de 4.03 kilomètres, que renferme la section d’essai : à cet effet les vitesses étaient poussées sur ces rampes à la limite correspondant au travail maximum de la chaudière, de sorte que les valeurs ainsi obtenues peuvent être considérées comme les limites supérieures de la puissance de régime. Les résultats notés dans ces conditions ont montré, qu’au-dessous d’une vitesse de 30 kilomètres à l’heure- la compound à vapeur saturée l’emporte sur les deux autres types, tandis qu’au-dessus de 30 kilomètres la puissance de la locomotive à vapeur surchauffée dépasse sensiblement celle des deux machines à vapeur saturée.
- La consommation d’eau par 1,000 tonnes kilométriques a été en moyenne la suivante : 207 kilogrammes pour la locomotive à vapeur saturée à simple expansion, 187 kilogrammes pour la compound à vapeur saturée, 163 kilogrammes pour la locomotive à vapeur surchauffée à simple expansion. Différence en faveur de la locomotive à surchauffe : 21.2 p. c,. relativement à la machine à vapeur saturée à simple expansion, 12.8 p. e. relativement à la compound à vapeur saturée.
- La consommation moyenne de combustible s’est élevée, par 1,000 tonnes kilométriques, à -40 kilogrammes pour la locomotive à vapeur saturée à simple expansion, à 37.5 kilogrammes pour la compound à vapeur saturée, à 32 kilogrammes pour la locomotive à surchauffe à simple expansion. Différence en faveur de la locomotive a surchauffe ; 20 p. c. par rapport a la locomotive à vapeur saturée à simple expansion, 14.7 p. c. par rapport à la compound à vapeur saturée.
- Enfin, la consommation moyenne de combustible par mètre carré de surface i grille et par heure de marche à régulateur ouvert a été la suivante : pour la loconio
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- tive à vapeur saturée à simple expansion, 388 kilogrammes; pour la compound à vapeur saturée, 381 kilogrammes; pour la locomotive à vapeur surchauffée à simple expansion, 304 kilogrammes.
- L’administration des chemins de fer de l’État autrichien a fait des essais comparatifs de ses locomotives à sécheur et des locomotives à vapeur saturée du même type. Les excellents résultats d’une année d’essais ont été les suivants : économie de combustible de la locomotive compound série 60 à trois essieux couplés et un essieu porteur, avec sécheur à vapeur, par rapport à la locomotive compound série 60 à vapeur saturée : par 1,000 tonnes kilométriques, 9.8 p. c. ; par kilomètre de par-
- cours, 15.2 p. c.
- La même administration a effectué en mai 1908 des parcours d’essai comparatifs avec deux types de locomotives express compound Gôlsdorf à quatre cylindres, avec trois essieux couplés, un essieu porteur à l’avant et un essieu porteur à l’arrière (type Pacific), dont l’une avec sécheur de vapeur, l’autre à vapeur saturée. L’économie en faveur de la locomotive à vapeur séchée a été de 10.5 p. c. d’eau et 13.7 p. c. de combustible par unité de charge remorquée.
- En février 1907, le chemin de fer d’Àussig-Teplitz a mis en marche des trains d’essai express remorqués par deux types de locomotives, l’un à vapeur saturée à simple extension 4-6-0, l'autre à surchauffeur Schmidt et à simple expansion 2-6-2. Le second type a accusé, dans ces parcours d’essai, une économie de 28.9 p. c. d’eau-et 20.5 p. c. de combustible.
- Il convient de mentionner que dans un essai antérieur fait avec les memes locomotives, on a constaté une économie d’eau à peu près égale, avec une économie de combustible insignifiante. Ce résultat s’explique facilement par le fait que dans cette expérience la charge remorquée et la vitesse ont été beaucoup plus faibles que dans la suivante ; la forte consommation de combustible dont il vient d’être question est due sans doute à ce qu’il s’agit d’une chaudière travaillant dans des conditions anormales de vaporisation, puisque sur la locomotive à vapeur saturée le même charbon donnait un coefficient de vaporisation plus fort d’un tiers que sur la locomotive à vapeur surchauffée : on peut en conclure que la première est forcée davantage et que les entraînements d’eau sont donc considérables.
- Ce tableau ci-après donne les principales dimensions des locomotives à vapeur surchauffée dont il est question plus haut et des locomotives à vapeur saturée avec lesquelles on les a comparées.
- Si la surchauffe donne une certaine économie d’eau et de combustible, la dépense eu huile de graissage est, par contre, plus forte. Les huiles à très haut degré [ Rumination employées pour le graissage des cylindres et tiroirs des locomotives a 'apeur surchauffée coûtent de 30 à 50 p. c. plus cher que les huiles de cylindre 01 binaires dont on se sert pour les locomotives à vapeur saturée. De plus, la consommation d’huile des cylindres et tiroirs est en général un peu plus grande. On Pout admettre, néanmoins, qu’avec un réglage rationnel des graisseurs mécaniques, 'ue du graissage abondant, mais non excessif, les frais de lubrification des
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- Tableau.
- Dimensions principales des locomotives d’essai. Chemin de fer de l’État autrichien Chemin de fer Aussig-Taplitz. Société autrichienne-hongrcnse privée des chemins de fer de l’État
- Série 60, compound Série 110, compound Simple expansion, à vapeur saturée. Simple expansion, à vapeur surchauffée. Série 37 simple expansion, à vapeur saturée. Série 37.5 compound à vapeur saturée. Série 33 simple expansion, à vapeur surchauffé^
- à vapeur saturée. à vapeur sécJiée. à vapeur saturée. à vapeur séchée.
- Timbre, en kilogrammes 13 13 15 15 12 13 13 13 11.5
- Diamètre du corps cylindrique de la
- chaudière, en millimètres. . . 1,350 1,350 1,584 1,584 1,500 1,600 1,480 1,480 1,480
- Surface de chauffe du foyer, en mètres
- carrés 10.0 10.0 13.7 13.7 13.0 11.9 11.8 11 8 11.8
- Surface de chauffe des tubes, en mètres
- carrés 134 7 110.0 244.15 175.7 164.5 140.4 173.2 173.2 139.4
- Surface de chauffe du surchauffeur, en '
- mètres carrés . • 24.7 58.9 50.1 33.5
- Surface de chauffe totale, en mètres
- carrés 144.7 144.7 257.85 248.3 177.5 202.45 185.0 185.0 185.2
- Surface de grille, en mètres carrés . 2.7 2.7 4.0 4.0 2.9 3.67 2.7 2.7 2.7
- Diamètre des cylindres, en millimètres . O O 520 740 2 X 370 2 X 630 2 X 370 2 X 630 500 540 490 520 ' 790 520
- Course des pistons, en millimètres . 632 632 720 720 650 630 650 650 650
- Essieux couplés . . . . . . 3 3 3 3 3 3 3 3 3
- Essieux porteurs 1 1 2 2 2 2 1 1 1
- Diamètre des roues couplées, en miili-
- mètres 1,258 1,258 1,780 1,780 1,650 1,620 1,440 1,440 1,440
- Diamètre des roues porteuses, en miili-
- mètres .830 830 995 995 999 1,000 .995 995 995
- Poids adhérent, en tonnes 43.1 42.3 42.9 42.9 40.9 40.19 40.5 40.6 42.0
- , Poids total en charge, en tonnes. 53 5 52.0 69 69.4 59.7 65.78 51.4 52.3 1 53.4
- ^ Poids total à vide, en tonnes . . 48.3 47.8 61.8 63.4 54.5 60.0 45.4 48.3 f 47.6 1
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- cylindres et tiroirs des locomotives à surchauffe ne dépassent guère que de 30 à 50 p- c. ceux des locomotives à vapeur saturée. En Autriche, en particulier, on peut estimer que cet excédent de dépense atteint tout au plus 5 à 6 couronnes (5.20 à g.24 francs) par 1,000 kilomètres de locomotive, soit environ 350 couronnes (364 francs) par an pour une locomotive express et 200 couronnes (208 francs) pour une locomotive à marchandises. Ces sommes, représentant l’une une consommation annuelle de 30 à 35, l’autre de 20 à 25 tonnes de charbon d’un prix moyen, peuvent être considérées comme insignifiantes à côté de l’économie de combustible qui peut s’élever dans une année à 180 et 150 tonnes de charbon pour ces deux classes de locomotives et à laquelle vient encore s’ajouter l’importante économie d’eau, qu’il n’est guère possible toutefois d’évaluer exactement, étant donnés les grands écarts qui existent entre les frais entraînés par les différentes alimentations d’eau.
- En ce qui concerne la question de l’entretien des locomotives à surchauffe, nous ne connaissons guère que les résultats obtenus par la société austro-hongroise des chemins de fer de l’État (faisant maintenant partie du réseau de l’État autrichien). Les autres administrations visées dans cet exposé n’ont fourni que peu de renseignements, leurs locomotives à surchauffe étant en service depuis un temps trop court.
- Il ne sera donc question dans ce qui suit, au sujet de l’entretien, que des locomotives à surchauffe de la Société austro-hongroise. Ces machines sont au nombre de 73; la première a été livrée en novembre 1906 et a donc fait, comme celles qui l’ont suivie de près, environ trois années de service. Pendant ce temps, les éléments surchauffeurs, avec leurs étriers, sont restés en bon état et il n’a pas encore été fait de renouvellement; les étriers présentent des traces de brûlure et d’usure. On n’a remplacé que les bagues en cuivre et asbeste qui servent à faire le joint des tubes de surchauffe dans le collecteur : ce remplacement, nécessaire au bout de douze à dix-huit mois de service, se fait au moment des grands nettoyages de la chaudière. Le ramonage régulier des gros tubes de fumée dans lesquels sont placés les éléments surchauffeurs est indispensable. Il a lieu après chaque parcours de 200 à 1,000 kilomètres, suivant l’intensité du travail de la locomotive, à l’aide d’un mélange de vapeur et d’air (appareil Schmidt). Si l’on négligeait d’y procéder régulièrement, des dépôts de suie et de fraisil ne tarderaient pas à se former sur les tubes surchauffeurs et les étriers qui se brûleraient alors au bout d’un certain temps. L’entretien des volets de réglage de la surchauffe n’offre aucune difficulté, il n’y a pas encore eu de renouvellements. Sur quelques locomotives, l’appareil automatique servant à maintenir ces volets ouverts n’est pas resté étanche; ce fait est dû aux trépidations du mécanisme commandé par le piston du petit cylindre de cet appareil : on n’y a pas encore trouvé de remède radical et la question est à l’étude.
- , ^eu de temps après la mise en service de quelques locomotives à surchauffe, il sest déclaré des fuites aux gros tubes de fumée; mais on a pu rapidement remédier ^ ces inconvénients qui ne se sont pas reproduits depuis. Une autre difficulté, résùl-yaccumulation d’eau de condensation dans le collecteur de vapeur, a été ee grâce à l’emploi d’une soupape à boulet à fonctionnement automatique.
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- Un certain nombre de locomotives ont été munies de tubes à fumée dont l’extrémité côté foyer a une section ondulée sur une longueur de 500 millimètres représentant environ un neuvième de la longueur totale du tube (système Pogàny). pes dépôts de tartre n’y sont pas plus considérables que sur la partie lisse des tubes ; les résultats obtenus sont très satisfaisants, surtout au point de vue de l’étanchéité.
- On a affirmé que la plaque tubulaire du foyer des locomotives à surchauffe se déformait facilement dans la région qui sépare les gros et les petits tubes à fumée, du fait des différences entre la dilatation des deux faisceaux et entre la poussée qu’ils exercent sur la plaque.. Sans qu’il soit possible de soutenir que le cas ne se produira pas au bout de longues années de service, nous constaterons que jusqu’à présent on n’a rien remarqué de semblable : les plaques tubulaires sont restées parfaitement droites et leur état ne Je cède en rien à celui que présentent, après un égal temps de service, les plaques des chaudières des locomotives ordinaires faisant le même travail.
- Les tiroirs cylindriques Schniidt, avec leurs segments, employés par la Société austro-hongroise font un bon service. On a renouvelé quelques rares segments, à cause de fissures dans les arêtes intérieures qui ont toujours eu pour cause le manque d’homogénéité du métal. L’usure des segments sur leurs surfaces frottantes est extrêmement faible; on remplace le segment dès qu’elle atteint 0.3 millimètre: dans ce cas d’ailleurs, il est affaibli aussLsur tout son pourtour. Il n’a été fait de ces renouvellements que sur les locomotives express (18 segments au total, en quinze mois, sur dix machines). Les rainures et les petits trous ménagés dans les segmenls des pistons de tiroir ne s’engorgent que peu par les résidus d’huile et les dépôts; il suffit de les nettoyer de temps en temps à l’aide d’un jet de vapeur. On a remarqué dans quelques cas une aggravation des fuites aux pistons des tiroirs, mais on a pu y remédier facilement. Les fourreaux des tiroirs cylindriques présentent une résistance et une étanchéité parfaites; l’usure des barrettes est minime; il n’y a pas encore eu d’encrassage des lumières par des résidus d’huile; par contre, il se forme des dépôts de ce genre, faciles d’ailleurs à enlever par grattage, entre les segments et les pistons, et entre ces derniers et leurs plateaux. Le bon conditionnement des tiroirs cylindriques et la rareté des défectuosités ont permis d’envisager la prolongation à six mois du délai de révision fixé tout d’abord, par mesure de précaution, à trois mois.
- L’usure des segments de piston des cylindres moteurs est à peu près la même que sur les locomotives à vapeur saturée; on les renouvelle lorsqu’ils arrivent à leui limite d’usüre, qu’ils perdent leur élasticité ou que le vide entre les bouts du segment et la clavette devient trop grand (la limite extrême est fixée à 2 millimètres). Le remplacement des segments a lieu en moyenne au bout de six à huit mois siu les locomotives express, de douze à dix-huit mois sur les locomotives à marchandises. Quelquefois il y a eu ébranlement et chute des clavettes insérées entre le* bouts des segments : pour éviter ces incidents, nous expérimentons une nouvelle forme de ces pièces; deux types différents sont à l’essai. Les rainures et trous tes
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- segments ne s’encrassent pas ; les corps de pistons n’ont pas encore pris de jeu.
- Pans les premières locomotives à surchauffe, munies de pistons dont le diamètre n’était inférieur que de 3 millimètres à celui des cylindres, il arrivait que le piston s’appuyait et frottait sur la partie inférieure de la paroi du cylindre. On y a remédié en réduisant de 1 millimètre le diamètre du corps de piston et en donnant à celui-ci une forme excentrique dans ses rainures, de manière à ménager en bas un jeu de 3 à 3.5 millimètres.
- Les boites à bourrage (type Schmidt) des tiges de piston font en général un excellent service, mais nécessitent une certaine surveillance et un entretien attentif ; celle d’avant dure ordinairement plus longtemps parce que le guidage est meilleur et que la boîte-palier s’use peu ; aussi faut-il renouveler les garnitures de la face arrière du cylindre deux à trois fois plus souvent que celles de l’avant. La durée des garnitures métalliques dépend du travail et du parcours de la locomotive et de la qualité de l’alliage employé; d’une manière générale, on peut admettre qu’une garniture dure cinq mois au moins et dix mois au plus; la moyenne générale des, dépenses de ce chef est de 28 à 31 couronnes (29.10 à 32.25 francs) par an. Les bagues de garniture sont généralement remplacées au moment des révisions périodiques (semestrielles). Les autres pièces des boîtes à bourrage, telles que les bagues de fond, les presse-garnitures, les ressorts, n’ont donné lieu jusqu’à présent à aucun incident digne de mention : il s’est produit des cas isolés de ruptures de ressorts et d’ouvertures de presse-garniture; on rebande les ressorts aplatis et on refond les segments de garniture avariés ou cassés.
- Le compensateur de pression, les soupapes de sûreté des cylindres et les autres organes, non cités plus haut, des locomotives à surchauffé ne donnent pas lieu à des remarques spéciales ; notons toutefois qu’il faut nettoyer une fois au moins par mois les purgeurs des cylindres, car ils s’encrasseraient et l’action des ressorts serait paralysée.
- Dans l’annexe à notre exposé, nous avons cherché à présenter sous une forme synoptique les conditions d’entretien des différents organes des locomotives à surchauffé.
- On ne saurait nier que la surveillance et les visites périodiques des locomotives à surchauffé exigent plus de soin que celles des locomotives à vapeur saturée ordinaires. Aussi la dépense de ce chef est-elle plus élevée et on peut évaluer la différence annuelle à 300 couronnes (312 francs) par locomotive. Il convient de considérer, d’autre part, qu’avec la surchauffe la chaudière est moins forcée et que, grâce u I emploi de tiroirs cylindriques et à la douceur de roulement de la machine, le Mécanicien subit une fatigue beaucoup moindre. On est ainsi amené à conclure que |cs frais d’entretien de la locomotive à vapeur surchauffée seront, sinon moindres, 11 m°ius les mêmes que ceux de la locomotive à vapeur saturée, et que par conséquent le bénéfice de l’économie d’eau et de combustible et de l’augmentation de puis-bance;» diminué seulement du léger excédent de frais de graissage, reste entièrement acquis à la surchauffe.
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- La question VJ, littéra B, comprend aussi l’emploi de ré'chauffeurs de l’eau d’alimentation. Comme toutes les administrations des pays faisant l’objet du présent exposé se servent d’injecteurs, l’eau du tender peut partout être réchauffée en v envoyant de la vapeur prise dans la chaudière par l’intermédiaire de l’injecteur. Cependant avec des injecteurs aspirants et une hauteur d’aspiration d’environ 1.5 mètre, la température de l’eau du tender ne peut guère être élevée de plus de 30 à 35° C. sans provoquer des ratés. Aussi les chemins de fer de l’Etat autrichien, dont les locomotives modernes ont des injecteurs avec une hauteur d’aspiration dépassant 1.5 mètre, ont-ils décidé de munir la conduite d’aspiration d’un robinet permettant d’introduire de l’eau froide lorsque, par suite d’une température trop élevée, l’in-jecteur refuse de fonctionner.
- Il ne nous a pas été signalé d’autres innovations concernant le réchauffage de l’eau d’alimentation.
- CONCLUSIONS.
- 1. — Dans les pays faisant l’objet du présent exposé, la chaudière à tubes d’eau n’est représentée que par le type Brotan de chaudière à foyer tubulaire. Ce type n’est ni assez répandu ni depuis assez longtemps à l’essai et en service pour qu’on puisse le juger définitivement. Toujours est-il qu’il constitue une innovation intéressante.
- 2. — L’adoption d’appareils sécheurs et surchauffeurs de la vapeur des locomotives est à recommander ; l’emploi de vapeur surchauffée ou tout au moins séchée offre de précieux avantages : il permet d’obtenir une plus grande puissance moyennant une légère augmentation de poids et de réduire, à puissance égale, la consommation d’eau et de combustible. Ces avantages paraissent s’accentuer à mesure que la température de la vapeur et la puissance développée s’élèvent. Pour les locomotives à roues motrices d’environ 1.5 mètre de diamètre, les vitesses dépassant 35 kilomètres à l’heure donnent probablement les meilleurs résultats.
- La dépense supplémentaire d’établissement et d’entretien (l’augmentation des frais d’entretien n’est pas encore démontrée) et le surcroît de frais de graissage sont amplement rachetés par l’économie d’eau et de combustible.
- La combinaison de la simple expansion avec la surchauffe permet, tout en réalisant une puissance suffisante et en faisant usage de chaudières de dimensions modérées, d’employer de faibles pressions, facilitant l’entretien de la chaudière.
- Pour le moment, il est difficile de prévoir à quel système on accordera finalement la préférence : au sécheur de vapeur avec surchauffe modérée et fonctionnement en compound, ou à la vapeur fortement surchauffée avec cylindre à simple expansion, ou enfin à la forte surchauffe avec cylindres compound. D’après les résultats obtenus jusqu’à présent, les deux premiers systèmes seraient équivalents.
- La conduite et l’entretien des locomotives à surchauffe ne présentent pas de difficultés.
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- ANNEXE.
- État d’entretien des principaux organes des locomotives à vapeur surchauffée, type Schmidt avec surchauffeur dans les tubes à fumée, en service sur le réseau de la Société autrichienne-hongroise privilégiée des chemins de fer de l’État.
- Série 38, locomotives à marchandises — 39, — mixtes .
- __ 36, — express. . .
- à trois essieux couplés et un essieu porteur à l’avant.
- à trois essieux couplés et bogie à l’avant.
- 3 locomotives série 38, en service depuis octobre 1906.
- 20 — — 39, — — juin 1907.
- 10 — — 36, — — avril 1908.
- 18 — — 38, — — juillet 1908.
- 22 — — 38, — — février-mars 1909,
- 73 locomotives.
- Numéro d’ordre. DÉSIGNATION DES ORGANES. RÉSULTATS OBTENUS.
- A. — Surchauffeur.
- 1 Parois des tubes surchauffeurs ou de leurs étriers brûlés de part en part. Non. Aucun tube surchauffeur n’a été renouvelé jusqu’à présent.
- 2 Usure des tubes à fumée ou des tubes réchauffeurs par le frottement des * étriers. On a constaté une faible usure sans importance.
- 3 Etanchéité des tubes dans leurs étriers et dans la bride de fixation au collecteur. Irréprochable.
- 4 Renouvellement et durée des garnitures en cuivre et amiante entre le collecteur et les tubes. Le renouvellement se fait annuellement lors de la révision des batteries de surchauffe, les garnitures retirées ne pouvant plus servir. En dehors de ces révisions, il n’a été fait aucun renouvellement.
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- Numéro d’ordre. DÉSIGNATION DES ORGANES. RÉSULTATS OBTENUS.
- B. — Tubes à fumée.
- 1 Etanchéité des tubes dans la plaque tubu- Mandrinage des tubes nécessaire après la
- ïaire. mise en service, depuis lors il ne s’est pas déclaré de fuites.
- 2 Tubes ondulés. Dépôts calcaires dans les Les tubes ondulés se comportent bien •
- creux des ondulations. dépôts minces. On ne peut procéder au détartrage qu’en retirant les tubes • jusqu’à présent il n’a pas été nécessaire.
- 3 Ramonage des tubes par un jet de vapeur. Le nombre des ramonages est variable • suivant la nature du combustible et le service de la machine, on procède à cette opération au bout de 250 à 1,000 kilo- mètres de parcours. Le nettoyage n’est pas complet, mais suffisant pour assurer l’action de la surchauffe.
- 4 Effet de la différence de diamètre des faisceaux de tubes sur la conservation de la plaque tubulaire. Aucune déformation n’a été observée.
- C. — Manœuvre des volets.
- 1 Etanchéité de l’appareil de manœuvre. Fuites fréquentes dues à la trépidation des pièces ; elles gênent parfois la vue du mécanicien. Modification à l’étude.
- 2 Fonctionnement des volets. Irréprochable.
- D. — Tiroirs cylindriques.
- 1 Rupture des segments, entretien. Ruptures isolées des arêtes intérieures à leur périphérie, dues à la porosité du métal. En général, résultats satisfaisants.
- 2 Usure des surfaces de contact des segments Minime. Lorsque l’usure atteint 0.3 milli-
- avec les corps de piston ou leurs pla- mètre, les segments sont remplacés. Jusqu’à présent on n’a renouvelé que dix-huit, segments.
- teaux.
- 3 Encrassage des rainures et trous des seg- Insignifiant, on les nettoie à l’aide dun
- ments. jet de vapeur.
- ' 4 Mouvement des segments autour de leur axe. Cet incident ne s’est pas encore produit.
- 5 Usure des barrettes des fourreaux de Trop minime jusqu’à présent pour pouvoir
- tiroirs. être mesurée.
- 6 Fuites ou jeu des fourreaux. Il ne s’est pas encore produit d’incident de ce genre.
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- Numéro
- d’ordre-
- DÉSIGNATION DES ORGANES.
- RÉSULTATS OBTENUS.
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- I). — Tiroirs cylindriques. (Suite.)
- Encrassage des tiroirs cylindriques et de leurs fourreaux.
- Encrassage des lumières.
- Se produit en couches minces sur les surfaces de frottement des segments, sur les corps et couronnes des pistons, etc. Ces couches s’enlèvent sans difficulté avec une brosse en fil d’acier.
- On n’a pas constaté jusqu’à présent de rétrécissement ni d’encrassage appréciable des lumières.
- E. — Cylindres moteurs. 1 Remplacement des segments de piston.
- 2 Usure des gorges pour segments de piston.
- 3 Butées des segments.
- 4 Encrassage des rainures et trous des seg-
- ments.
- 5 Décalage des corps de piston.
- 6 Encrassage des parois et fonds des cylin-
- dres.
- Après quinze à dix-huit mois de service sur les locomotives à marchandises, six à huit mois sur les locomotives express.
- Minime..
- Des butées se sont détachées, quelques-unes sont tombées dans le cylindre ; la modification de leur forme est à l’étude.
- Minime.
- N’a pas encore été observé.
- Dépôts minces sur les plateaux seulement.
- E. — Tiges de piston, boîtes è bourrage.
- 1 Durée des garnitures et consommation annuelle.
- ( ) Parcours 6,280 kilomètres par mois.
- La durée des garnitures (bagues en métal) varie beaucoup, suivant le service et les conditions d’entretien de la machine ; la durée des bourrages d’avant est deux à trois fois plus longue que celle des garnitures du côté arrière.
- La consommation de jeux de trois bagues est la suivante :
- pour les locomotives
- à, marchandises. express (i).
- boîte à bourrage d’avant. 2 à 3 5
- boîte à bourrage d’arrière . 2 à 7 15
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- —
- Numéro d’ordre. DÉSIGNATION DES ORGANES. RÉSULTATS OBTENUS.
- F. — Tiges de piston, boîtes à bourrage. (Suite.)
- 2 Durée des bagues de fond, des presse-garnitures et de leurs ressorts. Les bagues de fond s’usent peu; dès que l’usure atteint une certaine limite, on les recharge de métal blanc ; les presse-garnitures s’usent davantage et demandent parfois à être réglés ou remplacés. Les ressorts font un bon service, leur bande doit être rétablie au bout d’un certain temps.
- G. — Compensateur de pression, soupapes de sûreté des cylindres.
- 1 Compensateur. Fonctionnement parfait.
- 2 Soupapes de sûreté des cylindres. Décrassage indispensable au moins une fois par mois. Pas d’incidents. Le fonctionnement des ressorts est satisfaisant.
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- 021 .133.3, 621 .133.7 & 621 .131.3 ]
- EXPOSÉ N° 2
- (Grande-Bretagne, Australasie, Indes anglaises et Afrique du Sud)
- Par H. FOWLER,
- DIRECTEUR DES ATELIER S^DE LOCOMOTIVES DU « MIDLAND RAILWAY »,
- et L. ARCHBUTT,
- CHIMISTE AU MÊME CHEMIN DE FER.
- Des réponses à notre questionnaire nous ont été adressées par les administrations suivantes :
- Australasie.
- 1. — Chemins de fer du gouvernement 3. — Chemins de fer du gouvernement
- de la Nouvelle-Galles du Sud. de l’Australie de l’Ouest.
- 2. — Chemins de fer du gouvernement de
- Tasmanie.
- Grande-Bretagne.
- Caledonian Railvvay.
- 5- — Furness Railway.
- 6- Great Central Railway.
- L Great Eastern Railway.
- — Great Western Railway.
- 9- — Hull & Barnsley Railway.
- • Lancashire & Yorkshire Railway.
- 11. — London & North Western Railway*
- 12. — London, Tilbury & Southend Rail-
- way.
- 13. — Midland Railway.
- 14. — North Eastern Railway.
- 15. — South Eastern & Chatham Railway^
- 16. — Taff Yale Railway.
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- Inde.
- 17. — Eastern Bengal State Railway.
- 18. -— East Indian Railway.
- 19. — Great Indian Peninsula Railway.
- 20. — North Western Railway (réseau de
- l’État indien).
- 21.
- 22.
- Oudh& Rohilkhand Railway (réseau de l’État indien).
- Southern Mahratta Railwav.
- Afrique Australe.
- 23. — Chemins de fer du gouvernement 23. — Chemins de fer du gouvernement
- du Cap. du Natal.
- 24. — Central South African Railways.
- A. — Chaudières avec tubes à fumée; conditions d’établissement et d’entretien des tubes et des plaques tubulaires.
- 1. — Type de chaudière employé.
- On constate, tant chez les compagnies britanniques que chez les administrations coloniales, une tendance générale à adopter le foyer Belpaire : c’est ce type que la plupart d’entre elles emploient dans leurs locomotives de construction récente. Font exception, le « Caledonian », le « Furness », le « London & North Western», le « London Tilbury & Southend », le « North Eastern », le « Taff Vale » et les chemins de fer du gouvernement du Cap, qui ne se servent que de foyers à berceau cylindrique. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest emploient les deux types, mais ont récemment construit des chaudières à berceau de boîte à feu cylindrique.
- L’extension de l’emploi du foyer Belpaire date de ces dernières années et il est incontestable qu’elle indique que ce mode de construction jouit d’une faveur générale. Un des avantages que l’on retire de son adoption est que l’on peut supprimer les lourdes fermes employées dans les chaudières à berceau cylindrique, car l’armaturage des deux surfaces planes constituées par le ciel du foyer et le dessus de la boîte à feu est plus simple que celui d’une surface plane avec une surface courbe, et il en résulte une plus grande flexibilité de l’ensemble sous les températures variables auxquelles ces plaques sont soumises. Avec le foyer Belpaire, l’espace libre pour la vapeur et l’eau est plus grand. L’enlèvement du tartre et des dépôts recouvrant le ciel du foyer est aussi simplifié dans une forte proportion et peut etre effectué dans des conditions plus satisfaisantes : la pratique généralement sunie consiste à percer, de part et d’autre du ciel, des trous de lavage disposés de façon que l’on puisse nettoyer des sections successives de la lame d’eau, d’abord à droite, plllS à gauche, et ainsi de suite (voir, figure 1, l’emplacement des trous de lavage).
- V
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- 1
- Fig. 1. — Midland Railway. — Foyer Bélpaire.
- Explication des termes anglais x Ail rivets beiow this line c’sunk snap outside casing, Heads slg" high = Tous les rivets placés au-dessus de cette ligné Sont fraisés sur l'enveloppe extérieure. Têtes de 9.5 millimètres de hauteur. — Ail rivets below centre line c’sunk snap outside casing, Heads 3/8" high = Tous les rivets placés au-dèssus de l’arçe sont fraisés sur l’enveloppe extérieure. Têtes de 9.5 millimètres de hauteur. — Pitch =s Ecartement d’axe en axe. — Stays in end row 11/8" dia. 11 thds. = Entretoises de la rangée extrême, â8.6 millimètres de diamètre, pas de 2.3 millimètres. - L H. S. = Côté gauche. — R. H. S. = Côté droit. — Holes tapped 1 »/8" dia. 11 thds. R. H. side = Trous taraudés, 34.9 millimètres de diamètre, pas de 2.3 millimètres, côté droit. — Holes taped 11/2" dia. 11 thds. L. H. side = Trous ’ taraudés, 38.1 millimètres de diamètre, pas de2.3 millimètres, côté gauche. — Serewed into plate 13/4M dia. 11 thds = Vissé dans la plaque, 44.4 millimètres de diamètre, pas de 2.3 millimètres. — Outside = Extérieurement. — li/2''plugs, 11 thds. = Bouchons de 38.1 millimètres, pas de 2.3 millimètres. — Rivets in bottom ring winch are markedXare l1'dia. and carry tire'bar bearers = Les rivets du cadre du foyer qui sont marqués yÇ ont 25.4 millimètres de diamètre et portent des sommiers de grilles. — 9' O'1 outside at top of ring = 2.743 mètres a l'extérieur à la face supérieure du cadre. — 8' 3 7/ie'' inside attop of ri ng = 2.52(5 mètres à l’intérieur à la face supérieure du cadre. — Serewed into plate 1 i/2" dia. 11 thds = Vissé dans la plaque, 38.1 millimètres de diamètre, pas de 2.3 millimètres. — Angle = Cornière. — For stays marked A only = Pour les entretoises marquées A seulement. — Two top rows of stays = Entretoises des deux rangées supérieures. — Studs=s Goujons. — Pulg = Bouchon — Both sides = des deux côtés. — Rad = Rayon. — Pin — Tourillon. — Rivets c’sunk both sides = Rivets fraisés des deux côtés. — Flanged plate = Tôle emboutie. — Across stiffener == En travers de la pièce de renfort, — C’sunk in angle = Fraisés dans la cornière. — L. H. side only = côté gauche seulement.
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- Un des problèmes qui se posaient au moment de l’introduction de ce foyer était la difficulté d’emboutir la plaque d’avant de la boîte à feu : il a été résolu d’une façon entièrement satisfaisante par l’emploi de presses à emboutir d’une puissance suffisante, et la plaque d’avant de la boîte à feu est maintenant un des éléments les plus résistants de la chaudière. Le foyer Belpaire est généralement muni de chapes de suspension à l’avant (ordinairement deux ou quatre rangées) et de tirants verticaux sur le reste du ciel. Cependant Mr Churchward nous informe que le « Great Western Railway » a récemment essayé un foyer de ce type sans chapes de suspension ; il ajoute que les résultats obtenus ont été de nature à en démontrer l’inutilité et que des tirants verticaux pourraient être employés dans toute l’étendue du ciel. Si tel est le cas, il en sera fait de l’ancienne théorie sur la nécessité d’employer des chapes pour permettre à la plaque tubulaire du foyer de se dilater de bas en haut.
- Le tableau ci-après indique les rayons des emboutis du foyer et de l’enveloppe extérieure (voir les croquis) :
- Rayons de courbure des plaques
- ADMINISTRATIONS. A B C D Observations.
- Pouces. Pouces. Pouces. Pouces.
- (Millim.) (Millim. ) (Millim.) (Millim.)
- Chemins de fer du gouvernement de la N ou- 8 4 lL 3 1 3/
- velle-Galles du Sud (203) (115) (76) (44)
- Chemins de fer du gouvernement de l’A.us- 8 Ve 3
- tralie de l’Ouest . (215) (76)
- Great Eastern Railway ...... 8> 41/* 3
- (217) (115) (76)
- Hull & Barnsley Railway 10 5 1/'2 4 1
- (254) (140) (102) (25.4)
- Lancashire & Yorkshire Railway 9 4 Ve 4 Ve 1
- j (229) (115) (115; (25.4)
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- -s-a ! —
- ADMINISTRATIONS. A B C D Observations.
- Pouces. (Millim.) Pouces. (Millim.) Pouces. (Millim.) Pouces. (Millim.)
- Midland Railway 8 Ve (215) 3 Ve (89) 3 V4 (83) 1V4 (32)
- South Eastern & Cliatham Railway . 9 Ve (242) 4V4 (108) 3 (76) 1 (25.4)
- Eastern Bengal State Railways .... 9 (229) 4 (102) 53/s (137) 1 (25.4)
- Great Indian Peninsula Railway 95/s (245) 4 Ve (115) 57/i6 (138) 1 (25.4)
- Southern Mahratta Railway . . . O GO 00 4 V(6 (103)
- Central South African Railways .... 9 (229) 6V4 (158) 3 (76) 1 (25.4) Foyer débordant sur les longerons.
- Chemins de fer du gouvernement du Natal . 9 (229) 6 (152) 35/l6 (84) 1 (25.4) Idem.
- 2. — Fermes ou entretoises radiales pour chaudières à berceau cylindrique.
- Parmi les administrations qui ont répondu, onze emploient exclusivement des fermes, cinq emploient exclusivement des entretoises radiales, les autres emploient les deux types d’armatures.
- Fermes. — Les fermes permettent au foyer de se dilater sous l’action des hautes températures; en même temps, elles offrent une grande résistance à la pression de la chaudière dans la lame d’eau. L’« Oudh & Rohilkand Railway » trouve qu’elles empêchent aussi la plaque tubulaire de s’allonger vers le haut et de déformer la pince sous l’action des fréquentes dilatations des tubes. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest s’expriment ainsi : «Sur 150 locomotives munies de fermes, aucune n’a eu un ciel criqué, tandis que les ciels armés par des entretoises radiales se eriquent toujours. En outre, les chapes de suspension se prêtent toujours aux dilatations du foyer sans qu’il en résulte de tensions de flexion dans le métal, contrairement à ce qui a lieu avec les entretoises radiales. » Quelques administrations déclarent que l’emploi des fermes a pour conséquence la diminution du nombre de ruptures d’entretoises du foyer.
- Les fermes présentent l’inconvénient d’être encombrantes et volumineuses, par suite gênantes pour la circulation de l’eau; de plus, le vide qui les sépare du ciel du foyer se remplit de dépôts qu’il est difficile d’enlever. Le type ordinaire de fermes est représenté dans la figure 2 ; elles sont généralement en acier moulé. Sur un chemin de fer elles sont composées de flasques en acier doux (voir fig. 3) ; mais cette pratique constitue une exception : on lui reproche que le vide entre les deux flasques s’engorge de grandes quantités de tartre. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest trouvent les fermes d’une seule pièce plus durables que celles à deux flasques, qui sont sujettes à s’avarier par corrosion à l’assemblage ‘les pièces d’écartement et aux points d’appui des fermes sur le foyer.
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- Fig. 2. — Midland Ra.ilway. Foyer avec fermes en acier moulé.
- JC.t’Iilir.M l Urn de» terme» ™ Cornière. — Top row ot* stays 1 '/,,
- lo ln< v/lVlv Khallow m-* I.o.h rivets pliu'éM un- dnsHous «le cei
- \ u \ »««*% \ 71» <\ \ u . iuHh. <\~J x, iiuUimM.rrK d<< diinuMi'c <>x t_«'i i ><• ti i-. \ 1 '
- dia. 11 thds = Kntretoises de La rangée supérieures, 27 millimètres de diamètre, pas de 2.3 millimètres. — .Rivets beJow thia line li«i»e sont fraises. avec tetes plates. — 3. ÎO »/4 ojj ourve ofS>. 3 •/„, /mis =.•= 1 . 187 hj. sur eourbo de d87 millimètres de luyon. — 1-t «<•!•<•'*• h 11 t li«n. - Vis <i<‘ |.I chKion «le 55.-I n. illiméli «-h. jwih «U* 5.3 ni i 11 i in<M itn. - 1 nj^ftor Stemn 1 «/„ hoi n II /. AV. (J. mm A ilit'uèo
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- I44THUS
- Fig. 3. — Fermes en deux flasques,
- Explication des termes anglais : 144 thus = 144 de cette forme. — Steam tight thread = Piletage étanche. — Standard thread — Filetage normal. — Threads must not project beyond nut = Les filets de vis ne doivent pas dépasser l’écrou. — Pitch = Écartement d’axe en axe. — Pull size = Grandeur réelle. — 8 platesUhus = 8 flasques de cette forme. — ISferrules thus on each outside bar = 18 viroles de eette forme sur chaque ferme extérieure. — 6 ferrules on each inside bar. = 6 viroles de cette forme sur chaque ferme intérieure. — Cres of bolts = D’axe en axe des boulons.
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- Fig. 4. — Foyer cylindrique ondulé du « Lancashire & Yorkshire Railway ».
- Épreuve hydraulique à l’eau chaude sous une pression de 400 livres par pouce carré (28 kilogrammes par centimètre carré).
- Timbre delà chaudière, 180 livres par pouce carré (12.66 kilog. par centimètre carré).
- Surface de chauffe :
- Des tubes.............................. 1,882 pieds carrés (174.84 mètres carrés).
- Du foyer............................... 125 —________( 11.61______—_______).
- Total. . . 2,007 pieds carrés (186.45 mètres carrés).
- Surface de la grille................... 26 — (2.42 — ).
- Koc-plination <l«\s fermes «uf/tuls ; Oopper tube plate = Plaque tubulaire en cuivre. — Plate — Plaque. — Tns. — Intérieurement. — Outs. = Extérieurement.
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- Entretoises radiales. — Avec cet armaturage, l’eau circule librement et le lavage du ciel du foyer est beaucoup plus facile. Moins volumineuses que les fermes, les entretoises laissent plus d’espace libre pour la vapeur.
- Les chemins de ferdu gouvernement de la Tasmanie trouvent que le ciel et laplaque tubulaire se déforment moins qu’avec les fermes. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest se plaignent des ruptures de leurs entretoises radiales, ruptures qui se produisent soit par suite de corrosion, à environ 1 à 3 pouces (2o à 75 millimètres) au-dessus du ciel, soit par suite de fatigue, dans le voisinage de l’enveloppe extérieure; ils ajoutent que de nombreuses fissures se déclarent dans les ciels armés par des entretoises radiales. Le « South-Eastern & Chatham Railway » constate qu’avec les entretoises radiales le ciel du foyer s’abaisse et que les trous des tubes se criquent. Dans les foyers munis d’entretoises radiales, celles-ci sont généralement remplacées par des chapes de suspension dans le voisinage de la plaque tubulaire.
- Foyers cylindriques. — Adoptés à titre expérimental sur le « Great Western Railway»; le « Lancashire & Yorkshire Railway» et le « London & North Western Railway » en ont, le premier vingt-et-un, le second vingt-cinq, en service. Le « Lancashire & Yorkshire » les emploie sur des machines à marchandises à huit roues, sous forme de foyer ondulé (fig. 4), tandis que le « London & North Western » fait usage d’un foyer à génératrice droite, monté sur quelques-unes de ces machines de gare.
- Le « Lancashire & Yorkshire Railway » a éprouvé des difficultés graves du fait de fuites aux tubes, dans ce type de foyer, mais on a constaté que ces incidents se produisaient dans les machines munies de plaques tubulaires en acier et que deux des machines à plaques en cuivre en étaient indemnes. En conséquence, toutes les plaques tubulaires en acier ont maintenant été remplacées par des plaques en cuivre.
- Ce type de chaudière offre certains avantages dus à sa simplicité de construction et à la simplicité corrélative de l’entretien ; un autre avantage est qu’il permet de repartir le poids également et que la dépense d’établissement des machines qui en sont munies est faible. Son principal inconvénient est la mauvaise circulation de 1 eau, et, comme corollaire de celle-ci, la lenteur de la mise en pression; mais, lorsque cette dernière circonstance n’a pas une grande importance, il semble que les chaudières à foyer cylindrique soient capables de faire un service utile et économique. Elles ont été mentionnées avec de très vifs éloges par Mr R. M. Livesey, des « County Donegal Railways » d’Irlande (Proceedings Institution of Mechanical Engi-neers, 1906, p. 249) qui, après avoir employé des machines munies de ce type de fo\er, étudié par lui-même, pour de petits parcours avec de fortes charges et sur ce fortes rampes, déclare que « le type de chaudière à foyer « circulaire » avait « une vaporisation beaucoup plus abondante et était beaucoup plus économique au point de vue de la consommation de combustible que l’autre » : c’est le contraire ce que l’on a constaté sur le « Lancashire & Yorkshire Railway ».
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- O :Q
- Coupe B-B
- Coupe longitudinale.
- Coupe A-A.
- Fig. 5. — Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest. Locomotives classe Qa. Chambre de combustion, voûte en briques
- et porte de cendrier.
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- 4- — Chambres de combustion.
- Une seule des administrations qui ont répondu, le « London & North Western Railway », a fait des essais arec une chambre de combustion placée entre les plaques tabulaires du foyer et de la boîte à fumée, mais les résultats obtenus ne lui ont pas paru de nature à justifier la continuation de^’expérience. Une partie du foyer même, employée comme chambre de combustion indépendante, constitue un dispositif en usage sur les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest, du gouvernement du Cap et du gouvernement du Natal. Le premier de cers réseaux, comme le montre la figure 5, pose une cloison en briques en travers du foyer et admet de l’air « secondaire » par des trous ménagés dans cette cloison. Les deux autres établissent uile voûte en briques ordinaire à[ Carrière, et c’est la partie du foyer comprise entre cette voûte et la plaque tubulaire qui forme la chambre de combustion, comme le montre la figure 6. Dans ces deux derniers cas, les foyers sont très larges et ont une faible hauteur.
- Fig. 6. — Chemins de fer du Gouvernement du Natal. Foyer de locomotive.
- de* termes anglais : Outside flrebox = Boîte à feu extérieure.— Heating surface = Surface de chauffe. — Firebox = Du foyer, des tubes. — Grate area = Surface de la Brille. — Rads == Ravon. — Section t.hrb = Rom ne nar. — Outside = A l'extérieur.
- m plate ~ Ouverture dans la plaque.
- 5. — Métal du foyer.
- elles ^es administrations emploient du cuivre pour leurs foyers; huit d’entre
- 0nt essayé ou essayent actuellement l’acier; il y en a une qui a essayé l’acier et
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- le « mélloïde « Q), et une autre le fer. Parmi celles qui font usage de l’acier, ]es résultats les plus satisfaisants sont annoncés par le « Caledonian Railway », quj n constate aucune différence appréciable entre ce métal et le cuivre, et par les chemins de fer du gouvernement du Cap qui « a des locomotives d’origine américaine, munies de foyers en acier. La plaque tubulaire en acier de pouce (42.7 millimètres) présente une meilleure résistance qu’une plaque en cuivre de 7/8 de pouce (22 millimètres), les trous pour les tubes étant moins sujets aux ovalisations. La plaque en acier supporte mieux l’action d’une houille renfermant une forte proportion de soufre que la plaque en cuivre, mais elle est susceptible de se corroder dans le voisinage immédiat du cadre du foyer ». Quant aux autres administrations, les chemins de fer du gouvernement du Natal et le « Great Central Railway » essayent actuellement des foyers en acier, mais ces foyers ne sont pas en service depuis un temps suffisant pour que l’on puisse faire état des résultats obtenus ; d’autre part, les chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud, le « Great Eastern », le « Great Western », le « London & North Western » et le « Southern Mahratta Railway » ont renoncé à l’emploi de foyers en acier, tantôt à cause de fortes corrosions sur la face baignée par l’eau, tantôt parce que les plaques présentaient des criques après un très court service. Le « Great Western Railway » a constaté que les plaques en melloïde, exposées à la flamme, se brûlaient; les deux foyers en fer mis en service par le « North Eastern Railway »-n’ont pas duré douze mois. Il est intéressant de noter que dans le rapport publié par la Compagnie du « Pennsylvania Railroad» sur les essais de huit locomotives à l’Exposition de Saint-Louis en 1904, aucune augmentation d’économie ou de puissance n’a pu être attribuée aux foyers en cuivre dont deux de ces machines étaient munies.
- 6. — Porte du foyer.
- En examinant le tableau I, on verra que la plupart des portes de foyer sont de forme circulaire; il en existe d’autres de forme rectangulaire carrée ou ovale. Le même tableau indique aussi les dimensions de ces portes. Dans beaucoup de cas, sur les locomotives du « London & North Western Railway » et du « Lancashire& Yorkshire Railway » par exemple, la porte, à charnières supérieures, se développe au dedans, et on règle l’admission d’air en ouvrant la porte à l’aide d’un levier qui se déplace sur un quadrant denté. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie (de l’Ouest emploient une porte de foyer circulaire, montée sur charnières à droite, avec un papillon pour régler l’entrée d’air; il paraît que ce type fait un service ties satisfaisant (fig. 8). Au lieu de ce papillon de réglage, quelques administrations f°nt usage d’une porte du même type dont la partie centrale est commandée indepeu damment par un levier qui se meut sur un secteur à crans. Il convient de cite1
- f1) Alliage de cuivre-étain, contenant environ 97 p. c. de cuivre, 3 p. c. d’étain et des traces phore.
- de pl>os'
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- encore un autre type : c’est la porte coulissante, dont les deux battants s’ouvrent sous l’action d’un seul levier (fig. 9).
- Fig. 7. — Portede foyer du « London & North Western'Rail way ».
- — Porte de foyer des chemins de fer du Gouvernement de l’Australie de l’Ouest.
- Assemblage des tôles de foyer et d'enveloppe à l'ouverture de la porte. — La pratique généralement adoptée consiste à réunir les deux plaques par un cadre rivé; cependant le « Great Western », le « Lancashire & Yorkshire », le « London & North estern», le « North Eastern Rail way » et les chemins de fer du gouvernement du
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- ' Doors (o otrt 4 o/nssss-hftr* te AMt
- ,j, râÂüi)
- Fig. 9. — Porte de foyer (coulissante) du « Midland Railway ».
- K'n'pXicatl.oM."d<*8 termes anglais : Studn =s \dfs<wH «\’<S.-ivrt*Mn<Mit. — Doom l»orl«*. r.anUnw unmlAtt,— Old patu>r
- d^i'iirU'mi'id iIiiuh \on (c\\mmWm’«^m
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- Tro,;r- T Pins ot-s,<L T OI,evllles *L tête fraisée. — Cen’s = D’axe en axe. — Between distance pièces _ Entre
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- 174
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- Qap font usage du joint à pinces embouties. Pour les fissures et corrosions de ces deux types de joints, voir le chapitre C.
- 7. — Relation entre la surface de grille totale, les vides entre les barreaux et la surface totale en section transversale des tubes.
- Le tableau 1 ci-après indique les valeurs relatives de ces surfaces, la surface de grille étant prise pour unité. Le chiffre élevé atteint sur certains chemins de fer pour les vides entre les barreaux s’explique probablement par l’emploi de charbon de qualité inférieure, comme dans le cas des chemins de fer indiens, qui ont de la difficulté à se procurer de la bonne houille. Les chiffres relatifs à la section de passage des gaz dans les tubes ne sont peut être pas rigoureusement comparables ; en effet, si, dans notre intention, cette section devait être prise par la partie la plus étroite, c’est-à-dire par le travers des viroles, le questionnaire ne l’indiquait pas explicitement, et il semble probable que certaines administrations ont pris cette section par les tubes, à une plus ou moins grande distance des viroles.
- Grilles à secousses ou à jette-feu. — Les réponses que nous avons reçues à ce sujet sont les suivantes :
- Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud : Nous employons très peu de ces grilles.
- Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest : Nous nous servons de grilles à secousses, qui sont nécessaires pour brûler la bouille du pays; 50 p. c. des machines sont munies de grilles à jette-feu.
- Midland Railway : Sur cinq machines compound une petite partie de la grille a été disposée en jette-feu, mais cette pratique n’a pas été généralisée.
- Eastern Bengal State Railway : Oui.
- Great Indian Penimula Railway : Nous en avons reçu quelques-unes d’Angleterre, mais elles n’ont pas donné de résultats satisfaisants et nous les avons remplacées.
- Oudh & Rohilkhand Railway : Nos nouvelles machines sont munies de grilles à secousses.
- Southern Mahratta Railway ; Quelques-unes de nos machines sont munies de grilles à secousses, mais elles ne font pas un service satisfaisant.
- Central South African Rculways : Toutes nos chaudières sont munies de grilles à secousses et à jette-feu.
- 8. —5Supports intermédiaires.
- La plupart des administrations n’emploient pas de supports intermédiaires, quel que soit le type de chaudière, et on peut dire qu’il en est ainsi d’une manière géné-raie. Cependant, le « Great Western », les chemins de fer du gouvernement du x atal et les « Central South African Railways » font usage de supports d’un genre quelconque dans certaines chaudières à long corps cylindrique.
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-
-
- Conditions générales d’établissement.
- Tableau I.
- Foyers Belpaire
- ou à
- NOM DES ADMINISTRATIONS. berceau
- cylindrique.
- Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud. L’un et l’autre.
- Chemins du gouvernement de L’un et l’autre.
- Tasmanie.
- Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest. L’un et l’autre. (En dernier lieu le berceau cylindrique.)
- Galedonian Railway A berceau cylindrique.
- Furness Railway A berceau cylindrique.
- Great Central Railway L’un et l’autre. (Actuellement le foyer Belpaire.)
- Great Eastern Railway . . . L’un et l’autre.
- Great Western Railway . L’un et l’autre.
- 1 llull & Barnsley Railway . L’un et l’autre.
- \\ Lancashire & Yorkshire Railway. L’un et l’autre. (Actuellement le foyer Belpaire.)
- V\iOi«\ou <Sc NorbYv NVottlorn A berceau o.yUndrlmin. ‘"nr" i
- Armaturage du berceau cylindrique : fermes Métal du Forme et dimensions
- ou entretoises radiales. foyer. de la porte du foyer.
- L’un et l’autre. (Principalement des fermes). Cuivre. (L’acier a été essayé). Pouces. (Millim.) Circulaire : 15 ij, (394) diamètre.
- L’un et l’autre. Cuivre. Circulaire : 13 % (343)
- L’un et l’autre. Cuivre. Circulaire : 14 (356)
- L’un et l’autre. (Principalement des fermes.) Cuivre et acier (actuellement ce dernier). Rectangulaire : 18XG (457 X 356)
- Fermes. Cuivre. Ovale : 14 X 10 3/t (356 X 273).
- Fermes. Cuivre et acier. Circulaire ; 14 (356)
- L’un et l’autre. Cuivre et acier. Circulaire : 16 (406)
- L’un et l’autre. Cuivre,melloide et acier. Circulaire : 15 (381)
- Entretoises radiales. Cuivre. Rectangulaire : 17 X 11 lk (432 x 292)
- Fermes. Cuivre. Circulaire : 13 Va (343)
- ^ Kermes. Cuivre et licier. Circulaire: 1 S 1
- Assemblage des tôles de la
- baie de porte.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à plaques embouties.
- Joint à cadre rivé.
- Joint à plaques embouties.
- Joint à.plaque embouties.
- Proportion entre Plaques tubulaires
- la surface de grille. les vides de la grille. la section totale des tubes. de boîte à fumée embouties ou à prolongement.
- L’une et l’autre. (Nous préférons la seconde.)
- 1 0.28 L’une et l’autre.
- 1 0.36 0.17 L’une et l'autre.
- 1 0.225 0.15 L’une et l’autre.
- 1 0.42 0.178 Plaque à prolongement.
- 1 0.242 0.105 Plaque à prolongement.
- 1 0.393 0.169 Plaque à prolongement.
- L’une et l’autre. ( Actuellemen t la plaque emboutie.
- 1 0.203 0.185 Plaque à
- 1 0.261 0.173 prolongement.
- 1 0.33 0.166 L’une et l’autre. (Actuellement la plaque emboutie.)
- LocomoCi ve-exj ->ress. /
- 0.233 j 0.196 / Plaque à i
- -il <>. :«w / a prol onfcfim en t. j ’miïmüw J
- Mitliiintf /<.*»/v
- / ItiX 14 V-J (40(5 X 3üÜ) cmlro rivé. U..VT7 v U.11.1 » bttVCMUU \ circulaire : 1 0.392 1 0.129 \
- 1/ North-Eastern Raihvay . J A berceau L’un et l’autre. Cuivre (le fer Circulaire . Joint à plaques ... '
- 1 cylindrique. a été essayé). 15 (381) embouties.
- / South Eastern & Chatham Rail- L’un et l’autre. Fermes. Cuivre. Circulaire. Joint à 1 0.378 0.154
- j way. cadre rivé.
- Taff Vale Railway..... A berceau L’un et l’autre. Cuivre. Ovale : Joint à 1 0.319 0.139
- cylindrique. 15X12 cadre rivé.
- (331X305)
- Eastern Bengal State Railway . L’un et l’autre. Fermes. . Cuivre. Rectangulaire : Joint à 1 0.625
- 16X 13 (406 X 330/ cadre rivé.
- East Indian Railway .... L’un et l’autre. Fermes. Cuivre. Rectangulaire : Joint à Locomotive express. 1 | 0.51 | ...
- 16 X 13 ' (406X330) cadre rivé. Grosse machine à minerais.
- 1 0.625 ...
- Machine cl
- marchandises ordinaires.
- 1 0 526 ...
- Great Indian Peninsula Railway . L’un et l’autre. Fermes. Cuivre. Ovale : Joint à 1 0.433 0.169
- 15X 12 (331X305, cadre rivé.
- North Western Railway (Inde) . L’un et l’autre. Fermes. Cuivre. Ovale. Joint à cadre rivé. 1 0.53
- Oudh & Rohilkhand Railway L’un et l’autre. Fermes. Cui. re.
- (State Railway of India). 16X 13 (406 x 330)
- Southern Mahratta Railway . Belpaire. F ermes. Acier Rectangulaire ; Joint à 1 0.266 0.109
- et cuivre. 131/2X131/2 cadre rivé. (eu
- (394 X 313) dehors des viroles).
- Chemins de fer du gouvernement A berceau Entretoises Acier Rectangulaire : Joint à plaques
- du Cap. cylindrique. radiales. et cuivre. 15X12 (381X305) embouties.
- Central South African Railways. L’un et l'autre. Entretoises Cuivte, Circulaire, Joint à 1 0.445 0.161
- radiales. rectangulaire cadre rivé.
- et ovale. 1 0.465 0.0815
- Chemins de fer du gouvernement I.’un et l’autre. Entretoises Cuivre Circulaire : Joint à 1 0.28
- du Natal. (Actuellement le radiales. et acier. 13 i/o (343) cadre rivé.
- foyer Belpaire.)
- L’une et l’autre.
- P laque à prolongement.
- r laque à prolongement.
- Plaque à prolongement.
- Plaque à prolongement.
- Plaque à prolongement.
- Plaque emboutie.
- Plaque à prolongement.
- Plaque à prolongement.
- L’une et l’autre. (Actuellement lu plaque emboutie )
- L’une et l’autre.
- (Plaque à prolongement.)
- L’une et l’autre.
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- 9. — Plaques tubulaires de boîte à fumée.
- La plaque tubulaire débordante est la plus généralement employée ; cependant le « Great Western » et les chemins de fer du gouvernement du Cap emploient le type embouti dans leurs locomotives de construction récente. L’emploi de la plaque tubulaire débordante a pour but de donner une plus grande flexibilité à la chaudière et de réduire la formation de sillons en supprimant la pince à la partie inférieure du corps cylindrique. Cependant, les corrosions sont loin d’être complètement évitées. Le « Hull & Barnsley Railway », qui fait usage de ce type de plaque, a constaté tant d’incidents dus aux corrosions que pour y remédier il a adopté une cornière intérieure fixée sur le pourtour de la plaque tubulaire (fig. 10).
- Fig. 10. — « Hull & Barnsley Railway. » Assemblage du corps cylindrique avec la cornière de la plaque tubulaire de boîte à fumée.
- 10. — Tubes et plaques tubulaires. Disposition et fonctionnement.
- Métal des tubes et raisons de son emploi.
- Le tableau 2 ci-après indique le métal employé par les différentes administrations pour les tubes. La conclusion générale qui se dégage des réponses reçues est que l’acier est employé sur les chemins de fer ou les divisions où l’eau d’alimentation n’occasionné pas trop de piqûres sur les tubes. Lorsque cette avarie prend de fortes proportions, l’acier n’a pas été essayé ou bien on l’a abandonné. Le « Lancashire & Yorksbire Railway » et le « North Eastern Railway » emploient des tubes en acier avec l’eau de bonne qualité, et des tubes en cuivre avec l’eau de qualité médiocre; les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest, F « Eastern Bengal State Railway », 1’ « Oudh & Rohilkhand Railway » et le « Southern Mahratta Railwa) »
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- ont essayé l’acier, mais cessent d’en faire usage, à cause des piqûres et des corrosions. Aux Indes, c’est le laiton qui est employé de préférence; dans l’Afrique australe, on se sert de l’acier dans une certaine proportion et, si l’eau est bonne, il donne des résultats satisfaisants. Sur les chemins de fer britanniques, l’emploi de l’acier pour les tubes gagne du terrain. La récente hausse du cuivre est probablement pour une certaine part dans ce changement, mais on attribue aux tubes en acier des avantages spéciaux parmi lesquels nous citerons les suivants : la plaque tubulaire du foyer se déforme moins; il ne se produit pas de fuites aux longs tubes; le mandrinage et le bouterollage peuvent se faire dans de bonnes conditions; contrairement aux tubes en laiton, les tubes en acier sont très peu sujets à casser dans le voisinage de la plaque tubulaire du foyer sous les hautes pressions dans la chaudière. En outre, l’emploi de tubes en acier doit tendre à diminuer les corrosions résultant des actions galvaniques. En regard de ces avantages, il convient de rappeler que l’acier a une conductibilité thermique beaucoup plus faible que le cuivre; et si ce dernier coûte plus cher, et que, de ce fait, l’intérêt de la dépense d’établissement monte à un chiffre plus élevé, la valeur du vieux cuivre est relativement grande, tandis que celle de l’acier est faible.
- Composition du laiton employé pour les tûtes.
- ADMINISTRATIONS. CUIVRE. ZINC.
- Midland Railway 70 p. c. 30 p. c.
- South Eastern & Chatham Railway 66 2/3 _ 33 Vs -
- Taff Vale Railway 70 — 30 —
- Central South African Railways 70 — 30 —
- 11. — Dimensions des tubes à fumée.
- Elles sont indiquées dans le tableau 2 et ne donnent lieu à aucune remarque spéciale; on peut dire toutefois, d’une manière générale, que le diamètre a augmenté dans ces dernières années.
- 12. — Mode et ordre d’emmanchement des tubes.
- On emploie partout un mandrineur à galets d’un type quelconque, généralement e Dudgeon ou le Thomson-Wicksteed. Le « London & North Western Railvvay » e^aseses tubes avec une broche après les avoir mandrinés (fig. 14). Certaines administrations ne spécifient aucun ordre particulier dans le mandrinage des tubes, et est1*]1 C6^es en prescrivent un, on note des différences considérables. Le but ’ ans ce dernier cas, de garantir efficacement les tubes contre les fuites, tout en
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- Plaque tubulaire de la boîte à fumée. Plaque tubulaire du foyer. .
- Fig. 11. — London & North Western Railway. — Tube à fumée (évasement).
- Mandrinage des tubes.
- Il a été constaté, à la suite d’une série d’expériences sur différentes méthodes de mandrinage des tubes, que l’ordre suivant donne à la fois la déformation la plus légère et la plus uniforme à la plaque tubulaire en cuivre du foyer.
- Les tubes ^ hachurés sont mandrinés d’abord, dans un ordre quelconque ; puis viennent les
- lignes ---- • ----, du n° 1 au
- n° 9, et on finit par la colonne n° 10. Si la disposition des tubes dans une chaudière donnée différait de celle-ci, il faudrait suhre le plus exactement possible la méthode de mandrinage qui vient d’être indiquée.
- Fig. 12. — Lancashire & Yorkshire Railway.
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- réduisant la déformation de la plaque tubulaire au minimum et en la rendant aussi uniforme que possible. La méthode employée par le « Lancashire & Yorkshire Railway » est indiquée sur la figure 12. Le système adopté par le « Midland Rail-way » consiste à mandriner douze tubes dans chacun des quatre angles, puis douze au milieu, et à procéder ensuite par cercles concentriques en allant du centre à la périphérie. Le « Caledonian Railway » et V « East Indian Railway » partent du centre vers le pourtour; le « South Eastern & Chatham Railway » commence par l’axe de la chaudière et s’en éloigne en procédant par colonnes verticales; enfin, le «Northwestern Railway » (Inde), les « Central South African Raihvays » et le « Great Eastern Railway » commencent par les bords et se rapprochent du centre.
- 13. — Tubes Serve.
- Ces tubes ne sont actuellement employés par aucune des administrations qui ont répondu au questionnaire; plusieurs les ont essayés, puis abandonnés parce qu’ils ne répondaient pas à leurs besoins, surtout à cause des fuites très abondantes qui se produisent souvent après un petit temps de service. Le rapport publié par le « Pennsylvania Railroad » sur les essais d’une locomotive munie de ces tubes à l’Exposition du rachat de la Louisiane, de 1904, montre que leur emploi ne donne lieu à aucun surcroît d’économie.
- 14-a. — Corrosions des tubes à fumée en acier ou en fer et moyens employés
- pour les combattre.
- On peut dire que la grande majorité des chemins de fer, employant des tubes en acier, qui ont répondu au questionnaire, ont eu à se plaindre de corrosions. Dans un ou deux cas, on a introduit un procédé d’épuration de Peau pour remédier à cet inconvénient.
- La question des corrosions sera examinée d’une manière générale dans le chapitre C; nous nous bornerons à faire remarquer ici que les piqûres de la surface extérieure des tubes sont dues à la môme cause qui occasionne des pustules dans le corps cylindrique. Le « Great Indian Peninsula Railway » a constaté que des tubes soudés à recouvrement qu’il expérimentait se piquaient fortement au bout d’un temps très court; il cessa de les employer et les remplaça par des tubes étirés sans soudure, qui ont donné des résultats satisfaisants jusqu’à l’heure actuelle. Les Piqûres paraissent atteindre leur plus grande intensité dans le voisinage de l’entrée deau d’alimentation et de la plaque tubulaire du loyer; pour renouveler le tube en ce dernier point, le « Great Central Railway » coupe le bout et soude une nouvelle P'ece; d’autres administrations brasent un nouveau bout. Les chemins de fer du gouvernement du Natal constatent qu’ils peuvent généraliser l’emploi des tubes en acier en épurant leurs eaux d’alimentation, et le « Norlh Eastern Railway » dit qu’il ePure ses eaux afin d’éviter les corrosions. Le « Lancashire & Yorkshire Railway »
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- trouve que, dans certains cas, ses chaudières présentent de petites piqûres isolées et pour empêcher que tout le tube doive être mis au rebut pour un si petit défaut il bouche la cavité avec du fer doux, au moyen d’une flamme d’oxy-aeétylène.
- 14-b. — Usure excessive ou cassure des tubes en cuivre ou en laiton contre la face intérieure de la plaque tubulaire en cuivre.
- Les causes auxquelles on attribue ces avaries sont les suivantes :
- 1° l’eau de mauvaise qualité, donnant lieu à l’entartrement excessif des tubes;
- 2° les hautes pressions de chaudière.
- Ces incidents se produisent surtout pour les tubes en laiton, qui se piquent à l’intérieur, dans le voisinage immédiat de la virole de l’extrémité côté du foyer. Le « Huîl & Barnsley Railway » constate que ses tubes en cuivre s’usent en haut, dans le voisinage de la virole, et dit que ce fait tient à ce que la flamme se dirige vers le haut avant de prendre une direction horizontale. Les tubes en laiton s’usent delà même façon, et on considère que la cause en est généralement l’action érosive des particules solides entraînées du foyer vers la cheminée. La photogravure figure 13 donne la coupe d’un tube en laiton usé ou rongé. En ce qui concerne les tubes en cuivre, le « Midland Railway « possède une installation pour étirer à nouveau les tubes déformés à l’extrémité côté de 1-a boîte à .fumée lorsqu’ils sont retirés de la chaudière. On coupe ce bout et on fait repasser le tube par des matrices pour lui donner la longueur voulue : dans cette opération, le diamètre est réduit d’environ Viô de pouce. Le « Great Indian Peninsula Railway » coupe le bout côté foyer de ses tubes en laiton avariés et les munit d’une nouvelle pièce, puis les remet en place dans la chaudière en les retournant.
- Tubes en acier galvanisé. — Sur les vingt-cinq administrations qui ont répondu, sept seulement ont fait l’essai de tubes de ce genre. Parmi ces dernières, le « London & North Western Railway » a cessé de s’en servir, les résultats n’ayant pas été satisfaisants ; le « Midland Railway », les « Central South African Railways », le « Lanea-shire & Yorkshire Railway » et le « South Eastern Railway » les essayent en ce moment même ; le « Great Central Railway » constate que les corrosions sont supprimées grâce à leur emploi, et le « Caledonian Railway » déclare qu’il en fait usage depuis 1904 et que les résultats obtenus sont favorables.
- 15. — Emploi des viroles.
- On fait usage des viroles dans le double but d’assurer l’étanchéité des tubes et d’en protéger les bouts contre l’action du feu. Elles ne sont employées dans aucun cas à l’extrémité côté de la boîte à fumée. La pratique généralement suivie consiste à en munir les tubes en laiton et en cuivre, mais non les tubes en acier; cependant
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- trois administrations, le « London & North Western Railway », le « Great Central Railway » et le « Furness Railway », après avoir eu des tubes en acier depuis un certain temps en service, se servent de viroles pour en assurer l'étanchéité.
- Conicité et épaisseur des viroles employées.
- ADMINISTRATIONS. « CONICITÉ. ÉPMSSfcUft, en pouces (en millimètres).
- Ch. de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud. 1 : 32 ij8 (3.17) fort.
- Chemins de fer du gouvernement de Tasmanie . 1 : 20 5hz (3-97).
- Ch. de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest . 1 : 40 N” 11 de la jauge normale britannique (.Standard Wire Gauge) 0.116 (2.95).
- Furness Railway 1 .• 16 N° 13 de la jauge 0.092 (2.34).
- Great Central Railway 1 : 32 N° 11 de lajauge normale britannique (Standard Wire Gauge) 0.116 (2.95).
- Hull & Barnsley Railway l : 20 0.180 et 0.156 (3.96).
- Lancashire & Yorkshire Railway 1 : 16 % (3-17).
- London & North Western Railway 1 : 80 i/s (3.17).
- Midland Railway 1 : 26.5 Varie avec la grandeur.
- Taff Vale Railway 1 : 40 l(S (3.17).
- Eastern Bengal State Railway . . . ‘ . 1 : 20 ‘/s (3-17).
- East lndian Railway 1 ; 20 Vs (3-17).
- North Western Railway (India) A 1 : 20 N* 11 de la jauge uormale britannique (Standard Wire Gauge)0.116 (2.95).
- Oudh & Rohilkhand Railway 1 : 20 3he (4-76).
- Central South Afriean Railways 1 : 20 3/ie (4-76). '
- Chemins de fer du gouvernement du Natal .... 1 : 24 N° 9 de la jauge 0.144 (3.66).
- Bouterollage des tubes, résultats obtenus. — Des renseignements très contradictoires nous sont parvenus au sujet des avantages que l’on peut retirer du bouterollage des tubes, mais les réponses ci-après des administrations indiennes peuvent être considérées comme typiques pour les chemins de fer employant des tubes en laiton :
- 1° « Eastern Bengal State Railway » : Nous bouterollons les tubes du côté du foyer; cette précaution contribue à empêcher les corrosions et améliore l’étanchéité des tubes ;
- 2° « East lndian State Railway » : Nous avons abondonné cette pratique parce quelle représentait un long travail, sans aucun avantage sérieux;
- « Great lndian Peninsula Railway » : Les machines que nous recevons d’Angle-re ont leurs tubes bouterollés du côté du foyer, mais nous constatons que les extrémités rivées se brûlent facilement.
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- Les réponses que nous venons de citer se rapportent aux tubes en laiton. Appliqué aux tubes en acier, le bouterollage paraît donner plus de satisfaction; en effet, le « Great Central », le « Great Western », le « London, Tilbury & Southend » et les chemins de fer du gouvernement du Cap, qui n’emploient que des tubes en acier, obtiennent tous de bons résultats. Le bouterollage protège les bords des trous de la plaque tubulaire-contre l’action du feu; en même temps, il aide à assurer l’étanchéité des tubes et à consolider la plaque tubulaire. On ne l’emploie généralement que du côté du foyer; mais, dans un ou deux cas, on rive aussi les tubes du côté de la boîte à fumée.
- 16. — Disposition des tubes sur la plaque tubulaire.
- La disposition des tubes en colonnes verticales est la plus ordinairement employée. Environ les trois cinquièmes des administrations qui ont répondu préfèrent cette disposition ; les autres disposent les tubes en rangées horizontales. Sur quelques chemins de fer, les deux systèmes sont en usage. Les raisons invoquées en faveur de la disposition en colonnes verticales sont qu’elle facilite la circulation et que le tartre qui se forme tombe plus facilement au fond du corps cylindrique. Le cc North Eastern Railway » constate que les plaques tubulaires font un plus long service et les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest disent qu’avec les tubes en colonnes verticales, les chapes de suspension du ciel du foyer sont moins fatiguées. Les avantages attribués à la disposition en rangées horizontales sont qu’elle donne plus de facilités pour le lavage (« Eastern Bengal State Railway ») ; le « London, Tilbury & Southend Railway » dit qu’elle produit une meilleure circula-, tion, avantage généralement porté à l’actif de la disposition en colonnes verticales. Le « Great Indian Peninsula Railway » emploie les deux procédés et les trouve satisfaisants l’un et l’autre.
- Espacement des tubes. — On verra, en examinant le tableau II, que l’espacement le plus souvent employé est de 3/4 de pouce. Étant données certaines conditions de service, il semble probable qu’il existe une largeur minimum de cloison au-dessous de laquelle il est imprudent de descendre, sous peine de voir se produire des incidents graves résultant de fissures entre les trous de tubes. La pratique a d’ailleurs confirmé cette manière de voir; une plaque tubulaire qui s’avarie avec des cloisons de n/i6 de pouce (17.4 millimètres) peut faire un très bon service si cette largeur est portée à 3/4 de pouce (19 millimètres).
- Il semble y avoir une tendance à augmenter l’espacement des tubes, afin de réduire au minimum les chances d’accumulation de dépôts et de permettre un lavage plus complet ; en effet, s’il en résulte une diminution de la surface de chauffe, cet inconvénient est racheté par d’autres conditions de service plus satisfaisantes. En ce qui concerne l’espacement spécial donné aux tubes le long des bords de la plaque tubulaire, nous en parlerons à la question 18.
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- 17. — Pressions dépassant 180 livres par pouce carré (12.66 kilogrammes par centimètre carré) et mesures spéciales qu’elles nécessitent.
- Neuf des administrations qui ont répondu emploient des pressions de plus de 180 livres par pouce carré (12.66 kilogrammes par centimètre carré) (voir le tableau II);
- ]a plus élevée est de 225 livres (15.82 kilogrammes par centimètre carré), sur des machines du « Great Western Railway ». Les chaudières des compounds à trois cylindres du « Midland » sont timbrées à 220 livres (15.47 kilogrammes par centi- . mètre carré). On dit que les inconvénients constatés à la suite de l’emploi de ces hautes pressions sont rares, et il ne paraît pas qu’en général des mesures spéciales aient été prises pour remédier aux défauts auxquelles elles peuvent donner naissance.
- Les « Central South African Railways » écrivent : « Les chaudières de nos machines classes 9, 10 et 11 ont une pression de marche de 200 livres par pouce carré (14.06 kilogrammes par centimètre carré). De nombreux incidents se sont produits avec les plaques tubulaires du foyer de ces machines. Nous avons aussi éprouvé des difficultés à maintenir les tubes étanches et il a fallu procéder à de fréquents » remandrinages, qui ont eu pour conséquence l’ovalisation des trous de tubes.
- A notre avis, c’est la haute pression de la vapeur qui est la cause principale de ces inconvénients. »
- Le « Great Western Railway » emploie pour ces chaudières à haute pression un procédé qu’elle appelle « mandrinage intérieur » des tubes. Il consiste à combiner des appareils agissant en sens inverse des mandrineurs ordinaires, de sorte que le tube est élargi à son plus grand diamètre sur la face intérieure ou avant de la plaque tubulaire du foyer. Grâce à cette méthode, le « Great Western » dit avoir réalisé une immunité presque complète contre les incidents dus aux tubes. Il est à noter que cette compagnie emploie des tubes en acier : avec le cuivre, le cas est différent. Ordinairement, lorsqu’un tube en cuivre se brûle à l’extrémité arrière, on le repousse légèrement à coups de marteau appliqués sur l’extrémité avant, et on obtient ainsi pour les tubes une plus longue durée de service. Il va sans dire que cette méthode ne peut pas être adoptée avec le « mandrinage intérieur ».
- Le « London & North Western Railway » a employé une pression de 200 livres par pouce carré (14.06 kilogrammes par centimètre carré) sur ses compounds, mais ces machines sont actuellement remplacées par des locomotives à simple expansion ffun timbre moins élevé. Le « Midland Railway » constate que la durée des entreposes du foyer est beaucoup moindre avec ces hautes pressions qu’avec celles de moins de 180 livres par pouce carré (12.66 kilogrammes par centimètre carré).
- Cette dernière administration, qui emploie des tubes en cuivre et des tirants longitudinaux en fer, a trouvé qu’avec ses chaudières timbrées à 220 livres (15.47 kilogrammes par centimètre carré), les déformations de la plaque tubulaire étaient considérables. Cet inconvénient a été sensiblement atténué en substituant, soit le nronze au fer pour les tirants longitudinaux, soit l’acier au cuivre pour les tubes.
- Pnis quelques années, la compagnie a mis en service des machines timbrées entre
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- Tubes, métal des entretoises, et timbre de la chaudière.
- Tableau II.
- Métal Dimensions des tuljes : Disposition des tubes : en colonnes Espacement des Métal g ** 0 3 O H *0 âP-oS» S S 3 g g
- NOM DES ADMINISTRATIONS. des tubes. Diamètre extérieur. Epaisseur à l’extrémité arrière. Epaisseur à l’extrémité avant. verticales ou en rangées horizontales. tubes. entre toises. 0 0 3 xs 'O Sm (W £ 0 *0 .§§§§ H 0
- Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud.
- Chemins de fer du gouvernement de Tac manie.
- Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest,
- Galedonian Railway ....
- Furness Raihvay . . . •
- Great Central Railway
- Great Eastern Railway Great Western Railway
- Huit <& Barnsley Riùlway . UimriiUiirc .St YoiUhVi'u-.s Hnüwny
- Pouces. (Millini.)
- Cuivre. 1 Va (47.6).
- Laiton et acier cuivré. 1 3/4 (44.4).
- Laiton et cuivre. 1 3(4 (44.4).
- Acier galvanisé. 1 3/4 et 2. (44.4 et 50.8)
- Fer et acier. 1 3/4 (44.4).
- Acier. 1 3/4, 1 Va et 2. 1,44.4, 47.6 et 50.8).
- Acier. 1 «/i (44.4).
- Acier, 1 5/8 et 2 (41.3 et 50.8)
- Cuivre! I 1 5/4 et 2 h 44.4 et 50.8/.
- Pouces. (Millimètres.) 10 B. AV. G. : 0,134(3.40)
- 10 S. W. G. : 0,128.(3.25)
- 11 S. AV. G. ; 0.116 (2.95)
- 10 S. W. G. : 0.128 (3.251
- 11 S. AV. G. ; 0.116 (2.95)
- 11 S. AV. G. 0.116 .2.95)
- 13 S. AV. G. : 0.092 (2.34)
- 8 S. AV. G.: 0.16 (4.06) 10 S. AV. G. : 0.128(3.25)
- Il B. W. G. : 0.12 (S.05) 10 H. W. «. : 0.134(3.40)
- Miillmul linilwny .... North Eastern Raiiway
- South Eastern & Chatham Railway.
- Taff Vale Railway..............
- Eastern Bengal State Railway East Iïidian Railway ....
- Great Indien Peninsula Railway .
- North Western Railway (State Railwày) (Inde;.
- Oudli & Rohilkhand Railway.
- Southern Mahratta Railway . .
- Chemins de fer du gouvernement du Cap.
- Central South Âfrican Railways .
- Chemins de 1er du gouvernement du Natal.
- 2 tr»os). h
- laiton, «M et
- acier kuIa'î
- Acier et cuivre.
- -Laiton et
- xlliage breveté. Laiton.
- r~~
- 1 «Vnt ''l «A
- (41.3 et 44.4).
- ] % (44.4). 1 «/* (44.4). 1 s/4 (44.4'
- Pouces. (Millimètres.) 12 B. W. G. : 0.1C9 (2.77)
- 12 B. W. G. : 0.109(2.77)
- 12 S. AV. G. ; 0.104(2.64)
- 12 S. AV. G. : 0.104(2.64)
- 10 S. W. G. : 0.128(3.25;
- 11 S. AV. G. : 0.110(2.95)
- 11 S. AV. G. : 0 116(2.95, 1
- 13 S. \V. G. : 0.092(2.34)
- 10 S, AV. G. : 0.123(3.25) 10 S. W. G. : 0.128(3.25;
- 13 B. W. G. 12 B. W. G.
- O.C95 (2.41) 0.109 ,2.77,
- Pouces. (Millimètres.) Livres par pouce2. (Kilog.par centim2.)
- Horizontale. n/i6 à 3/4 (17.5 à 19). Cuivre.
- Horizontale, 5/s (16). Cuivre et bronze de Stone.
- Verticale, 6Ig a ls/io-(16 à 20.6). Cuivre (bronze à l’essai). 2031,14.06).
- Verticale. 5/8 à 3/4. (16 à 19). Bronze de Stone et melloide 200 (14.06).
- Verticale. Cuivre et bronze.
- Verticale généralement. 13/jO, à Vg. (20,6 à 22.2). Cuivre et bronze de Stone. 200(14.06).
- Les deux. “/10 (17-5). Bronze de Stone
- Verticale, 5/ ) sur la plaque i tubulaire de la ( *6) \ boîte à fufnée. 21 ) sur la plaque ,,q, f tabulaire (lyj T du foyer. Cuivre,melloide bronze de Stone et fer. 200 et 225 (14.06 et 15.82).
- 12 S. W. G. : O. KM (2.04)
- 1 S. W. G. : 0.116 (2.95) 11 B. W. G. : 0.12(3.05)
- Laiton. 13/4(44.4). iis. W. G. : 0.116 (2.95
- Laiton. 1 3/4 et 2. (44.4et50.8). 11 B. AV. G. : 0.12 (3/ 5) 10 B. W. G. ; 0.134 (3.40)
- Laiton et acier. Laiton; 2 V4. 2 et 1 3/4. 157 „50.8 et 44.4). acier ; 2i/4 (57). 10 S. AV. G. ; 0.128 (3.25) 9 S. AV. G. : 0.144 (3.66) 9 S. AV. G. : 0.144 (3.66) 10 S. W. G. : 0.125(3.25)
- Laiton. 2 1/4, 2 et i 3'4. (57, 50.8 et 44.4). 11S. AV. G. : 0.116 (2.95)
- Laiton et acier. 2 i/4 (57). 10 B. W. G. : 0.134 (3.40)
- Laiton. 1 8/4 (44.4). 11 S. W. G. ; 0.116(2.95)
- Acier doux et fer au bois. 1 3/n 1 Vs, 2 et 2 1/4. (44.4, 47.6, 50.8 et 57). 11 S. AV. G. : 0.116(2.95)
- Laiton, acier-et fer au bois. Laiton : 2, (5Q.8). acier : 2 U4 (57), Fer au bois 2: (50.8). 10 B. AV. G. : 0.134(3.40) 9 B. AV. G. ; 0.148 (3,76) 10 B. AV. G. : 0.134 (3.40)
- Acier et métal rouge. Acier : 2 (50.80 métal rouge; 2. (50.8). 11 S. W. G. ; 0.116(2.95) 10 S. W. G. ; 0.128 (3.25)
- (17.5 et 19).
- 1,/i ti < ’ l ‘Vj (17.h <'t ni'.
- 12 vS. W. O. : 0.101 (2.04)
- 13 S. W. G. : 0.092 (2.34) 13 B. AV. G. : 0.095 (2.41)
- 13 B. W. G. 13 S. W. G.
- 13 B. AV. G. 12 B. W. G.
- 12 S. W. G. 12S. AV. G. : 12 S. W. G. 10 S. AV. G. :
- 0.095 (2.41) 0.092 (2.34)
- ; 0.095 (2.41) 0.109 (2.77'
- 0.104(2.64) 0.104 (2.64) 0.104(2.64) 0.12S (3.25)
- 13 S. W. G. ; 0.092 (2.34
- 12 B. AV. G. : 0.109 (2.77)
- 13 S. AV. G. : 0.092 ,2.34)
- 12 B. W. G. : 0.109 (2.771 12 B. AV. G. : 0.109(2.77 12 B. AV. G. : 0.109 (2.77
- 11 S. AV. G.: 0.116(2.95)
- 12 S. AV. G. : 0.104 (2.64)
- Les deux, verticale actuellement.
- Horizontale.
- Diagonale. Horiz îitale. Horizontale.
- Les deux.
- Verticale.
- Horizontale.
- Horizontale.
- Verticale.
- A’erticale.
- Horizontale.
- >/8 (Ui).
- 5/a à Vu (16 à 19).
- “Zie (17.5).
- 1 (25.4). ®/4 m
- 3/4 (19).
- 220 (Y5.4T).
- Cuivre (principalement).
- BronzedeStone
- Cuivre, 1er et acier.
- Cuivre et bronze.
- Cuivre (bronze de Stone
- à l’essai).
- 3/4 (19). Cuivre. 180 (12.66).
- *lt (19 . Cuivré (bronze de Stone à l’essai).
- 3/é (19'. Bronze phosphoreux de Stone et fer de Lowmoor. 180 (12.66).
- s4(19). Cuivre. 180 (12.66).
- a/4,7/8 et 1. (19, 22.2 et 25.4). Cuivre et fer. 200(14.06).
- 7/s (22-2). Alliage spécial cuivre-nickel M. N. 2 de la Muntz métal C°, bronze de Stone et cuivre. 200 (14.06).
- 1]/it (17.5). Bronze de Stoile spécial. 200(14.06)J
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- 195 et 200 livres (13.71 à 14.06 kilogrammes par centimètre carré), qui n’ont donné lieu à aucune espèce particulière d’incidents.
- 18. — Espacement spécial des tubes ou entretoises pour empêcher les criques des angles
- de la plaque tubulaire.
- En ce qui concerne l’espacement spécial des tubes dans la plaque tubulaire, le « Midland Railway », le « Lancashire & Yorkshire Railway » et le « Southern Mahratta Railway » espacent leurs tubes davantage près du bord, tandis que le « Great Central Railway » prescrit de ne jamais laisser arriver un tube jusqu’à une distance de 1 1/2 pouce (38 millimètres) de l’arrondi. Un autre moyen employé pour atténuer la tendance de la plaque à se criquer dans les angles consiste à rétreindre les tubes des colonnes extrêmes un peu avant le point où ils s’emmanchent dans la plaque tubulaire. Cette méthode est en usage sur le « Great Indian Peninsula Railway », le « North Western » (indien) et le « London & North Western Railway ». Les chemins de fer du gouvernement du Cap réduisent le diamètre de tous leurs tubes dans la plaque tubulaire du foyer, mais ici le but poursuivi est d’empêcher les ruptures des cloisons entre tubes. Pour le rétreignagc de ces tubes, le diamètre est ordinairement réduit de 1/'4 de pouce (6.3 millimètres).
- Aucune administration ne dit avoir essayé un espacement spécial quelconque des entretoises.
- Martelage à froid des plaques. — La seule administration répondant qu’elle a essayé ce mode de traitement de la plaque tubulaire en cuivre est le « Midland Railway » ; son expérience n’a pas été suffisamment longue pour donner des résultats définitifs, mais il ne semble pas que ce procédé doive procurer un avantage quelconque. La méthode employée consiste à prendre une plaque tubulaire en cuivre dont l’épaisseur dépasse de i/8 de pouce (3.2 millimètres) celle de la plaque finie et à réduire celle-ci sous un petit marteau-pilon à l’épaisseur prescrite, en vue d’écrouir le cuivre et de lui donner une plus grande résistance contre l’ovalisation des trous pendant le mandrinage des tubes : on obtiendrait de la sorte une plus grande étanchéité.
- 19. — Emploi et avantages des boîtes à fumée allongées.
- La réponse à cette question a dû être plus ou moins embarrassante, car on ne sait pas au juste ce qu’il convient de considérer comme une boîte à fumée « allongée ». Douze administrations, sur les vingt-cinq, déclarent qu’elles n’emploient pas déboîtés à fumée allongées; toutefois l’une d’elles, le «North Western Rail' way » (indien) emploie des boîtes « moyennement longues », avec des résultats très satisfaisants. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest énumèrent comme suit les avantages de la boîte à fumée allongée : « a) Elle offre une pllis
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- grande capacité pour loger les résidus de la combustion et peut donc rester plus longtemps sans être nettoyée; b) les ouvertures des mailles des pare-étincelles sont plus grandes et la proportion pour cent de surface perdue est moindre; c) la production de vapeur de la locomotive est généralement meilleure. »
- Les autres avantages "attribués à la boîte à fumée allongée sont : la réduction des projections de flammèches par l’égalisation des pulsations du tirage sur le feu, la diminution de l’usure des plaques et de la porte d’avant, la réduction de l’aspiration d’air par la porte de la boîte à fumée (les autres conditions restant les mêmes), la suppression de l’engorgement des rangées inférieures de tubes avec des cendres et l’atténuation des dommages causés par les hautes températures dans la boîte à fumée.
- 20. — Dômes de prise de vapeur ou autres dispositifs équivalents.
- Toutes les administrations emploient des dômes, à l’exception du « Great Western » et du ce Hull & Barnsley Railway ». Le premier a adopté, pour la prise de vapeur, un tuyau bifurqué placé au-dessus du foyer, et le second un tuyau intérieur disposé longitudinalement, à environ i/2 pouce (12.7 millimètres) au-dessous du haut du corps cylindrique et percé, le long de sa génératrice supérieure, d’une rangée de trous de °/l6 de pouce (7.9 millimètres) de diamètre. Il est à remarquer que dans la chaudière sans dôme du ce Great Western Railway » (fîg. 14), la hauteur de l’espace libre au-dessus du foyer est de 2 pieds (610 millimètres); pour réaliser cette hauteur, on a donné une certaine inclinaison aux plaques de la partie supérieure du corps cylindrique.
- 21. — Enveloppes isolantes des chaudières.
- Les différentes matières employées pour les enveloppes isolantes sont les suivantes :
- 1° Asbeste.
- 2° Matelas d’asbeste bleu.
- 3° Matelas d’asbeste blanc.
- 4° Ciment d’asbeste.
- 0 Peinture d’asbeste sur chemise de feutre, ô Blocs d’asbeste-magnésie.
- 7 Coton de silicate (laine de scories).
- 8° Chemise de magnésie.
- 9° Chemise de feutre.
- 10» Bois.
- 11° Matelas d’air (pièces d’écartement en pin). 12° Matelas de « limpite ».
- 13° Composition » de Leroy ».
- 14° Couverture d’asbeste.
- On
- verra par cette liste qu’une forme ou préparation quelconque d’asbeste est lq matière la plus communément employée pour les enveloppes isolantes, rieu at°rZe a(^m“1^stra^ons munissent leurs chaudières d’une enveloppe à l’inté-leur des abris. Le « Midland Railway » ne le fait que sur quelques-unes de ses Machines à chaudière Bel paire. * y.
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- Fig. 14. — Chaudière du « Great Western Raibvay ».
- Explication des termes anglais : Water line= Niveau de l’eau. — Water line area = Surface du plan d’eau. — Flue area = Section totale des tubes. S eam space = Capacité de vapeur. — 'Working pressure = Pression de marche (timbre).
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- 22. — Réserve de chaleur et avantages qui en découlent.
- Seuls le « Lancashire & Yorkshire Railway » et le « Taff Vale Railway » ont essayé je système Druitt-Halpin de réserve de chaleur. Le premier continue à l’employer et espère que le résultat sera une réduction considérable des piqûres et corrosions des tôles de chaudière. Le « Taff Vale Railway » a essayé le système, mais ne fournit pas de renseignements sur les résultats obtenus.
- Par le dessin (fig. 15) que le « Lancashire & Yorkshire Railway » a communiqué, on verra que le réservoir de chaleur est fixé derrière la cheminée sur le haut du corps cylindrique de la chaudière. Il a 12 pieds 2 pouces (3.708 mètres) de longueur, et le conduit en forme de dôme partant du corps cylindrique inférieur communique avec le réservoir. Ce conduit est ouvert en haut, et la vapeur peut donc passer librement de l’un à l’autre. Toute l’eau d’alimentation arrive par le tuyau de refoulement dans le réservoir, d’où elle peut passer dans la chaudière, soit par le tuyau de trop-plein indiqué dans le dessin, soit par une soupape commandée de l’abri; dans les deux cas, elle entre dans la chaudière par le même tuyau. Lorsque la machine ne fait pas un service dur, le réservoir peut être rempli et l’excès de vapeur produit dans la chaudière sert à réchauffer cette eau d’alimentation, de façon qu’elle arrive dans la chaudière sous une température élevée lorsqu’on en a besoin. On voit donc que les piqûres et les corrosions atteignent une grande intensité dans le réservoir plutôt que dans la chaudière elle-même, et de ce fait la durée de cette dernière doit être prolongée. La construction du réservoir est simple et on peut donc le renouveler facilement dès que les corrosions deviennent graves. Les administrations qui l’emploient n’ont pas encore une expérience suffisante pour pouvoir se prononcer définitivement sur les mérites du procédé. Nous donnons ci-après quelques renseignements numériques sur les chaudières munies du réservoir de chaleur employé par le « Lancashire & Yorkshire Railway » :
- Surface de chauffe tubulaire . . . 1,103.00 pieds carrés (102.47 mètres carrés).
- - — du foyer . . . 107.68 — (10.00 — ).
- Total. . . 1,210.68 pieds carrés (112.47 mètres carrés).
- Surface de la grille .... Section du faisceau tubulaire . Capacité de vapeur .
- Capacité du réservoir.
- 18.75 pieds carrés
- 2.7 ___
- 43 pieds cubes 420 gallons
- (1.75 mètre carré). (0.25 — ).
- (1.218 mètre cube;, j 1,910 litres).
- M Churchward, du « Great Western Railway », dans son mémoire (*) sur les garnies chaudières de locomotives, a fait remarquer qu’au point de vue de la réserve e chaleur proprement dite, on peut obtenir les mêmes avantages en augmentant la Opacité de vapeur dans la chaudière. Un croquis (fig. 14) montre comment ceci est ea ls® sur les machines de son réseau.
- (1) P>'°eInst• Mech. Eng., 1906, p. 224.
- ê
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- 0
- Fig. 15. — Lancashire & Yorkshire Railway. — Réservoir de chaleur.
- Explication des termes anglais : belivery pipe = Tuyau de refoulement. — Contents of vessel... = Capacité du réservoir... — Highwater level = Ni veau supérieur de l’eau. — Working vuvter level = Niveau normal de l’eau. — lilow off cook = Robinet de vidange à chaud. — Loading gauge showing radial tank's clearance = Gabarit de chargement indiquant le jeu (lu vAkpvvou .
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- $ — Chaudières à tubes d’eau.-»— Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur surchauffée. — Réchauffeurs de l’eau d’alimentation.
- Chaudières à tubes d'eau.
- Aucune des administrations qui ont répondu n’emploie des chaudières à tubes d’eau, mais 1’ « East Indian Railwav », les « Central South Afriean Railways » et les chemins de fer du gouvernement du Cap font usage de tubes à eau Drummond dans quelques-uns de leurs foyers. La disposition de ces tubes à eau dans un foyer est indiquée par la figure 16. Les tubes sont placés en un ou deux faisceaux en travers du foyer, au-dessus de la voûte en briques, de façon à se trouver sur le chemin des gaz vers les tubes à fumée. On emploie un faisceau si le foyer est petit, deux s’il est grand. Dans l’un et l’autre cas, les tubes sont inclinés d’environ 4 pouces (102 millimètres) d’une paroi du foyer à l’autre; toutefois, quand il y a deux faisceaux, ils sont inclinés en sens contraire. Des pièces en acier moulé, munies de brides pour la liaison avec la tôle d’enveloppe extérieure et pour l’assemblage sur une porte, sont placées en face de l’extrémité de chaque.faisceau de tubes, et la porte de protection est maintenue à l’aide de goujons; le joint est fait avec de l’huile de lin cuite. Les grandes surfaces planes des portes sont armées par des entretoises en fer qui traversent les tubes et les portes et qui sont retenues par des écrous borgnes vissés sur leurs extrémités (fig. 16). Les tubes, généralement au nombre de trente-six par faisceau, sont disposés en six rangées. Ils ont deux pouces (SI millimètres) de diamètre extérieur dans toute leur longueur, 3/16 de pouce (4.8 millimètres) de diamètre aux extrémités et 1/8 de pouce (3.2 millimètres) au milieu. Les trous de la plaque en cuivre qui sont destinés à les recevoir sont munis au milieu d’un petit évidement avant le mandrinage des tubes, et il paraît que le résultat en est excellent pour l’étanchéité des tubes (fig. 17). Grâce à l’addition de ces tubes, la surface de chauffe du foyer est augmentée de 100 p. c. et la puissance de vaporisation de la chaudière s’en ressent très avantageusement. On remarque aussi que, grâce à la circulation plus active provoquée par l’adjonction de ces tubes d’eau à un foyer, les plaques baignées par 1 eau restent très propres, d’où réduction des frais d’entretien et prolongation de la vie du foyer.
- Sur le « London & South Western Railway », des chaudières munies de ces tubes sont en service depuis plus de dix ans, avec des résultats satisfaisants. Ces tubes sont fontes sur toutes les nouvelles chaudières, sauf celles à caisses d’eau latérales, car celles-ci empêcheraient les visites qui pourraient devenir nécessaires. Deux cents Machines du « London & South Western, » dont à peu près la moitié sont des Machines express à voyageurs, ont ces tubes. Il paraît que, dans les circonstances normales, les portes ne sont enlevées que quand la machine rentre aux ateliers;
- s Un cas, deux années et quatre mois se sont écoulés entre deux visites succes-SlVes- ^ y a ordinairement une couche de tartre d’environ Vie de pouce (1.6 milli-
- *
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- Fig. 16. — Tubes à eau et portes de loyer Drummond.
- Fig. 16 & 17.
- . London & South Western
- cfopl stay == E:
- J e> • - -
- â„ terne» anglais : Tafer lin 6 Buts per inoh = Inclinaison de 1 : 6, pas de 2.1 millimètres. - Mild Steel stay = Entretoise en acier doux. - Rounded groove = Évidement arrondi. ; = Diamètre intérieur. - 'Wide — largeur. Deep = Profondeur. — Tnick = Epaisseur. — Best Steel tubes solid drawn = Tubes en acier de première qualité, étirés sans sou ure.
- aud Peaded ovei- = Mandriné et tiouterollé.
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- mètre) d’épaisseur à l’extrémité du tube et d’environ 1/a2. de pouce (0.794 millimètre) au milieu. On dit que beaucoup de tubes sont encore en service après huit à dix années d’usage. La Compagnie du « London & South Western » affirme que la projection de flammèches est empêchée en grande partie par les tubes d’eau du foyer et que la circulation qu’ils provoquent sur les flancs de celui-ci est si active que l’on peut réduire beaucoup la largeur de la lame d’eau : elle ne dépasse pas, en effet, 2 pouces (ol millimètres) au cadre du bas.
- Les réponses faites par les différentes administrations au sujet de cette question sont les suivantes :
- East Indian Raihoay. — Quelques chaudières ont été munies de tubes d’eau Drummond dans le foyer, mais étant donné le prix auquel la compagnie achète la houille, la dépense et les soins que nécessite leur entretien ne sont pas justifiés.
- Chemins de fer du gouvernement du Cap. — Nous avons une seule locomotive munie de tubes à eau Drummond : elle a une vaporisation un peu meilleure que les machines analogues dépourvues de ces tubes. Nous n’en avons pas généralisé l’emploi à cause du surcroît de-dépense et de la difficulté d’atteindre les tubes à fumée.
- Central South African Raihoays. — Trente chaudières de la classe 82 sont munies de tubes à -eau Drummond dans le foyer. 11 ne paraît pas qu’il en résulte une grande différence dans la puissance de vaporisation des chaudières. Jusqu’à ce jour, les tubes à eau n’ont pour ainsi dire pas nécessité de réparations. On a remarqué que les plaques tubulaires de ces chaudières supportent beaucoup mieux la fatigue que les autres de la, même classe. Notre expérience nous donne lieu de penser que les résultats obtenus ne justifient pas la dépense supplémentaire qu’entraîne l’application de ces tubes à une chaudière.
- Le « Great Western Railway » emploie des tubes à eau dans le foyer en les faisant servir à porter la voûte en briques.
- La chaudière Brotan n’est employée par aucune des administrations qui ont répondu. Par contre, la British Mannesmann Tube Company l’a montée sur une machine de manœuvre dans ses usines de Landore (Galles du Sud).
- Sur chauffeur s de vapeur. — Parmi les administrations qui ont répondu au questionnaire, il y en a trois seulement qui emploient la vapeur surchauffée dans leurs locomotives, savoir : le « Lancashire & Yorkshire Railway « qui, au moment où il a envoyé sa réponse, avait deux locomotives munies de surchauffeurs du type Schmidt placés dans les tubes à fumée en service et vingt-cinq en construction ; le « Great Western », qui a six locomotives à surchauffeur Swindon en service; et les chemins de fer du gouvernement du Gap qui ont en service deux locomotives munies du surehauffeur Schmidt placé dans la boîte à fumée. Mais en outre nous avons reçu une lettre du « London, Brighton & South Coast Railway » qui nous informe que la compagnie a dix locomotives munies de surchauffeurs Schmidt. Ces maehines ne sont pas en service depuis un temps suffisamment long pour que leur travail puisse etre évalué en chiffres précis, mais comparées avec celles du même type qui n’ont
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- pas la surchauffe, elles sont beaucoup plus puissantes, consomment beaucoup moins d’eau et pas plus de charbon, en d’autres termes, elles peuvent faire plus de service en brûlant la même quantité de houille que d’autres machines de leur classe qui ne sont pas munies de surchauffeurs. Voici la réponse que nous avons reçue des chemins de fer du gouvernement du Cap : « Nous avons deux locomotives qui sont munies du type initial Schmidt de surchauffeur placé dans la boîte à fumée. Ces-locomotives étaient tout d’abord munies de tiroirs cylindriques à bagues fermées, mais comme leur fonctionnement n’était pas satisfaisant, nous leur avons substitué des tiroirs un peu plus grands, avec segments élastiques, qui font un bon service. Ces deux locomotives ont été essayées comparativement avec des locomotives ordinaires du même type, avec cette différence que ces dernières ont des cylindres de
- 17 pouces (432 millimètres) et les locomotives à surchauffe des cylindres de
- 18 1/2 pouces (470 millimètres). Nous n’avons pas pu constater d’économie appréciable en faveur de la locomotive à surchauffeur. »
- ' Les locomotives du « Créât Western » sont munies de surchauffeurs du type Swindon. Ce type de surchauffeur comprend un collecteur de vapeur à deux chambres, l’une pour la vapeur surchauffée, l’autre pour la vapeur saturée, qui est placé dans la boîte à fumée. Les tubes surchauffeurs, du type Field, sont reliés à ce collecteur et s’engagent dans des tubes à fumée de 4 3/4 pouces (121 millimètres) $e diamètre. Il y a quatre de ces tubes Field dans chacun des dix-huit tubes à fumée; leur mode d’attache est indiqué par la figure 18, par laquelle on verra que chaque groupe de quatre tubes surchauffeurs peut être démonté indépendamment, pour visite ou réparations. Le tube extérieur de chaque double tube est mandriné de la façon ordinaire dans une petite plaque circulaire qui est réunie par l’unique écrou et boulon que l’on voit dans la figure 18 à la face arrière du collecteur, le véritable joint se faisant contre la bague métallique de garniture indiquée dans le dessin. Le tube intérieur est mandriné de même dans une autre plaque circulaire, fixée par le même boulon contre la paroi médiane du collecteur; ce joint ne nécessite pas de garniture. La figure 18 montre le support sur lequel reposent les tubes à l’extrémité côté du foyer. On remarquera en examinant cette figure qu’on a prévu le moyen d’intercepter le passage des gaz chauds par les tubes à fumée du surchauffeur lorsqu’il ne passe pas de vapeur par les tubes surchauffeurs; de la sorte ces derniers ne peuvent pas se brûler. La vapeur venant de la chaudière entre dans le compartiment d’avant du collecteur, passe ensuite par la rangée intérieure de tubes surchauffeurs et.revient dans le compartiment d’arrière du collecteur par les tubes surchauffeurs extérieurs; ce compartiment communique avec la boîte à tiroir et la vapeur arrive donc à l’état surchauffé dans les cylindres. On a reproché à ces tubes du type Field que leur emploi pour la vapeur surchauffée repose sur une erreur radicale, puisque la vapeur saturée qui parcourt le tube intérieur s’écoule en sens inverse de la vapeur surchauffée dans le tube extérieur et exerce donc sur cette dernière une action de refroidissement; dès lors, la surchauffe perd beaucoup de son efficacité.
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- Surface de chauffe :
- 72 tubes surchauffeurs de 1 s(8 pouce (35 millimètres) de diamètre . 300.00 pieds carrés (27.87 mètres carrés).
- 18 — de 4 3/4 pouces (121 — ) — . 339.36 -- (31.53 — ).
- 165 -- de 2 pouces (50.8 — ) — . 1,313.45 — (122.02 — ).
- Foyer.......................................................... . 154.34 — (14.34 — ).
- Section des tubes :
- Surcbauffeur............................... 1.33 pied carré (0.12 mètre carré).
- Chaudière . ......................... 2.48piedscarrés(0 23 — ).
- Total. . . 3.81 pieds carrés (0.35 mètre carré).
- Total. . . 2,107.15 pieds carrés (195.76 mètres carrés).
- Explication des termes anglais : Scretted 11 threads per inch = Fileté au pas de 2.3 millimètres. — Between tube plates = Entre les plaques tubulaires. — Inside diameler = Diamètre intérieur
- Split pin ~ Goupille fendue.
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- Voici les principales conditions d’établissement des locomotives qui sont munies de ces surchauffeurs :
- Cylindre (4)
- Chaudière
- Foyer
- Diamètre, 14 i/i pouces (362 millimètres); course, 26 pouces (660 millimètres) ; lumières d’admission, 25 pouces X 1 iU pouce (635 X 32 millimètres) ; lumières d’échappement, 25 X 3 pouces (660 X76 millimètres).
- Corps cylindrique, 14 pieds 10 pouces (4.52 mètres); diamètre extérieur, 4 pieds 10 ^ pouces et 5 pieds 6 pouces (1.492 et 1.67 mètre).'
- Î5 pieds 9 pouces (1.75 mètre);
- 4 pieds (1.22 mètre). 4 pieds 9 pouces (1.45 mètre);
- 3 pieds 2 s/8 pouces (0.981 mètre), pouce (1.991 mètre et
- Enveloppe intérieure
- 8 pieds 2 7/i6 pouces (2.50 mètres)
- X
- Tubes
- Surface de chauffe
- Surface de grille . Roues............
- Capacité de la caisse à eau du tender .... Timbre de la chaudière. Effort de traction ....
- Hauteur, 6 pieds 6 3/8 pouces et 5 pieds 3/:
- 1.534 mètre).
- 72 tubes surchauffeurs : diamètre, 1 3/8 pouce (35 millimètres) ; longueur, 13 pieds 7 s/8 pouces (4.156 mètres).
- 165 tubes de chaudière : diamètre, 2 pouces (51 millimètres); longueur, 15 pieds 2 7/^6 pouces (4.63 mètres).
- 18 tubes de chaudière : diamètre, 4 3/i pouces (121 millimètres); longueur, 15 pieds 2 7/i6 pouces (4.63 mètres).
- Tubes surchauffeurs. . 300.00 pieds carrés (27.87 mètres carrés).
- Tubes de chaudière. . 1,652.81 — (153.55 — ).
- Foyer............... . 154.34 — (14.34 — ).
- Total. . . 2,107.15 pieds carrés (195.76 mètres carrés).
- 27.07 pieds carrés (2.51 mètres carrés).
- Bogie. 3 pieds 2 pouces (0.966 mètre); avant, 6 pieds 8 J/2 pouces (2.046 mètres).
- 3,500 gallons (15,900 litres).
- 225 livres par pouce carré (15.82 kilogrammes par centimètre carré).
- 26,560 livres (12,050-kilogrammes).
- Le « Great Western Railway » n’a pas muni ses machines à surchauffe de cylindres d’un plus grand diamètre que celles à vapeur saturée. Les pistons et les tiroirs cylindriques ont des segments élastiques en fonte, nécessaires pour assurer l’étanchéité aux hautes pressions ; les pistons sont en fonte. Ces six locomotives a vapeur surchauffée sont en service depuis avril 1906 et donnent, paraît-il, une économie de combustible de 12 1/2 à 20 p. c. et une économie d’eau d’environ 20 p. c. On ne possède pas encore de résultats définitifs en ce qui concerne le temps de chômage des locomotives pour réparations ou l’importance des frais cl entretien annuels, mais on affirme que ce type de surchauffeur n’a donné lieu, en
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- aucun point, à des difficultés particulières et qu’on n’a observé aucun engagement ni aucune usure des tubes surchauffeurs. La caractéristique essentielle de ce système de surchauffeur est la facilité relative avec laquelle on peut démonter un élément individuel de l’appareil. Les graisseurs employés sont du type à débit visible.
- Le « Lancashire & Yorkshire Railway » a adopté le type de surchauffeur Schmidt P ace dans les tubes à fumée, où les tubes surchauffeurs entrent dans le collecteur ^U3UaÛL une direction verticale. Il y a dix-huit groupes de tubes surchauffeurs de de f ^°Uce millimètres) de diamètre et de l’épaisseur n° 9 de la jauge pour fils dan61' Pmme [3.66 millimètres]), en acier sans soudure, étirés à froid, et logés ans ^es tubes à fumée. Ces derniers ont 4 3/4 pouces (121 millimètres) de diamètre
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- extérieur sur la majeure partie de leur longueur et l’épaisseur n° 7 de la jauge (0.176 pouce [4.47 millimètres]). Il sera inutile de décrire ce type de surchauffeur en raison des récentes publications sur cette question.
- Les locomotives à surchauffe du « Lancashire & Yorkshire Railway » ont le mécanisme de distribution Joy et sont munies de tiroirs cylindriques. Les garnitures des tiges de piston et des tiges de tiroir cylindrique (fig. 19) sont formées d’un alliage de 80 p. c. de plomb et 20 p. c. d’antimoine, et on remarquera les excellentes dispositions prises pour le refroidissement par l’air; le piston lui-même est en fonte. Les deux machines actuellement en service sur ce réseau sont employées depuis janvier 1907 et les résultats des expériences faites dans le but de déterminer les effets de la surchauffe, en ce qui concerne l’économie d’eau et de combustible, accusent une économie de 15 à 20 p. c. On attribue à ces machines quelques autres avantages : leur puissance indiquée est plus grande, l’admission maximum est réduite à 70 p. c., la pression totale initiale est plus élevée, la température totale de la vapeur est utilisée pour réaliser un plus haut degré de détente. La surchauffe maximum est.de 2701 Fahr. (150° C.); elle est mesurée au collecteur de vapeur à l’aide d’un thermomètre à mercure Steinle-Hartung, dont les indications sont enregistrées dans l’abri.
- Le tableau comparatif ci-après montre les dimensions principales des locomotives avec et sans surchauffeurs :
- — Avec surchauffeur. Sans surchauffeur.
- Surface de la grille 18.75 pieds carrés (1.74 mètre carré). 18.75 pieds carrés (1.74 mètre carré).
- Surface de chauffe : foyer 108.189 pieds carrés (10.05 mètres carrés). 107.68 pieds carrés (10.00 mètres carrés).
- — — tubes 762.57 pieds carrés (70.84 mètres carrés). 1,022 pieds carrés (91.94 mèlres carrés).
- — — surchauffeur . 191.13 pieds carrés (17.76 mètres carrés).
- Poids de la locomotive (à vide) . 96.992 livres (43,995 kilogrammes). 92,512 livres (41,963 kilogrammes).
- Timbre de la chaudière. 180 livres par pouce carré (12.66 kilogrammes par centimètre carré). 180 livres par pouce carré (12.66 kilogrammes par centimètre carre).
- Dimensions des cylindres 20 pouces (àOS millimètres) de diamètre. 26 pouces (660 millimètres) de course. 18 pouces (457 millimètres) de diamètre- ^ 18 pouces (660 millimètres] de course.
- Avec les machines à surchauffeur, on a observé une chute de pression cte -30 livres (1.4 â 2.1 kilogrammes par centimètre carré) entre la chaudière et
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- boîte à tiroir ; néanmoins la pression est encore plus élevée que quand on emploie de la vapeur saturée ayant la même pression dans la chaudière.
- Comme ces locomotives ne sont en service que depuis janvier 1907, il serait prématuré de se prononcer dès maintenant sur l’augmentation des frais de réparation de la machine à surchauffeur, mais jusqu’à présent cette augmentation a été nulle. On n’a pas observé d’engorgement ou d’usure des tubes ni de déformation de la plaque tubulaire du foyer.
- Ces machines sont munies d’un graisseur mécanique Ritter (d’Allemagne) pour le graissage des cylindres. Le prix de cet appareil est de £ 30 (750 francs), et le lubrifiant employé est une huile minérale renfermant environ 1 p. c. de matière sapo-nifiable, ayant un point d’inflammation d’environ 550°Fahr. (273.5° C.),une densité d’environ 0.90, et une viscosité à 212° Fahr. (100° C.) de 195 secondes d’après le viscosimètre de Redwood.
- Les instructions spéciales en vigueur sur le « Lancashire & Yorkshire Railway » pour la conduite des machines munies du surchauffeur Schmidt sont reproduites dans l’annexe J IL / ,
- Avec le graisseur mécanique représenté par la figure 38, l’huile est envoyée sous pression au point où elle est nécessaire; la pression est produite par une bielle qui reçoit son mouvement de l’un des essieux. Le réglage de la pression se fait en modifiant la longueur de cette bielle.
- Dans le type de surchauffeur Schmidt employé par le « Lancashire & Yorkshire Railway », lorsqu’il faut retirer le groupe supérieur de l’une des colonnes verticales de tubes, il faut retirer également les deux groupes inférieurs; à ce point de vue, donc, le type Swindon a nettement l’avantage. D’autre part, avec le surchauffeur Schmidt, le collecteur ne descend pas jusqu’au-dessous des tubes à fumée faisant partie du système de surchauffe et on peut donc ramoner ceux-ci plus facilement que dans le type Swindon où, pour atteindre un tube quelconque, il faut retirer le boulon respectif. Mais même dans le type Schmidt l’accessibilité des gros tubes laisse plus ou moins à désirer, car les rangées supérieures sont masquées par les tubes surehauflèurs descendant vers les tubes à fumée des rangées inférieures.
- On voit par les renseignements qui précèdent que l’application de la surchauffe de la vapeur aux locomotives ne s’est répandue que sur une échelle très restreinte dans les pays auxquels se rapporte le présent exposé. Sur les quatre administrations qui se servent de vapeur surchauffée, l’une emploie le surchauffeur Schmidt placé dans la boîte à fumée, deux le surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée, et le « Great Western Railway », un surchauffèur étudié par ses propres ingénieurs, du type « tubes à fumée », comme il a été dit plus haut.
- Réchauffeurs à'eau d'alimentation. — Aucune des administrations qui ont répondu nemploie un moyen spécial pour réchauffer l’eau d’alimentation; toutefois quelques-unes font usage d’injecteurs à vapeur d’échappement, récupérant une partie de Valeur qui serait perdue autrement. Ainsi que l’a mentionné Mr Churchward
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- dans le mémoire rappelé précédemment (*), le « Lreat Western » a essayé de remédier aux inconvénients résultant de l’injection directe d’eau froide dans la chaudière, en faisant passer l’eau d’alimentation par des tuyaux placés dans la chambre de vapeur.
- Cependant le « London & South Western Railway » a employé un réchauffeur d’eau d’alimentation. D’après les renseignements que nous avons pu recueillir, ce dispositif consiste en une cuve placée à la partie inférieure du tender et munie d’un certain nombre de tubes dans lesquels on dirige une partie de la vapeur d’échappement qui élève la température de toute la masse de l’eau d’alimentation. Cette dernière est amenée dans la chaudière par la plaque tubulaire d’avant à l’aide d’une pompe, et circule parallèlement à l’axe du corps cylindrique.
- €. — Avaries de chaudières, pustules, sillons et corrosions. — Moyens employés pour éviter ces avaries. — Épuration des eaux et désin-crustants.
- 1 à 5. — Épuration de Peau.
- Parmi les chemins de fer qui ont répondu, les suivants ont adopté des procédés d’épuration de l’eau :
- Les Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud emploient des épurateurs Desrumaux dans deux stations ; ils se servent de la soude et de la chaux pour adoucir les eaux; l’agent essaye l’eau chaque jour à l’aide de savon, et des essais sont faits toutes les semaines par le chimiste de l’administration. Les résultats sont satisfaisants, mais on ne peut pas donner de détails, les expériences n’ayant pas eu une durée suffisante. Il n’a pas été fait usage de composés de baryum. Une dose excessive accidentelle de cendre de soude (soude brute) a quelquefois occasionné des fuites, mais celles-ci cessaient dès qu’on revenait à la dose normale. Voici une analyse d’eau concentrée qui a donné lieu à des freinages :
- Parties par 100,000.
- Na (K) Cl (2)...................................................... 144.0
- Ca CI2 . . . .............................................. 5.0
- Mg Cl2......................... . •............................. 1.6
- Les Chemins de fer du gouvernement ouest-australien font usage d’un épurateur Archbutt-Deeley, dans lequel l’eau est traitée avec de la soude caustique et de la -chaux; on analyse l’eau périodiquement pour s’assurer que l’épuration a donné des résultats satisfaisants. En traitant des eaux dont la dureté est due surtout à des sul-
- (*) Proc. Inst. Médian. Eng., 1906, p. 223. (2) Principalement du chlorure de sodium.
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- fates, chlorures et azotates de calcium et de magnésium, on prend les précautions nécessaires pour que la proportion de sel de sodium dans l’eau traitée ne dépasse pas 30 grains par gallon (43 parties'sur 100,000). On n’a jamais employé de composés de baryum, en raison de leur prix excessif. L’emploi d’eau épurée n’a pas eu pour résultat de fuites exceptionnellement fortes. On n’a procédé à aucune déterm ination spéciale de la proportion de sels de sodium dont la présence dans une eau d’alimentation concentrée occasionnera des entraînements, mais nous donnons ci-après l’analyse d’une eau avec laquelle on a constaté des incidents dus à cette cause :
- Parties sur 100,000.
- Soude (Na2 O)......................................................... 21.35
- Chaux (Ca O)........................................................... 1.80
- Magnésie (Mg O)........................................................ 3.24
- Chlore (Cl).................................................. . . 26.81
- Anhydride sulfurique (S Ori).......................................Traces.
- Anhydride carbonique (C O2) combiné............................... 3.53
- Total des matières solides à 130° C................................... 60.47
- Sels alcalins,'tels que le carbonate de calcium................... 8.0
- Le Great Western Railway emploie les épurateurs Archbutt-Deeley, Desrumaux, Kennicott, Pulsometer et Reisert. Les réactifs employés sont la chaux et la soude. Dans un cas, on fait usage de sulfate ferreux pour la clarification. L’épuration est vérifiée par de fréquents essais chimiques et par une inspection périodique. Dans le traitement des eaux contenant des sulfates de calcium et de magnésium, on a soin d’éviter un trop grand excédent de sels de sodium dans l’eau épurée. Dans un cas, sur 18 à 19° de dureté (A) due à des sulfates, on n’élimine que 10° par la cendre de soude pour éviter l’excès de sels de sodium dans l’eau traitée. L’hydrate de baryum a été employé à titre expérimental, avec des résultats chimiquement satisfaisants, mais le prix des produits était sept fois plus élevé que celui de la cendre de soude et de la chaux et a été jugé prohibitif. L’épuration de l’eau a eu pour conséquence une réduction des frais de retubage des chaudières, et Radoucissement des eaux assez dures a amené une très forte diminution des fuites. La proportion de sels de soude qui occasionne des,entraînements varie avec le type de chaudière, la 'itesse de vaporisation et la nature des sels. Lorsqu’il n’y a pas de carbonate de sodium dans l’eau, le primage se déclare généralement avec une proportion de 300 à 330 grains de sels solubles par gallon (430 à 500 parties sur 100,000).
- Le [lull & Barnsley Railway traite l’eau avec de la chaux et fait chaque jour des j'ssais de 1 eau épurée pour en vérifier la dureté. L’épurateur étant en service depuis omerture de la ligne, pour ainsi dire, il est impossible de donner des chiffres comparatifs indiquant l’économie réalisée.
- SUp 7Q^oo(fr^ équivaut à 1 grain de carbonate de calcium dans un galion d’eau (1 partie
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- Le Lancashire & Yorhshire Railway possède deux épurateurs Archbutt-Deeley et un épurateur Wollaston-Automatic; on contrôle le fonctionnement des deux types en essayant régulièrement l’eau traitée. Les états hebdomadaires sont envoyés au laboratoire de chimie, avec des prises d’essais périodiques, qui sont analysées à titre de vérification des essais journaliers. Dans quelques cas on a réalisé de celte façon une économie de 5 1/t pence par 1,000 gallons (12.6 centimes par 1,000 litres) sur le prix de l’eau. Un excès de carbonate dans l’eau traitée a occasionné dans un cas des corrosions, et cette partie du procédé Archbutt-Deeley a été supprimée par la suite dans ce cas particulier. On a constaté que le primage commence généralement lorsque les sels solubles ont atteint une concentration de 230 à 259 grains par gallon (330 à 357 parties sur 100,000). Dans un cas où l’eau contenait une forte proportion de carbonate de sodium, le primage a commencé à 200 grains par gallon (286 parties sur 100,000).
- Le London & North Western Railway traite l’eau avec de la chaux et essaye l’eau épurée chaque jour.
- Le Midland Railway fait usage du procédé Archbutt-Deeley avec des résultats satisfaisants; les réactifs employés sont la chaux et la soude brute. On a fait des expériences avec l’hydrate de baryum, mais le prix a été jugé trop élevé. On empêche le primage en limitant la proportion de sels alcalins employés pour l’épuration. 150 grains par gallon (214 parties sur 100,000) de sel de soude mélangé ont causé des entraînements d’eau ; avec une autre eau, contenant surtout du chlorure de sodium, 170 grains par gallon (243 parties sur 100,000) ont produit le même effet. La chaudière employée pour ces expériences était d’un petit type normal de chaudière locomotive, avec corps cylindrique de 10 pieds 4 pouces (3.150 mètres) de longueur, 4 pieds 2 pouces (1.270 mètres) de diamètre, et foyer de 5 pieds 11 pouces (1.804 mètres) de longueur.
- Le North Eastern Railway emploie le procédé Desrumaux et essaye deux fois par jour l’eau traitée, à l’aide d’une solution de savon. L’épuration de l’eau a considérablement réduit le nombre de ruptures de tubes et permis de diminuer d’environ 12 p. c. l’effectif des ouvriers affectés aux réparations des chaudières. En outre, d a donné lieu à une économie d’environ 58 p. c. sur le prix initial de l’eau qu’il fallait acheter.
- Le Taff Vale Railway emploie le procédé Porter-Clark dans un seul petit dépôt.
- Le Southern Mahratta Railway n’emploie pas encore de procédé de traitement de l’eau, mais va installer un épurateur.
- Les chemins de fer du gouvernement du Cap emploient, sur une de leurs pifi5 mauvaises divisions, deux distillateurs Mirrlees-Watson Yaryan. L’un de ces appa reils est en service régulier, l’autre ne sert qu’aux moments de sécheresse, lorsque les réservoirs s’épuisent et qu’il faut avoir recours aux eaux obtenues par sondage5-
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- Ces distillateurs sont d’un fonctionnement coûteux et ne peuvent être employés avec un avantage économique que quand l’eau est de très mauvaise qualité. La même administration a aussi, dans une station, un épurateur Kennicott qui a donné des résultats satisfaisants.
- Les chemins de fer du gouvernement du Natal emploient, sur leur plus mauvaise division, un épurateur Kennicott qui a fait un bon service, mais n’est pas encore installé depuis un temps suffisant pour qu’on puisse donner des chiffres. Avec l’eau de mauvaise qualité on a eu des fuites excessives, mais l’épuration de l’eau a produit un heureux effet.
- 6 et 7. — Emploi de désincrustants.
- Relativement à cette question nous avons reçu les réponses suivantes des chemins de fer qui font ou ont fait usage de désincrustants.
- Les chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-G ailes du Sud ont employé des désincrustants de composition inconnue, mais les résultats n’ont pas été satisfaisants.
- Les chemins de fer du gouvernement de /’Australie de rOuest ont employé avec
- succès les deux liquides suivants :
- N» 1. N" 2.
- Soude caustique • . . . . 20
- Carbonate de sodium 31.79
- Silicate de sodium 31.55
- Anhydride arsénieux 28
- Eau 52 36.66
- 100 100.00
- La quantité nécessaire de chaque liquide était calculée d’après l’analyse de l’eau, et cette quantité était introduite dans la soute à eau de la machine. Ces désincrustants n’ont pas été assez longtemps en usage pour que l’on ait pu réunir beaucoup de données. Leur emploi n’a pas donné lieu à des fuites excessives.
- Le Hull & Barnsley Railway a employé, avec de bons résultats, un liquide végétal contenant du tanin et connu sous le nom de « D. M. Boiler Enamel ». Il n’a pas constaté de fuites Aix tubes.
- Le Lancashire & Yorhshire Railway emploie un désincrustant qui est, en somme, une solution concentrée de carbonate de soude contenant une petite proportion de de*1 6 Cfl!s^(lue • les résultats sont satisfaisants dans presque tous les cas. L’emploi c ce désincrustant n’a pas donné lieu à des fuites excessives. L’expérience de ce min fer tend à démontrer qu’il ne se déclare de fuites aux tubes qu’avec des
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- eaux renfermant du sulfate de calcium dans une proportion dépassant 5 grains par gallon (7 parties sur 100,000).
- Le London, Tilbury & South end Raihvay a employé des désincrustants, mais n\ a trouvé aucun avantage. 11 s’est déclaré très peu de fuites, et on les a aveuglées par le matage.
- Le Midland Railway a essayé pendant quelque temps, dans deux stations, l’alu-minate de baryum introduit dans les chaudières de locomotives, mais on a reconnu qu’il en résultait des fuites considérables aux tubes et aux entretoises, et on y a donc renoncé. On a aussi essayé l’extrait de quebracho et on l’a abandonné pour la même raison dans les locomotives, mais on s’en sert avec de bons résultats dans les chaudières fixes. La cause des fuites dans les chaudières de locomotives est mal définie. Elles sont très probablement dues à l’action de frottement du désincrustant, et on n’a découvert jusqu’à présent aucun moyen efficace pour les empêcher.
- UOudh & Rohilkhand Railway emploie comme désincrustant une décoction de feuilles d’eucalyptus et de la soude ordinaire; il n’a pas constaté de fuites excessives.
- Le Southern Mahratta Railway a employé la « Lord’s Chemical Boiler Composition » avec de très bons résultats : elle enlève complètement le tartre qui s’est déposé sur les tubes et les tôles de la chaudière, et il ne s’est pas produit de primage excessif.
- Les Central South African Railway s ont employé une décoction; de feuilles d’eucalyptus, qui a. donné de bons résultats pour l’enlèvement du tartre. Dans quelques cas, quand il s’était formé des dépôts considérables de tartre, on a employé les liquides « Atlas » et « Globe ». L’emploi de désincrustants n’est pas recommandé. Quand on s’en est servi pour enlever un gros dépôt de tartre, l’expulsion de celui-ci a eu pour conséquence des fuites qui se sont déclarées dans la chaudière.
- 8. — Criques, pustulles, sillons et corrosions générales de surface.
- Ces avaries, tout en étant connues sous des noms différents, sont souvent si étroitement liées entre elles qu’il devient par moments difficile de décider sous quelle rubrique il convient de classer telle avarie particulière. Tel est notamment le cas pour les criques et les sillons. Les conditions qui ne donnent liqu qu’à des criques peuvent, s’il existe en même temps des corrosions, produire des sillons. Prenons comme exemple le cas de la plaque tubulaire de boîte à fumée; quelques adnnnr> trations parlent de criques qui se développent dans la moitié inférieure de cette plaque, mais généralement les avaries qui se produisent, en ce point sont rangea parmi les sillons. Il est difficile de se rendre compte par Les descriptions succinct^ fournies si les administrations veulent parler de véritables criques ou de sn
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- Fig 23. — Criques dans le cadre de la porte.
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- résultant de la marche des criques progressives dues à des tensions excessives dans les pinces, etc., et accompagnées de corrosion. Pour cette raison, nous avons jugé utile de nous en tenir rigoureusement aux réponses telles qu’on nous les a envoyées, et c’est ce que nous avons fait dans le tableau III.
- Il conviendra peut-être de dire toutefois que nous considérons la crique comme une rupture, ou une amorce de rupture, due à ce que le métal n’a pas été capable de résister à l’effort qu’on lui a fait subir. Dans quelques cas, une rupture partielle, suffit pour alléger la tôle pour le moment, et alors la crique ne devient pas une cassure qui s’étend de part en part. Un sillon est dû initialement à la formation d’oxyde de fer sur une partie de la chaudière susceptible d’un léger mouvement qui provient généralement de ce que la pression dans la chaudière varie plus ou moins, mais qui peut être accentué dans une certaine mesure, par les vibrations résultant de la marche normale. Ce mouvement a pour conséquence que le tartre ou la rouille se détache, pour se reformer ensuite dès que les circonstances s’y prêtent. La répétition. de ce procédé donne naissance à un sillon. Cette explication ne s’applique peut-être pas à tous les cas particuliers, mais il est probable que c’est généralement ainsi que les sillons se forment.
- La photographie figure 20 sera jugée intéressante. Elle montre un morceau de plaque tubulaire de boîte à fumée, du type embouti, où les criques ont fini par produire une rupture complète le long de l’origine de l’arrondi. Sur le rayon extérieur de l’embouti, du côté de l’eau, le sillon est peu développé et il ne semble pas que la fissure s’y rattache beaucoup. C’est surtout à cause de ces criques qui s’y développent que la plaque tubulaire emboutie a été abandonnée par plusieurs administrations en faveur de la plaque tubulaire prolongée.
- On verra par le tableau III que les criques sont principalement confinées à la région du foyer, où elles se rencontrent dans les congés des emboutis des plaques extérieures et intérieures. Mais la place où l’on trouve le plus ordinairement des criques est la cloison entre trous de tubes de la plaque tubulaire du foyer (fig. 21), le pourtour extérieur de la plaque, surtout dans sa partie supérieure, et quelquefois, mais moins fréquemment, les pleins entre les entretoises dans la plaque en cuivre du foyer (fig. 22). On remarquera aussi que des criques se rencontrent dans les deux types de joint de porte du foyer, c’est-à-dire dans le cadre et dans l’assemblage embouti (la figure 23 montre des criques dans le joint à cadre).
- Chaque fois que des feuilles de cuivre sont employées dans la construction des foyers, des criques sont à prévoir sur la face intérieure de- toutes les parties embouties. Bien souvent ce n’est pas une seule crique qui se produit, mais une série fie criques, et celles-ci ne sont ordinairement pas continues. La figure 24 en donne jm exemple pris sur l’intérieur d’une plaque tubulaire en cuivre, et des criques ana-°gues sont susceptibles de se produire dans les angles de toutes les plaques en cuivre du foyer. Il est possible que ces criques soient, amorcées au moment du ein-
- age de la plaque, mais ne se développent que sous des efforts continuellement repetés, lorsque la chaudière « respire » en marche. Elles se développent aux
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- points où un léger mouvement peut se produire et ne se rencontrent pas dans les parties rigides du foyer, comme par exemple dans les angles du haut des plaques tubulaires. La figure 25 montre un exemple d’une crique dans une plaque en cuivre qui est due à une cause différente; il s’agit ici d’un foyer dont les flancs sont des pièces indépendantes du ciel, ce dernier étant très rigidement armé par des fermes transversales. Les criques ont été occasionnées dans ce cas par les efforts excessifs exercés sur la ligne d’assemblage des parois latérales avec le ciel.
- Fig. 25. — Criques dans la plaque en cuivre à la jonction du flanc et du ciel.
- Les pustules qui se produisent dans la chaudière, abstraction faite des tubes, sont presque toujours confinées à la partie inférieure du corps cylindrique; dans quelques cas on mentionne qu’elles sont plus fréquentes à l’extrémité avant. Le « Lancashire et Yorkshire Railway » dit qu’elles se rencontrent surtout dans les petites chaudières où les tubes de rangées inférieures descendent jusqu’à proximité de la partie inférieure du corps cylindrique, et les chemins de fer du gouvernement de Natal trouvent que la même situation se produit par suite de l’emploi de chaudières à foyers de faible hauteur. Dans l’un et l’autre cas, il se peut que la cause des avaries soit la construction de la chaudière, qui s’oppose à une bonne circulation : il en résulte que certaines matières corrosives tendent à s’accumuler dans la partie inférieure de la chaudière, au contact des plaques.
- On verra par le résumé que les quatre principaux points où il se forme des sillons sont les suivants :
- 4° La partie inférieure de la plaque tubulaire de la boîte à fumée;
- 2° L’enveloppe extérieure de la boîte à feu, immédiatement au-dessus du cadie, surtout dans le voisinage des angles;
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- l'ig'. 31. _
- Corrosion de la plaque tubulaire de boîte à fumée, côté de l’eau
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- Fig. 35. — Criques dans les entretoises en cuivre près de la plaque du foyei •
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- 3« La partie inférieure des couvre-joints circulaires placés dans l’intérieur du corps cylindrique ;
- 4» Les pinces [de la plaque d’avant de la boîte à feu, près du point où elles s’assemblent avec la partie inférieure du corps cylindrique.
- Les figures 26 à 29 sont des photographies d’exemples de ces dilférents cas.
- p y a plusieurs autres points où l’on trouve des sillons légers ou accidentels, comme par exemple près du bord d’un cadre de porte de foyer et à la pince des tôles embouties pour former l’ouverture de la porte. Dans certains cas, des sillons se forment sur la face inférieure de la partie emboutie verticale de la plaque de porte, parfois aussi on en trouve entre des colonnes verticales d’entretoises, dans la partie inférieure de la plaque avant de boîte à feu, sur la face baignée par l’eau. Des expériences ont été faites par deux chemins de fer avec un encadrement de porté à arrondis renversés, comme l’indique la figure 30. Ce type présente de grands avan-
- Lancashire & Yorkshire Raihvay ». — Sillons dans la plaque arrière de boîte à feu, arrondi renversé de l’ouverture de la porte.
- Explication des termes anglais : Grooving takes place here = La plaque se range ici.
- I
- *
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-
-
- VI
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- tages, comme il est facile de s’en rendre compte; malheureusement les plaques sont susceptibles de se creuser, comme le montre la figure.
- Quant aux corrosions générales de surface, les réponses indiquent qu’elles se produisent surtout sur la partie inférieure du corps cylindrique et de la plaque tubulaire de la boîte à fumée. L’ « Eastern Bengal State Railway » et 1’ « gast Indian Railway » trouvent que cette dernière plaque se corrode dans l’intérieur de la boîte à fumée, sous l’action corrosive des gaz de la combustion; mais plusieurs administrations, parmi lesquelles 1’ « Eastern Bengal State Railway », constatent que ces plaques se corrodent aussi sur la face baignée par l’eau (lig. 31). Le « Lan-cashire & Yorkshire Railway » dit que les corrosions des tôles de chaudière se produisent dans le voisinage de l’entrée de l’eau d’alimentation. Les autres corrosions mentionnées sont celles qui s’étendent sur tout l’intérieur de la chaudière.
- 9. — Notes et croquis relatifs aux réparations de chaudières.
- La pratique générale est de tenir simplement un état par écrit des réparations faites sur une chaudière; mais les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest et le « Southern Mahratta Railway » prescrivent des croquis indiquant la nature de la .réparation, en plus des détails écrits. Nous reproduisons dans l’annexe III un de ces états d’avaries de 'la première des deux administrations qui viennent d’être citées.
- 10. — Méthodes de construction en me d'empêcher les avaries (criques, pustules, sillons et corrosions).
- Avant de donner un résumé des réponses reçues, il sera peut-être utile de noter quelques points d’une manière spéciale. Quelques administrations ont exprimé l’idée qu’en adoptant un espacement plus large des tubes près des bords de la plaque tubulaire et en arrêtant la dernière rangée de tubes à une distance suffisante du bord, on réussit à éviter les criques dans les arrondis de la plaque et entre les trous de tubes, près de ces arrondis. L’augmentation du rayon des angles de la plaque a également contribué à empêcher les criques et les sillons, parce qu’elle tend à diminuer la concentration des efforts de flexion qui causent de fortes tensions dans les arrondis et à répartir ces efforts sur une plus grande surface. -
- La doublure en cuivre (fig. 32) employée par le « Great Western Railway » rend, paraît-il, des services utiles en empêchant la formation de sillons près du cadre du foyer; de même, on dit que le cercle-cofnière intérieur qui réunit la plaque tubulaire de la boîte à fumée au corps cylindrique (fig. 10) exerce une action analogue en ce qui concerne les sillons qui se forment si souvent dans cette plaque. Lélai
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-
- VI
- 217
- gissenient des lames d’eau empêche les ruptures d’entretoises et les corrosions des plaques de foyer en améliorant la circulation de l’eau.
- Des tubes en acier ont été employés dans quelques cas, non seulement à cause de leur prix plus bas, mais aussi parce qu’ils aident à diminuer les corrosions provenant d’actions galvaniques. Les chemins de fer du gouvernement du Cap disent que les sillons sont beaucoup plus prononcés dans les chaudières munies de tubes en laiton que dans celles qui ont des tubes en acier.
- Fig. 32. — Great Eastern Railwav.
- Doublure en cuivre servant à empêcher la formation de sillons au cadre du foyer. Explication des termes anglais : Copper liner == Doublure en cuivre. — Copper plate = Plaque en cuivre.
- Quelques administrations disent que, pour réduire au minimum les risques d’avaries, elles ont fait munir leurs chaudières du nettoyeur mécanique breveté Hornish (Hulburd). On trouvera une description de cet appareil dans l’annexe IV.
- En réponse à la question concernant les « méthodes de construction en vue d’empêcher les avaries », le « Lancashire & Yorkshire Railway » et les chemins de fer du gouvernement du Cap nous informent que leur pratique actuelle comporte l’emploi de plus larges lames d’eau, comme moyen d’empêcher les différentes avaries. En consultant le tableau III, colonne 7, qui montre la largeur des lames d’eau en usage sur les différents réseaux, on verra que ce sont les chemins de fer du gouvernement du Cap qui sont allés le plus loin dans cette voie, avec 4 pouces (102 millimètres) en bas et 5 ou 6 pouces (127 ou 152 millimètres) en haut; il y a lieu de remarquer, toutefois, qu’il s’agit ici d’un foyer plat, débordant sur les longerons. On a obtenu pai ce moyen une diminution des corrosions des plaques du foyer. Lorsque le foyer Plonge entre les longerons, il faut, toutes choses égales d’ailleurs, réduire la surface te galle pour pouvoir élargir les lames d’eau ; il existe d’ailleurs actuellement une Ce|taine tendance à adopter ce procédé pour assurer une bonne circulation dans <e te Part*e très importante de la chaudière.
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- Criques, pustules, sillons et corrosions. — Réponses aux questions VI-C.
- Tableau III.
- NOMS DES ADMINISTRATIONS. Emplacements des Emplace- ments des Emplacements des Emplacements des Procédés de construction pour éviter Largeur des lames d’eau en pouces (en millim.) Emplacement de l’arrivée d’eau d’alimentation.
- criques. pustules. sillons. corrosions. ces avaries. en bas. en haut.
- Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud.
- Chemins de fer du gouvernement de Tasmanie.
- Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest.
- Oadodoniim lV.ùlw a y
- Cloisons des trous et arrondis de la plaque tubulaire en cuivre.
- Moitié inférieure Tôles iiiférieu-de la plaque tu- res du corps bulaire d’avant, cylindrique, à l’origine du cercle cornière ; angles des faces avant de boite feu près de l’assemblage des tôles du corps cylindrique ; plaque tubulaire du foyer, aux pinces voisines des rangées inférieures de tubes et le long de l’arrondi supérieur, près des rangées de tubes du haut.
- Tôles inférieures du corps cylindrique.
- Entre les trous des tubes dans la plaque tubulaire du foyer. Au ciel, suivant les rangées d’en tre toises d’avant.
- Au-dessous de 1 ’H r r i v é e d’eau d’alimentation, sur les tôles du corps cylindrique.
- Sur les plaques, dans le voisinage immédiat du cadre, sur le cadre même et sur la plaque tubulaire de la boîte à fumée, le long de son assemblage avec le corps cylindrique.
- Partie inférieure de l’enveloppe, près du cadre. Angle des plaques d’avant près des tôles du corps cylindrique.
- I (IlfHtN (InilN JOM 1 .............-
- I n/aques UibuJaii Kutre ies entretoif
- Joints circulaires; face supérieure du cadre du foyer; en haut des angles de la plaque d’avant de la boite à fumée ; autour du cadre de la porte du foyer et de la plaque tubulaire de boite à fumée.
- Enveloppes intérieures en acier, plaques d’arrière, plaques d’avant et ciel.
- Légères.
- Dans les chambres à vapeur, sur la plaque tubulaire de la boite à fumée et sur les parois latérales de la boite à feu.
- Presque milles.
- Aucun.
- Nous réduisons la localisation des efforts de flexion en les réparti s -sant sur une grande surface. Nous évitons les joints à recouvrement dans les clouures longitudinales des faces planes du loyer.
- 2 V2 (64).
- 2 Vie et 31/2 (52.4 et 89).
- 3 Va (89).
- 2 V2 (64).
- 5 (127).
- Au milieu du corps cylindrique.
- Au milieu de l’axe de la chaudière.
- A 2 pieds 6 pouces (762 millimètres) de la plaque tubulaire d’avant, dans Taxe de la chaudière.
- >t n.„i, ,t ti ,lh
- Oreat Eastern Railway
- Great Western Railway . .
- Hull & Barnsley Railway
- Lancashire & Yorkshire Railway
- London & North Western Railway.
- London, Tilbury & Southend Railway.
- Midland Railway . .
- Presque, entièrement confinées à la plaque tubulaire du foyer.
- A u cadre du foyer, autour des trous
- de lavage et aux joints des plaques tubulaires.
- Au-dessus du cadre du foyer.
- Partie inférieure du corps cylindrique.
- Suivant la génératrice inférieure du corps cylindrique.
- Dans la plaque d’arrière de la boîte à feu, suivant l’axe de l’embouti de cette plaque repliée vers l’avant pour s’assembler avec la tôle d’enveloppe.
- Entre les trous d’entretoises et entre les trous de rivets de l’ouverture de la porte à tôles embouties.
- Partie inférieure du corps cylindrique à l’extrémité avant; surtout dans les petites chaudières, où les tubes sont près de la génératrice inférieure.
- Emploi d’une four-
- ------------------ rure en cuivre de
- Vis de pouce (1.6 millimètre) au joint du cadre du foyer (fig. 32),
- Pratiquement
- nulles.
- Nulles.
- Dans l’enveloppe de la boite à feu, un peu au-dessus du cadre, et surtout aux angles du bas de la plaque tubulaire de la boite à fumée.
- Plaques embouties formant l’ouverture de la porte du foyer. Quelquefois dans l'arrondi de la plaque d’avant de la boite à feu. Dans les foyers à emboutis renversés. Dans les angles supérieurs des plaques tubulaires. Au-dessus du cadre du foyer, dans les plaques d’avant et d’arrière de la boîte à feu et dans les joints avec la chaudière.
- Assemblage de la plaque tubulaire de la boite à fumée avec le corps cylindrique par un cercle-cornière intérieur. Amélioration de l’armaturage des plaques d’arrière de boites à feu entre les entretoises en cuivre et du congé de l’arrondi.
- Elargissement des lames d’eau, augmentation de l’espacement des tubes et de la place libre entre le corps cylindrique et les tubes.
- Sur les tôles de chaudière près de l’arrivée de l’eau d’alimentation.
- Il n’a pas été fait d’observations systématiques.
- Emboutis verticaux de la plaque d’avant de boîte à feu. Angles du cadre du foyer.
- Des criques se produisent dans le cadre du foyer lorsque celui-ci est mince. Les ouvertures de portes de foyer en tôles embouties se criquent sur ie côté supérieur de la pince et entre Ts trous de rivets du côté intérieur. Les plaques tubulaires en cuivre se criquent entre les
- Partie inférieure de la chaudière sur une largeur de 15 pouces (3S0 millim.), s’étendant parfois à mi - hauteur. Avaries dues principalement à l'eau etconfiuéesà quelques régions.
- trous de rivets.
- Pas de méthodes spéciales.
- Autour de la plaque tubulaire en bas, parfois sur les trois quarts du pourtour. Aux joints circulaires du corps cylindrique en bas; parfois la tôle est traversée de part en part. Les angles de la plaque d’avant de boîte à feu se creusaient ordinairement,, mais maintenant les sillons sont rares en ce point. Au-dessus du cadre du foyer, près des angles, dans les plaques en acier.
- Pour ainsi dire nulles. Avec certaines eaux, les têtes de rivets en acier des joints de la plaque tubulaire en cuivre s’usent très rapidement par corrosion,
- 3(76)
- 2 Va (64)
- 4 3/i6 (106)
- 2 Va (64)
- 3 V* (83)
- 2 Va (73)
- 3(76)
- On supprime peu à peu la plaque tubulaire de boite à fumée du type embouti. Le corps cylindrique. n’a que deux viroles au lieu de trois.
- Les angles du cadre du foyer sont tracés à un plus grand rayon. Pour l’ouverture de la porte 011 substitue un cadre massif aux tôles embouties et assemblées entre elles. L’espacement des tubes est augmenté sur les côtés et à la parti# supérieure.
- corps cylindrique, près de la boite à fumée.
- 3 Va (89)
- 4 Va(115) 4 1/2 (115)
- 3(76) 5(127)
- 4 (102)
- 4 à 5
- (102 à 127)
- De haut en bas dans le plan médian de la chaudière.
- A 2 pi eds (610 millimètres) de la plaque tubulaire de la boite à fumée, direction de haut en bas.
- Au milieu du corps cylindrique.
- Dans le voisinage de la plaque tubulaire de la boîte à fumée.
- Au milieu du corps cylindrique dans les anciennes machine s, mais plus récemment près de la plaque tubulaire en fer.
- 218
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- Criques, pustules, sillons et corrosions. — Réponses aux questions VI-C.
- Tableau III (Suite.)
- NOMS DES ADMINISTRATIONS. Emplacements des Emplace- ments des Emplacements des Emplacements des Procédés de construction pour éviter Largeur des lames d’eau en pouces (en millim.) Emplacement de l’arrivée d’eau d’alimentation.
- criques. pustules. sillons. corrosions. ces avaries. en bas. en haut.
- Nortli Eastern Railway .
- South Eastern & Chatham Raii-way.
- Taff Vale Railway ....
- Eastern Bengal Railway . .
- Kasl Viulnui Railway
- Chemins de 1er du gouvernement du Cap.
- Central South Al'rican Railways.
- Chemins de 1er du gouvernement de Natal.,
- Flaque tubulaire eu cuivre.
- Congé de l’embouti de l’enveloppe d’arrière et des faces avant de boite à feu. Congé de l’embouti supérieur des plaques tubulaires en cuivre. Entre les trous des plaques tubulaires dufoyer, ordinairement dans les cloisons les plus éloignées du tube central.
- Partie inférieure du corps cylindrique, parfois jusqu’à la hauteur du plan d’eau.
- Partie inférieure du corps cylindrique, vers l’avant.
- Corps cylindrique et face avant de la boite à feu, au-dessous du niveau de l’eau.
- www,.., r*.-7^7717;7'rrrrr.fr:
- NorUi Western State Railway (Inde).
- OudJi & Rohilkhand Railway
- Southern Mahratta Raihvay .
- Face supérieure du cadre du foyer et partie inférieure de la plaque tubulaire d’avant.
- Face supérieure du cadre du foyer et du cadre de la porte.
- Plaque tubulaire de la boite à famée au-dessous du n iveau de l’eau et le long des tôles du corps cylindrique.
- Partie inférieure de la plaque tubulaire de boite à feu, près du cercle-cornière, en bas. Le long des tôles d’enveloppe de boite à feu, près du cadre du bas. Le long des pinces extérieures des joints à recouvrement, près du bord de la plaque intérieure.
- Principalement le Le corps cylindri-corpscylindrique, que est muni de
- ------------------- joints plats avec
- frettes, et il en résulte une dilatation égale. Ce type empêche les formations de sillons aux joints circulaires.
- Inappréciables.
- Généralement sur la face intérieure de la plaque tubulaire de boite à fumée et sur la partie inférieure, exposée au gaz de la boite à fumée.
- Pas de méthodes spéciales.
- Quelques machines ont été munies du système d’extraction mécanique breveté Hornish.
- 3(76)
- 3 et 2 i/2 ,76 et 64)
- 21/2 (64)
- 3(76)
- 41/2(115)
- 6 t/s et 4 t/s (155 et 115)
- Au milieu du corps cylindrique, au-dessus des tubes.
- A 2 pieds (610 millim.) de la plaque tubulaire de la boite à fumée
- 4 i/ > ( 115) Au quart de la
- ----------- longueur du
- corps cylindrique à partir de la plaque tubulaire d’avant, et à 8 pouces (203 millimètres) au-dessous du niveau de l’eau.
- Au milieu du corps cylindrique.
- 51/4(133)
- (à l’avant du foyer).
- Des tôles d'enveloppe extérieure se criquent aux angles avant et arrière.
- A l’origine des I Tôles de chau-emboutis de la | dière. plaque tubulaire.
- Entre les trous de la plaque tubulaire en cuivre et sur les bords des trous de rivets de l’assemblage du cadre du foyer; plaque d’arrière du foyer.
- Partie inférieure du corps cylindrique et moitié inférieure de la face avant de boîte à feu.
- Trop irréguliers pour qu’on puisse les préciser.
- Partie inférieure de la plaque tubulaire de boite à fumée.
- Joints circulaires des tôles de chau-. dière ; flancs et bas de la face avant de la boite à feu près du cadre et angles arrière de la plaque arrière de boîte à feu.
- Plaque tubulaire de boite à fumée au-dessous du niveau de l’eau et embouti de la face avant de boîte à feu. Beaucoup plus prononcés dans les chaudières munies de tubes en acier doux. Nous ne trouvons guère de sillons cfue sur les plaques tubulaires.
- Berceau, plaques arrière et flancs de l’enveloppe de boite à feu.
- Tôles de chaudière et plaque tubulaire de boite à fumée ; plus prononcées avec les plaques en acier qu’avec celles eu fer.
- 2(50.8)
- dière de la plaque tubulaire, ce qui évite certainement les sillons dans ia plaque tubu'aire.
- La suppression des tirants à dilatation à la partie inférieure du corps cylindrique donne de bons résultats et assure une plus longue durée aux plaques tubulaires.
- Joints circulaires et partie inférieure du corps cylindrique.
- Entre les trous des tubes dans la plaque tubulaire du foyer, le long des côtés et du bord inférieur. Arrondis supérieur et latéraux de cette plaque tubulaire. Dans une classe de machines, des criques se déclarent dans la moitié inférieure de la plaque tubulaire de_la boîte à fumée.
- Entre les tubes daus la plaque tubulaire.
- A la partie inférieure du corps cylindrique dans les chaudières à foyers plats.
- J oint circulaire du milieu du corps cylindrique. Enveloppe du foyer, au-dessus du cadre, près de la face avant.
- L’élargissement de la lame d’eau réduit les ruptures d’entretoises latérales du foyer et les risques d’engorgement avec du tartre et des dépôts. Les plaques de foyer font un plus long service qu’avec des lames d’eau plus étroites, l’eau circulant plus librement
- 'C
- Renforcement des plaques tubulaires. Pustules et sillons évités par l’emploi de fourrures.
- 4(102) 3 1/4 (83)
- Pour prolonger la d urée delà plaque tubulaire de foyer lorsqu’on trouve des cloisons entre trous criquées, les trous sont munis de bagues et les bouts des tubes rétreints proportionnellement.
- 3 (76)
- 3 1/2 189)
- 2 i/3 (64) 3 (76)
- 4 i/a (115)
- 3 [76)
- 5 et 6 (127 et 152) 5 (127)
- 4 1/2(115)
- 41/2 (H5)
- Au milieu du corps cylin drique, bien au-dessous du niveau de l’eau
- Milieu du corps cylindrique.
- Milieu du corps cylindrique.
- Daus l’axe de la virole du corps cylindrique voisine de la boite à fumée.
- Au-dessousde l’axe de la chaudière, prés du dôme.
- J55 I 055
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-
-
-
- Lavage des chaudières. — Réponses aux questions VI-C
- Tableau IV,
- NOMS DES ADMINISTRATIONS. Lavez-vous les chaudières à l’eau chaude ou à l’eau froide ? Parcours moyen entre les lavages. Temps alloué pour .es refroidissements. Employez-vous la vidange sous pression? ’ Emplacement du robinet de vidange.
- Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud . A l’eau froide. 500 milles (800 kilomètres). Huit heures après la vidange. Oui. Aussi souvent que l’état de la chaudière le demande. A certaines stations avant chaque parcours. Généralement au-dessus du cadre du foyer, dans la face avant de la boite à feu.
- Chemins de fer du gouvernement de Tasmanie A l’eau froide. 750 milles (1,200 kilomètres). Vingt-quatre heures. Non. Nous employons des robinets d’extraction. L’eau est renouvelée uzie ou deux fois par semaine lorsque c’est nécessaire pour éviter le primage.
- Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest . A l’eau chaude. L’eau froide u’est employée que quand la chau- 301 à 500 milles (480 à 800 kilomètres; suivant la région. Douze à d i x- hu i t heures suivant les dimensions. Oui. Sous les pressions de moins de 40 livres par pouce carré (2*8 kilogrammes par centimètre carré). La A la partie inférieure de la face avant de la boite à feu. Le robinet d’extraction est monté sur la paroi de gauche de la boîte à feu et à 3 pouces (76mi!iimètres) au dessus du ciel du foyer.
- dière nécessite des réparations. locomouve esiremisee avec le un je de niveau rempli, et avant qu’elle aille prendre son service l’eau est vidée sous une pression de 10 à 40 livres (0‘7 à 2-8 kilogrammes par centimètre carré) jusqu’au quart de la hauteur du tube indicateur. Nous employons aussi un robinet d’extraction.
- Caledonian Railway Généralement à l’eau chaude. Non.
- Furness Railway A l’eau froide. Sept jours, indépendamment du parcours. Sept heures. Non.
- Great Central Railway .... A l’eau froide quand le temps le permet, autrement à l’eau chaude. Huit heures Oui. Suivant besoin, à des intervalles dépendant de l’eau employée. Sur le côté inférieur du corps cylindrique, près de l’extrémité arrière.
- Great Eastern Railway .... A l’eau froide. (Une 750 milles (1,200 kilomètres). Il n’est pns tenu compte de la qualité de î’eau, mais | l’eau estrenouvelée si | les rapports signalent 1 que la machine prime 1 fortement. On procède au lavage dès que la pression est suffisamment réduite pour qu’on puisse ouvrir les autoclaves et bouchons de nettoyage. Oui, non pas d’une manière régulière, mais à l’occasion, pour empêcher le primage. Sur le côté droit de l’enveloppe en acier, au-dessus du cadre et près de la face avant de la boîte à feu.
- Y Great "Western lAailway 1 A Venu chaude et a 1 l’eau froide. L’etm 1 c.httude est. employée \ «litns quelques granda 1 dépôts fît son emplo 1 «énéraUHt*. 800 à 1,000 milles (1,280 l ù 1,600 kilométrés) \ suivant la qualité de 1 l’eau employée. Cinq heures au moins. Oui, mais nous n’y comptons pas / 1
- % .K U„, Hi.UwnV » \ *voo * y /
- ¥ t v.,t -v T ...... - 1 \
- I jKUir laver A l'om 1 chaude. sorte, l’ouu froide tse mélange avec, l’eau chaude et la température baisse peu à peu. \ \
- ! London A Norlh Western Rail-If wa y. A l’eau froide, 300 milles (480 kilomètres) pour les grandes machines express, 500 milles (800 kilomètres) pour les autres locomotives. Variable. Quelquefois dans les nouvelles cbau-dières, mais la pratique n’est pas adoptée d’une façon normale. Dans la face arrière de la boite à feu au-dessus du cadre ; le robinet est manœuvré de l’abri, à l’aide d’un levier.
- London, Tilbury & Southend Railway. A l’eau froide. 1000 milles (1,600 kilomètres’ . Six heures. Oui, Après un parcours de 500 rnilles (800 kilomètres). Dans l’axe du foyer, immédiatement au-dessus du cadre, dans la face avant la boîte à feu.
- Midland Railway A l’eau froide. L’emploi'de l’eau chaude est à l’étude. La périodicité des lavages n’est pas basée sur le parcours total, mais surle nombre de voyages, et varie avec la nature du service et la qualité de l’eau employée. Au moins trois heures. Non.
- North Eastern Railway. . . . A l’eau froide. Machines express : 768 milles (1,235 kilomètres). Machines à minerais : 764 milles (1,230 kilomètres). Les chaudières des machines express sont lavées deux fois par semaine et celles des machines à minerais une fois. Une nuit si possible. Oui, mais elle n’est pas employée d’une manière générale. Quelques machines munies du système Hor-nish ont un robinet d’extraction pour empêcher les entraînements d’eau. L'appareil HornDhest vidé avant la sortie du dépôt et à la rentrée. On se sert des robinets d’extraction sur les fortes rampes.
- South Eastern «fe Chatham Railway. A l’eau froide. Le parcours varie avec la qualité de l’eau. Oui. Vers le milieu de la paroi côté gauche de la boite à feu, immédiatement au-dessus du cadre.
- Taff Vale Railway A l’eau froide. Environ 700 milles (1,130 kilomètres). On tient compte de la qualité de l’eau. Six heures. Après avoir évacué la vapeur, on bâte le refroidissement en remplis-santla chaudière avec de l’eau froide avant de vider l’eau chaude. Oui, à l'occasion seulement, quand il se. produit des incidents dus au primage, et alors au-dessus d’une fosse. Sur l’axe du foyer, immédiatement au-dessus du cadre, dans la face avant de la boite à feu.
- Eastern Bengal State Railway . A l’eau froide. 500 milles (800 kilomètres). Environ 10 heures. Oui. Quand la machine quitte le dépôt. Pas d’intervalles réguliers. A 1 pied 6 pouces (457 millimètres) de la plaque
- tuuuiaire ue la nulle a fumée, à la partie inférieure du corps cylindrique, et communiquant avec un tuyau qui aboutit sous la traverse de choc d’avant.
- East Indian Railway .... A l’eau froide. 400 milles (640 kilomètres) pour les machines à marchandises, 600 milles (965 kilomètres) pour les machines àvoya-geurs (express). Huit heures. Oui, sur les machines seulement qui sont munies de l’appareil d’extraction Horuish. Axe du foyer, immédiatement au-dessus du cadre du bas, dans la face avant de la boîte à feu.
- 222 I 223
- p.dbl.222 - vue 485/1585
-
-
-
- Tableau IY (Suite.).
- Lavage des chaudières. — Eéponses aux questions VI-C.
- NOMS DES ADMINISTRATIONS.
- Lavez-vous les chaudières à l’eau chaude ou à l’eau froide ?
- Parcours moyen entre
- les lavages.
- Temps alloué pour
- les refroidissements.
- Employez-vous la vidange sous pression ?
- Emplacement
- du
- robinet de vidange.
- Great Indian Peninsula Railway .
- Norlli Western Railway (Inde) .
- Oudh & Rohilkliand Railway . .
- Southern Mahratta Railway
- Chemins de fer du gouvernement du Cap.
- Central South African Railways.
- Chemins de 1er du gouvernement du Natal.
- A l’eau froide.
- A l’eau froide.
- A l’eau froide.
- A l’eau froide,
- A l’eau froide. A l’eau chaude en un point seulement, où l’eau est très mauvaise.
- A l’eau froide. A l’eau chaude en un point seulement.
- 300 à 500 milles {4£0 à 800 kllomètresjen temps chaud, 1,000 milles (1,600 kilomètres) en temps plus froid avec de l’eau de bonne qualité.
- 400 milles (640 kilomètres).
- 500 milles (800 kilomètres).
- 400 à 800 milles (640 à 1,280 kilomètres) suivant la qualité de l’eau.
- 500 à 1000 milles (800 à 1,600 kilomètres) suivant la qualité de l’eau.
- 1,650 milles (2,650 kilomètres) suivant la qualité de l’eau employée.
- A l’eau froide. 325 milles (523 kilomè-
- tres) avant l’introduction de l’épurateur Kennicott, maintenant 850 milles (1,370 kilomètres). ne. parcours dépend de la qualité de l’eau qui tient une plus grande quantité de dépéts en suspension dans la saison des pluies.
- Huit à dix heures.
- Huit heures au moins.
- Au moins douze Dans des cas spéciaux elle peut être heures. autorisée sous la surveillance d’un
- contremaitre du dépôt, mais seulement lorsque la machine est sur une fosse. Les mécaniciens qui font cette opération eu cours de route sont sévèrement punis. Nous employons un robinet d’extraction.
- Oui. Quand l’eau est de mauvaise qualité, on se sert souvent de robinets de vidange pour renouveler l'eau deux fois tous les 100 milles 160 kilomètres).
- Oui. On ne se sert pas beaucoup des robinets de vidange parce qu’il est à craindre qu’ils' ne se coincent et n’occasionnent des pertes de temps ; depuis que les pressions ont été portées à 460 et 180 livres (11.25 et 12.66 kilogrammes par centimètre carré), leur emploi a été abandonné dans beaucoup de cas.
- Douze heures.
- Quatre heures au minimum.
- Dix à vingt - quatre heures.
- Varie avec la pression de la vapeur dans la chaudière à l’arrivée au dépôt.
- Oui, quand l’eau est de mauvaise qualité. On le fait en cours de route quand c’est nécessaire et aussi à la lin du parcours.
- Oui ; son emploi varie avec la qualité de l’eau et est généralement déconseillé On ne se sert régulièrement des robinets de vidange que dans les régions où l’eau est de mauvaise qualité.
- Non, à cause du bruit, des pertes de temps et des éclaboussures qui salissent le matériel roulant. Nous employons l’appareil Hornish, qui remplit l’office d’un robinet d’extraction ; il n’est utilisé que dans les dépôts.
- Oui, quelquefois, suivant la qualité de l’eau.
- Sur la face' avant de la boite à feu, près du cadre du bas.
- A la partie inférieure du foyer,au-dessus du cadre, dans la plaque d’avantde la boite à feu.
- A la partie inférieure du foyer, au-dessus du cadre du bas, dans la face avant de boite à feu.
- Sur l’axe du foyer immédiatement au-dessus du cadre du bas dans la plaque avant delà boite à teu.
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- Emplacement de l’arrivée d’eau d’alimentation. — Treize administrations placent l’arrivée de l’eau d’alimentation au milieu du corps cylindrique et onze près de la plaque tubulaire de la boîte à fumée (tableau III, col. 8). Aucune question ne concernait directement la direction donnée à l’eau refoulée, mais des remarques intéressantes relatives à de récentes expériences faites sur ce point par le « Great Western Railway » figurent dans le mémoire de Mr Churchward, u Grandes chaudières de locomotives » (Proc. Inst. Mech. Eng., 1906, p. 167), et dans la discussion qui en a suivi la lecture.
- 11. — Lavage des chaudières.
- Ainsi qu’on le voit par le tableau IV, la plupart des administrations continuent à employer de l’eau froide pour les lavages; néanmoins, plusieurs d’entre elles ont mis la question de l’installation d’un matériel de lavage à l’eau chaude à l’étude. Sur les six administrations qui ont dès maintenant des installations de ce genre en service, le « Great Central Railway », le « Great Western Railway » et le « Hull & Barnsley Railway » chauffent l’eau en la faisant passer par un injecteur. Le « Cale-donian Railway » et les « Central South African Railways » emploient des chaudières fixes; il en est de même sur les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest qui se servent d’une ancienne chaudière de locomotive et d’une pompe, avec des bassins d’eau chaude et de lavage. L’un des bassins de lavage reçoit l’eau vidée de la chaudière même et cette eau est utilisée par la pompe pour les lavages ; la pression est faible au début et monte ensuite jusqu’à 50 livres par pouce carré (3.5 kilogrammes par centimètre carré). Une fois le lavage terminé, la chaudière est remplie d’eau prise dans le bassin d’eau chaude, où cette eau est maintenue à une température de 180° Fahr. (82° C.) par l’ancienne chaudière de locomotive; on allume ensuite le feu dans le foyer et trente minutes après la machine est prête pour le service.
- Le tableau IV, colonne 3, montre que le parcours moyen entre deux lavages varie, sur les différents chemins de fer, de 300 à 1,650 milles (480 à 2,650 kilomètres), suivant la qualité de l’eau et les conditions du service. Dans certains cas, le lavage est réglé, non d’après le parcours kilométrique, mais d’après le nombre de voyages accomplis.
- Le temps alloué pour le refroidissement avant le lavage varie, sur les différents chemins de fer, de trois à vingt-quatre heures; le délai le plus généralement adopté paraît être d’environ huit heures. On remarquera que sur le « Lancashire & York-sbire Railway » et le « Tafî Vale Railway », dès que la pression de vapeur est suffisamment réduite, on mélange de l’eau froide avec l’eau chaude de la chaudière; 011 °btient par ce moyen une diminution progressive de la température.
- La pression de l’eau employée pour le lavage varie, sur les différents chemins ce fer, de 10 à 80 livres par pouce carré (0.7 à 5.6 kilogrammes par centimètre
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- 12. — Vidange des chaudières sous pression.
- On verra, en examinant le tableau IV, que vingt administrations sur les vingt-cinq qui ont répondu emploient des robinets de vidange sous pression ou des robinets d’extraction à la surface. Sur les « Central South African Railways » ces robinets ne sont employés que concurremment avec l’appareil de nettoyage Hornish (Hulburd), et encore dans les remises seulement. On remarquera que si une grande proportion des chemins de fer ont des machines munies de ces robinets, leur emploi tend plutôt à se restreindre, comme par exemple sur le « Oudh & Rohilkhand Railway » où ils « ne sont actuellement pas beaucoup employés parce qu’il est à craindre qu’ils ne se coincent et occasionnent des pertes de temps; depuis que les pressions ont été portées à 160 et 180 livres (11.2d et 12.66 kilogrammes par centimètre carré), l’abandon de leur emploi s’est encore généralisé davantage ».
- Le temps qui s’écoule entre deux « vidanges sous pression » varie dans des proportions considérables; il faut évidemment qu’on le fasse dépendre de la qualité de l’eau employée, mais le u London Tilbury & Soutliend Railway » a établi la règle de faire fonctionner les « robinets de vidange sous pression après chaque parcours de oOO milles (800 kilomètres) ».
- Les robinets de vidange sont le plus ordinairement placés immédiatement au-dessus du cadre, dans la plaque d’avant de la boîte à feu, sur l’axe du foyer. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest placent leurs robinets d’extraction sur la plaque de la baie de la porte du foyer, à gauche de celui-ci et à 3 pouces (76 millimètres) au-dessus du ciel du foyer.
- 13. — Eaux particulièrement corrosives.
- Les chemins de fer clu gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud nous envoient les analyses suivantes d’eaux particulièrement corrosives :
- Neiccastle. Sydney Parties sur ICO,000.
- Chaux (Ca O)........................................... 4.54 0.34
- Magnésie (Mg O;......................................... 4.36 0.59
- Soude (Na* O)........................................... 8.02 2.55
- Sels alcalins '(Ca C O5).........................- 15.70 1.50
- Anhydride suif urique. (S O3)........................... 1.72 0.46
- Anhydride azotique (Az2 O5)............................. 0.02 0.007
- Chlore (Cl)............................................ 10.00 3.11
- Anhydride carbonique (C O2; libre....................... 8.20 1.70
- Total des matières solides à 110° C.................... 35.16 7.99
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- Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l'Ouest envoyent l’analyse suivante d’une eau qui occasionnait des corrosions quand elle n’était pas traitée :
- Parties sur 100,000.
- Chaux (Ca O) ................................................. 1.0
- Magnésie (Mg O)................................................... 1.54
- Soude (Na2 O)................................................. 10.3
- Sels alcalins (tels que Ca C O3).............................. 1.3
- Anhydride sulfurique (S O3)........................................ 0.75
- Chlore (Cl)................................................... 11.71
- Anhydride carbonique (C O2) combiné.......................... . 0.54
- Total des matières solides ....................................... 32.43
- Le Great Western Railway a un très petit nombre d’eaux douces superficielles de plateaux, renfermant moins de 4 grains par gallon de sels de calcium et de magnésium, qui sont particulièrement corrosives.
- Le Hull et Barnsley Railway envoie l’analyse suivante d’une eau particulièrement corrosive :
- Parties sur 100,000.
- Chaux (Ca O)............................................................. 5.00
- Magnésie (Mg O)................................................... . 6.91
- Oxyde ferrique et alumine (Fe"2 O5 et Al'2 O3)....................... 0.50
- Silice (Si O2)........................................................... 2.40
- Anhydride sulfurique (S O3)........................................... 29.81
- Chlore (Cl).........................'.............................. 7.80
- Sels alcalins (tels que Ca C O3)................................... 23.00
- Total des matières solides.............................................. 57.24
- Le Lancashire & Yorkshire Railway a constaté des corrosions avec certaines eaux de lande ne contenant presque pas de matières incrustantes. On a reconnu que l’emploi de chaudières déjà recouvertes d’une légère couche de tartre mettait fin aux corrosions.
- Le London & Nortli Western Railway n’a pas d’eaux particulièrement corrosives. L dit que dans les régions où l’eau est de nature corrosive, ses effets sont neutralisés en grande partie par l’emploi d’autres eaux non corrosives qui sont embarquées pendant un voyage.
- Le Midland Railway envoie l’analyse suivante d’une eau provenant d’un tunnel Versant du grès dur et des schistes; cette eau attaque les corps cylindriques avec une intensité particulière :
- r Parties sur 100,000.
- Chaux (Ca O).............................................. 6.04
- Magnésie (Mg O)........................................... 3.66
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- Partie sur 100,000.
- Sels alcalins (tels que Ca C O5)............................... 17.54
- Anhydride sulfureux (S O3)......................................... 5.66
- Anhydride azotique (Az2 O5) .................................. 0.08
- Chlore (Cl). ..................................................... 1.03
- Anhydride carbonique (C 02), libre . 0‘74
- Oxygène dissous................................................ 0-94
- Total des matières solides à 130° C.........................- 30.4
- Avec cette eau, les corrosions s’étendent à toute la surface des tôles de chaudière immergées et aux tirants longitudinaux en fer forgé, en attaquant surtout les têtes de rivet autour des clouures du foyer. Elle forme un tartre mou qui ne protège pas contre les corrosions.
- Le North Eastern Railway donne l’analyse suivante d’une eau qui attaque énergiquement les tôles de chaudières et a une réaction acide bien nette :
- Parties sur 100,000.
- Chaux (Ca O)....................................................... 1.90
- Magnésie (Mg O).................................................... 0.93
- Soude (Na2 O)......................................................... Néant.
- Sels alcalins (tels que Ca C O5)................................... Néant.
- Anhydride sulfurique (S O5) ...”................................... 3.00
- Chlore (01)........................................................... 1.00
- Total des matières solides à 130° C................................ 7.60
- Le Great Inclian Peninsula Railway envoie les analyses suivantes d’eaux prises clans huit stations sur sa division la plus importante, où l’on a eu le plus à se plaindre des corrosions de chaudières :
- — • Bombay Tansa. Bombay Vehar. Kalyan Waldhani nullah. Kalyan up well. Kalyan station well. Vasind. | Kasara. « D £ s
- Parties sur 100,000.
- Chaux (Ca O) 2.571 2.857 6.143 10.714 14.000 3.571 2.571 2.857
- Magnésie (Mg O) Traces. Traces 2.059 0.617 0.617 Traces. ^Traces. Traces.
- Oxyde ferrique et alumine (Fe3 O3 et Al3 O3) Traces. Traces. Traces. Traces. Traces. Traces. Traces. 0.714
- Silice (Si O3) ... • 2.286 0.571 3.857 3.571 4.C00 v2.857 1.143 1.85'
- Anhydride sulfurique (S O3) Néant. Néant. Néant. Traces. Traces. Néant. Traces Néant.
- Chlore (Cl) 1.000 1.200 2.000 6.000 6.000 1.000 1.000 1.000
- Anhydride carbonique (CO3) 10.000 7.143 12.857 61.143 54.000 15.714 9.142 14.286
- Matières volatiles et organiques .... 1.714 2.857 4.000 21.714 15.714 0.857 1.571 1.85/
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- le Southern Mahratta Railway communique l’analyse suivante :
- Carbonate de calcium ... Carbonate de magnésium . Carbonate de sodium .
- Sulfate de calcium..............
- Chlorure de sodium .
- Silice.......................
- Alumine......................
- Fer..........................
- Acide carbonique (libre) .
- Acide sulfhydrique .... Matières organiques .
- Total des solides incrustants . Total des solides non incrustants
- Parties sur 100,000.
- 0.79
- 16.24 83.12 14.66 34.45 • 6.16
- 3.68
- Traces.
- 14.24 0.43 8.20
- 41.53
- 117.57
- 14. — Protection des tôles contre les corrosions par un enduit de ciment de Portland ou de peinture ou par le traitement spécial de Veau.
- Parmi les administrations qui ont répondu à ces questions, six ont essayé ou vont essayer l’effet de la peinture ou d’un enduit de ciment de Portland sur les faces intérieures de leurs chaudières, en vue de les protéger contre les corrosions et les piqûres. Un chemin de fer constate que le ciment est emporté par l’eau, mais trois autres, tous en Australasie, déclarent que les résultats obtenus sont satisfaisants.
- Trois administrations disent qu’elles enduisent les faces intérieures de leurs chaudières avec une autre matière; mais le produit employé diffère de l’une à l’autre, et seul le « Southern Mahratta Railway » déclare avoir obtenu des résultats nettement heureux.
- Dans peu de réponses il est question d’un traitement spécial de l’eau; cependant Je « Great Western Railway » dit qu’il ajoute de A/4 à 1/2 livre (0.113 à 0.226 kilogramme) de chaux éteinte à 1,000 gallons (4,540 litres) d’eau d’alimentation dans la soute à eau, lorsqu’on emploie exclusivement une eau exceptionnellement douce ; ces cas sont peu nombreux, d’ailleurs. Le «Midland Railway « a fait des expériences sur leau mentionnée dans la réponse à la question 13, en l’adoucissant avec de la chaux et en ajoutant à l’eau adoucie environ quatre parties de chaux caustique pour 100,000 en excès. Ce traitement réduit beaucoup la formation de pustules et les érosions sans toutefois les faire cesser complètement. Lorsque l’eau ne contient Pas assez de chaux, les chemins de fer du gouvernement du Cap en ajoutent un peu,
- e façon à obtenir une mince couche sur les tubes en acier et en fer, qui, dès lors, °nt ^oins de tendance à se piquer.
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- VI
- 230
- 15. — Emploi de plaques de zinc.
- L’emploi de plaques de zinc, considéré à un moment comme un spécifique contre les piqûres, semble être en défaveur; cinq chemins de fer disent qu’ils l’ont essayé, mais qu’ils y ont renoncé; les « Central South African Railways » se proposent de remplir leurs bouchons de lavage avec du zinc, dans l’espoir que ce moyen empêchera les corrosions autour des trous de lavage; mais jusqu’à présent les résultats sont vagues. Un résumé des réponses relatives à ces points est donné dans le tableau V.
- 16. — Entretoises de foyer et leur protection.
- On verra par le tableau VI que sur les chemins de fer qui rentrent dans le cadre de ce rapport, le cuivre continue à être le métal employé de préférence pour les entretoises de foyer.
- En ce qui concerne les avantages à retirer de l’emploi d’entretoises en bronze, les opinions sont très partagées. Quelques administrations n’emploient que des entretoises en bronze ; les chemins de fer du gouvernement de Tasmanie leur attribuent une plus longue durée qu’aux entretoises en cuivre. Les chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest nous écrivent : et Nous avons employé deux sortes d’entretoises en bronze, mais nous ne connaissons pas la composition des alliages, dont nous n’avons pas fait l’analyse. L’un était un métal très jaune (1), l’autre se rapprochait du cuivre par la couleur (2). L’entretoise en bronze jaune commença à se désagréger au bout d’une année de service; à la fin de jla seconde année, son diamètre avait diminué de 15/16 de pouce à pouce (23.8 à 12.7 millimètres). La désagrégation se déclara sur la face côté eau de la plaque du foyer et s’étendit jusqu’à une distance d’environ 5/8 de pouce (16 millimètres) de cette plaque. L’autre bronze résistait bien à la désagrégation dans la partie baignée par l’eau, mais non à la fatigue, et les entretoises cassèrent à l’extrémité engagée dans l’enveloppe extérieure et quelquefois près de la plaque du foyer. On retire ces entretoises rapidement, pour les remplacer pâr des entretoises en cuivre doux de première qualité, qui donne de bons résultats. »
- On remarquera que le « London & North Western Railway » a essayé le bronze d’aluminium; mais, « comme les résultats étaient loin d’être satisfaisants, il n’en a pas continué l’emploi » (3).
- Un des inconvénients des entretoises en bronze est que les têtes tombent beaucoup plus facilement dans le foyer que celles des entretoises en cuivre. On peut
- (0 Probablement un alliage cuivre-zinc contenant à peu près 60 p. c. de cuivre et 40 p. c. de zinc, a\ec de très faibles quantités de fer, de manganèse et de nickel,
- (2) Probablement un alliage de cuivre avec environ 3 p. c. de nickel et 1.5 p. c. de fer.
- (3) F.* W. Webb, « Entretoises de foyer de locomotives » (Proc. Inst. Civ. Eng., vol. 150, p. 87).
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- Réponses aux questions VI-C (14 et 15). Tableau Y,
- noms des administrations. Ciment de Portland. Peinture, etc. Plaques de zinc.
- Chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud. Employé avec des résultats satisfaisants jusqu’à présent. Essayées, mais non reconnues économiques.
- Chemins de fer du gouvernement de Tasmanie. Employé avec du goudron et appliqué à chaud.
- Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest. Employé sur des chaudières réparées, mélangé jusqu’à la consistance de la peinture épaisse, avec de Bons résultats. '
- Great Western Railway .... Essayées à titre expérimental; les résultats n’en ont pas justifié l’adcption.
- Laneashire & Yorkshire Railway . Nous avons essayé le ciment, mais nous trouvons qu’il est emporté par l’eau. Nous essayons une peinture spéciale; les résultats ne sont pas encore connus.
- South Eastern & Ghatham Kaihvay je Nous employons du minium.
- East Indian Railway .... Nous eu faisons usage.
- Great Indian Peninsula Railway . Nous l’employons à titre expérimental, le Bengal Nagpur Railway» ayant obtenu des résultats satisfaisants avec cet enduit, Nous avons employé l’huile cuite et le graphite, mais nous trouvons que ces produits suintent à travers les joints et nous en avons abandonné l’emploi dans une certaine proportion.
- Oudh & Rohilkhand Railway . Nous les avons essayées, mais les résultats n’ont pas été heureux.
- Southern Mahratta Railway . . . Le goudron et le graphite à l’intérieur, la peinture Siderosthan à l’extérieur, avec de bons résultats. Essayées avec des résultats médiocres.
- Central South African Railways . Nous essayons des bouchons de lavage remplis de zinc. Résultats vagues, mais pratique peu coûteuse.
- *
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- VI
- 232
- trouver une explication de ce défaut dans le [fait que, sousôla pression qui existe dans la lame d’eau, les plaques de cuivre du foyer tendent à se gondoler, et qu’il en résulte une action de frottement sur le côté inférieur de la]tête d’entretoise, du côté du foyer. L’application répétée de cet effort, dû aux variations de pression dans la chaudière, semble avoir été mieux supportée par l’entretoise en cuivre que par l’en-tretoise en bronze. Que cette explication soit exacte ou non, il n’en reste pas moins certain qu’avec les entretoises en bronze plusieurs administrations constatent que les ruptures des têtes au deuxième ou troisième filet de vis à l’intérieur de la plaque du foyer sont des incidents fréquents. Ajoutons que jusqu’à présent ces incidents sont moins marqués sur le « Midland Railway ».
- Une plus grave difficulté relative aux entretoises est le fait que les têtes se brûlent dans le foyer, surtout sur la ligne de passage de la flamme la plus chaude, comme le montre la figure 33. Cet inconvénient n’est pas particulier au cuivre ni au
- Fig. 33. — Diagramme indiquant la zone des entretoises les plus exposées à l’action de la flamme dans le voisinage de la voûte en briques.
- bronze, et bien qu’il soit probablement plus grave avec ce dernier, la résistance plus élevée du métal, aux températures de la vapeur dans la chaudière, permet cFeihplbyèr une plus petite entretoise dans les premiers cas, de sorte que Ion peut procéder à un plus grand nonibre de remplacements avant que les trous du flanc du foyer deviennent assez grands pour qu’on soit obligé de les baguei ou de renouveler la paroi. Sur le « Midland Railway », lorsqu’on renouvelle des entretoises, on n’a pas l’habitude d’employer du bronze lorsque le diamètre quil faut donner à l’entretoise est assez grand pour que le cuivre présente une résistance suffisante.
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- en cuivre.;
- / duisent généralement sur le côté inférieur de retoise près de la flaque en acier, comme l’indique letcessin.
- Foyer à fermes.
- Fig. 34.
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- Plaque en acier.
- en'cuivre.
- les ruptures se pro-1 duisent généralement V// sur le côté inférieur de l’entretoise près de la plaque en acier, comme l’indique'le.dessin.
- Foyer Belpaire.
- Lancashire & Yorkshire Railway.
- Explication des termes anglais : Shown thusjdenotes position of broken stays = Les hachures indiquent la place des entretoises cassées.
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- Entremises de foyer et leur protection. —Réponses aux questions VI-C (16).
- Tableau VI
- NOMS DES ADMINISTRATIONS. Métal ou alliage employé et composition de l’alliage. Avantages retirés de l’emploi d’un métal autre que le cuivre. Emplacement de la rupture de l’entretoise : a) sur l’entretoise même ; b) par rapport à la boîte à feu. Employez-vous des entretoises flexibles? Les têtes d’entretoises se brûlent-elles? Quelles mesures avez-vous adoptées pour l’empêcher?
- Chemins de fer du gouvernement de Tasmanie. Cuivre et bronze de Stone. Le bronze de Stone donne une plus longue durée des entretoises que le cuivre. ) Prés de l’enveloppe de boite à feu. ) Près de la face avant de boîte à feu. Non. .
- ' Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest. Le cuivre. Des entretoises flexibles en bronze ont été essayées dans plus de 100 chaudières, mais l’insuccès a été complet et nous en avons abandonné l’emploi. Voir la réponse à la question 16. Voir la répon se à la question 16. Les têtes des entretoises se détachent, quelquefois au ras de la plaque du foyer, mais le plus souvent au 2" ou 3' filet dans l’intérieur du trou. 234
- Caledonian Railway Bronze de Stone et melloide. Réduction du nombre de ruptures et augmentation de la longévité. b) Les trois premières rangées à partir de la plaque tubulaire et de la plaque d’arrière, et les cinq premières rangées à partir du ciel. Non. Le rivetage des têtes se fait avec beaucoup de soin.
- Furness Railway Cuivre et bronze. b) Dans les rangées du haut, près de la tôle d’enveloppe. Nous essayons des entretoises flexibles. Les têtes des entretoises en bronze se brûlent dans le foyer ; nous les remplaçons maintenant par des entretoises en cuivre.
- Great Central Railway .... Cuivre et bronze de Stone. b) Les rangées supérieures des flancs du foyer sont les plus sujettes aux ruptures. Nou. Mais elles s’usent peu à peu sous l’action du feu.
- Great Eastern Railway.... Bronze de Stone. a) Près de la plaque en acier. b) Dans la rangée supérieure des tôles d’enveloppe et d’arrière, et dans les entretoises d’angle de la rangée supérieure dans la plaque d'avant. Oui. Entretoises à traits de scie. J
- V Greak'Western Railway Cuivre, melloide, bronze de 1 Stone et fer. ïje cuivre est 1 maintenant, employé géné-1 rnloment. , a) Contre la face intérieure de J la tôle d’enveloppe et, en J eus de têtes qui se détachent. J contre la face intérieure do / l/i plfwme eu oiiivre. / Les tôles se détachent, eu /] effet, mais le meilleur remède fi consiste il élargir la laine fi I /
- n,i/i .x ti.ifii • /**» ii,ii,..
- Ijimcashira & Yorkshire Railway.
- London A Norlh Western Rail-way.
- Cuivre, contenant 0.35 p. c. au moins, 0.55 p. c. au plus d’arsenic, 0.005 p. c. au pins de bismuth ; les autres éléments étrangers, y compris l’oxygène combiné, ne dépassant pas 25 p. c.
- Cuivre. Nous avons essayé le bronze d’aluminium, mais les résultats ont été loin d’être satisfaisants et nous l’avons abandonné.
- Voir figure 31.
- b) Dans les rangées supérieures de la plaque d’arrière et dans les plaques latérales aux environs du niveau du feu.
- N..UH uvu, rn r«n-
- fnnsoimmt (le* UUO.H .Ven-u-eu>ixefci ue prolonge pun beaucoup la vie de Ventre-toise.
- L’augmentation du nombre de bouchons de lavage atténue cet inconvénient.
- Oui. Aux environs du niveau du feu. Nous n’avons pas adopté de moyens spéciaux, après eu avoir essayé quelques-uns.
- London Tilbury & Railway.
- Southend
- Cuivre doux laminé de première qualité.
- a) Près de la tôle d’enveloppe.
- b) Généralement dans les rangées supérieures, près de la plaque d’arrière.
- Non.
- Les têtes d’entretoises se brûlent dans le cours ordinaire de l’usure, mais on les retire avant que l’on constate des chutes de têtes.
- Midland Railway,
- Cuivre contenant 0.3 à 0.5 p. c. d’arsenic, 0.1 p. c. au plus, de plomb, et 99.2 p. c., au moins, de cuivre pur. Dans les nouvelles chaudières à haute pression, bronze de Stone n" 7 renfermant approximativement 95.5 p. c. de cuivre, 2.9 p. c. de nickel, 1.6 p. c. de fer, avec des traces de manganèse et de silicium.
- a) Généralement près de l’enveloppe en acier, mais ruptures peu nombreuses.
- b) Angles supérieurs d’avant et d’arrière, le plus souvent à l’avant. Dans le voisinage de la voûte en briques, à l’extrémité des tasseaux de support, et près des emboutis verticaux. Les tirants de la plaque tubulaire cassent souvent, mais depuis qu’on a allongé les agrafes en fer, les ruptures sont devenues moins fréquentes. L’entretoise en cuivre employée pour fixer ces tirants a été remplacée par une entretoise en 1er et depuis ce temps les ruptures ont cessé. Les
- entretoises en cuivre cassent moins souvent depuis que leur diamètre a été porté de 7/s de pouce (22 millimètres) à 1 pouce et 11/8 pouce (25.4 et 28.6 millimètres), dans les colonnes extérieures.
- Oui. Des eutre-toises en bronze à traits de -scie.
- Oui ; celles qui occupent la place indiquée par la figure 33 souffrent le plus ; dans les machines faisant un service dur, elles se brûlent rapidement. Nous essayons des dispositifs de protection.
- 235
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- Entretoises de foyer et leur protection. — Réponses aux questions VI.-C. (16). Tableau VLSuile.)
- NOMS DES ADMINISTRATIONS. Métal ou alliage employé et composition de l’alliage. Avantages retirés de l’emploi d’un métal autre que le cuivre. Emplacement de la rupture de l’entretoise : a) sur l’entretoise même; ; b) par rapport à la boîte à feu. Employez-vous des entretoises flexibles ? Les têtes d’entretoises se brûlent-elles? Quelles mesures avez-vous adoptées pour l’empêcher?
- North Eastern Railway. . . . Principalement le cuivre. L’emploi d’autres alliages ne donne pas d’avantages. a) Près de la tôle d’enveloppe en acier, dans la plupart des cas. b) Rangée supérieure dans la plaque d’arrière et rangée supérieure dans la plaque d’avant au raccord avec le corps cylindrique; de chaque côté des pinces verticales, dans la première colonne, la cinquième ou sixième rangée à partir du haut. Les entretoises flexibles en bronze de Stone sont employées sur une petite échelle. Toutes les têtes d’entretoises dans le foyer se brûlent.
- South Eastern & Chatham Railway, Entretoises flexibles enbronze de Stone. Pas d’incident. Entretoises flexibles en bronze de Stone.
- Tafl‘ Yale Railway . . . , . Cuivre, fer et acier. a) Pas d’emplacement particulier. Non. Non.
- b) Ordinairement dans le trou de la plaque tubulaire.
- Eastern Bengal State Railway è- Cuivre et bronze. Les avantages donnés par les entretoises en bronze sont nuis. Les têtes tombent dans le foyer. a) Près de la tôle d’enveloppe à partir du bas, près de la plaque du foyer à partir du haut. b) Vers le haut et l’avant des parois latérales du foyer. Oui.
- \\ Ëast Indian Railway Cuivre. Nous avons aussi essayé des entretoises eu bronze de Stone, mais nous y avons renoncé faute d’un avantage apparent. Nous n’avons pas retiré d’avantages des entretoises en bronze de Stone. b) Aux joints latéraux et le long de la rangée supérieure où on prévoit le plus de mouvements. Oui. Les entretoises flexibles en bronze de Stone ont été J essayées sans I aucun avantage / appréciable. /
- \ ItttUuu Wtttlwuy /
- (hulh A Roliilklmnd Railway
- Southern Mahratta Railway
- Chemins de fer du gouvernement du Cap.
- Central South Al'rican Railway s .
- Chemins de 1er du du Natal.
- «ouvernement
- Des entretoises en bronze de Stone ont été employées avec de bons résultats. Nous avons essayé des entretoises en fer Lowmoor; elles ne cassent jamais, mais s’oxydent et s’usent assez .rapidement. Aujourd’hui le cuivre est employé d’une manière générale.
- Nous employons surtout du cuivre et les résultats sont des plus satisfaisants. Des entretoises en bronze de Stone ont aussi été employées, mais elles n’offrent pas de garanties de résistance et cassent généralement dans le voisinage des tôles d’enveloppe du foyer et près des supports des tirants de la plaque tubulaire.
- Cuivre et fer. Du cuivre dans les foyers en cuivre et du fer de première qualité pour entretoises dans les foyers en acier.
- Alliage spécial nickel-cuivre M. N. 2 de la Muntz Métal Company, bronze de Stone et cuivre.
- Bronze spécial de Stone.
- foyer, et. sur 1 points d'appui en briques.
- a) Près de la plaque en fer.
- b) Peux rangées supérieures, sur les côtés. Nous avons beaucoup de ruptures d’en-tretoises en ces points.
- b) Près des emboutis du foyer; les deux colonnes voisines de la plaque tubulaire du foyer et les angles supérieurs de la plaque d’arrière de la boite à feu.
- Le bronze de Stone donne lieu à peu d’incidents dus à des ruptures et est généralement satisfaisant.
- a) Contre la face intérieure de la tôle d’enveloppe.
- b) A l’avant du foyer, juste en arrière de la plaque tubulaire. Dans la plaque d’avant de la boite à feu, généralement par suite de ruptures de tirants à dilatation.
- Non.
- Oui, en alliage AI. N. 2 de la Muntz Mêlai Company et en bronze de Stone.
- HOlVt^olc.îlL 1M\ H*6<'\UUVU'UUL I l’üxefcH.
- Nous constatons souvent, dans certaines classes de chaudières, la chute de nombreuses têtes d’entretoises et de rivets (en cuivre), sans que rien explique ce fait, qui se produit géné râlement surtout dans les chaudières neuves. Après renouvellement, le même incident se répète rarement.
- Pas d’incidents particuliers.
- Par suite de l’élargissement des lames d’eau, les têtes d’entretoises se brûlent moins. Les incidents sont rares de ce chef lorsque les rivures sont bonnes.
- Les cas où les têtes se brûlent sont très rares.
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- Emplacement des ruptures d'entretoises. — Presque tous les chemins de fer ont eu à se plaindre de ruptures dues à ce que les entretoises étaient incapables de supporter les efforts exercés sur elles, efforts causés surtout par la différence de dilatation des plaques intérieures et extérieures et à la tendance de ces plaques à se déformer sous les pressions qu’elles subissent. Ainsi que c’était à prévoir, le plus grand nombre de ruptures se produisent, comme le montre le tableauVI,dans l’angle supérieur d’avant des tôles d’enveloppe du foyer, c’est-à-dire au point où le mouvement atteint sa plus grande intensité. On en trouve aux angles d’arrière et le long de la rangée supérieure d’entretoises, dans quelques cas aussi dans les parois latérales, près de la voûte en briques et au niveau du feu. (Pour l’emplacement des ruptures d’entretoises dans les foyers du « Lancashire & Yorkshire Railway », voir la lig. 34.)
- Sur l’entretoise elle-même, remplacement de la rupture est ordinairement voisin de la tôle d’enveloppe en acier et sur le côté inférieur de l’entretoise; mais quelquefois aussi ces ruptures ont lieu près de la plaque en cuivre, et dans ce cas on les rencontre surtout sur le côté supérieur de l’entretoise (fig. 33). Beaucoup d’entretoises en bronze sont rendues plus ou moins flexibles par quatre petits traits de scie pratiqués comme l’indique la figure 36. Après sciage, et avant qu’on les visse en place, les entretoises sont relaminées de façon à fermer l’ouverture faite par la scie.
- Section
- transversale
- après bouchage Section du trait de scie, transversale
- avant bouchage du trait de scie.
- Entretoise flexible en bronze de Stone avec trait de scie bouché.
- Fig. 36.
- Aucune des administrations consultées n’emploie des entretoises du typeflexible, telles que l’entretoise à tête sphérique en usage aux États-Unis.
- Moyens adoptés pour découvrir les ruptures d’entretoises. — L’ancienne méthode de sondage au marteau, pour découvrir les ruptures d’entretoises, continue à etre employée d’une façon générale, mais les chemins de fer du gouvernement du Natal et les chemins de fer du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud perforent à cel effet les entretoises aux deux extrémités.
- 17. — Garnissage du foyer.
- Deux des administrations consultées emploient des dalles en argile réfractant • c’est le « Great Central Railway » et le « Midland Railway ». Le « Great Centia
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- Railway » écrit : « Nous employons, avec de bons résultats, des dalles en argile réfractaire pour garnir le foyer au-dessous de la voûte en briques. » Sur le « Midland Railway », leur emploi est encore dans la phase expérimentale, mais depuis leur mise en place on a constaté qu’elles empêchent les têtes d’entretoises et les plaques du foyer de se brûler. Jusqu’à présent, on ne les a essayées que sous la voûte en briques, sur les parois latérales. Ces dalles ont environ 2 pieds (610 millimètres) de longueur, 14 pouces (356 millimètres) de largeur et 2 pouces (51 millimètres) d’épaisseur; ainsi qu’on peut le prévoir d’après la place qu’elles occupent, leur durée est courte, d’environ deux mois en général.
- CONCLUSIONS.
- Littéra A.
- Le changement le plus important qui a eu lieu depuis quelques années dans la construction des chaudières sur les chemins de fer visés par l’exposé qui précède est probablement la grande extension de l’emploi du foyer Belpaire ; la plupart des locomotives récemment étudiées sont munies de ce type de chaudière. Un grand avantage que l’on retire de ce changement est que la suppression des fermes du ciel rend l’espace compris entre le dessus du ciel et celui de la boîte à feu plus libre et plus facile à laver, et c’est dans le même but que certaines administrations qui n’ont pas adopté le foyer Belpaire munissent leurs derniers types de chaudières d’entretoises radiales. Il semble que, dans un foyer Belpaire, la plaque tubulaire en cuivre donne lieu à moins d’incidents que dans un foyer à berceau cylindrique, mais ce point n’est peut être pas bien élucidé.
- Quelques administrations emploient des foyers larges et relativement courts, qui débordent sur les longerons ; le « Great Northern Railway » (Angleterre) obtient des résultats particulièrement heureux avec ce type (fig. 37). Il se prête très bien à l’agrandissement de la surface de grille et facilite le renouvellement des entretoises avariées; par contre, sur les machines à voyageurs tout au moins, il nécessite l’adjonction d’une petite roue porteuse à l’arrière.
- D’une manière générale, le poids de la machine joue un rôle important dans le mode de construction et de disposition de la chaudière. En effet, pour réduire la charge par roue, on a souvent reconnu nécessaire d’incliner la face arrière vers 1 avant; sans cet expédient, la pression par unité de surface, exercée sur les fusées de 1 essieu d’arrière, serait devenue trop forte, bien que ces fusées aient quelquefois jusqu’à 10 pouces (254 millimètres) de longueur et 8 3U pouces (222 millimètres) de diamètre.
- En dépit de son prix élevé et, par moments, excessif, le cuivre continue à être très généralement employé pour les foyers sur les chemins de fer consultés, et il ne semble pas que des résultats satisfaisants à la longue aient été obtenus avec un autre
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- Fig. 37.— Foyer du « Great’Northern Railway’r.
- 248 tubes de 2 1U pouces (57 millimètres) . Foyer.............................
- Total.
- 2,359 pieds carrés (219.15 mètres carrés).. 141 - - (13.10 - - ).
- 2,500 pieds carrés (232.25 mètres carrés).
- Surface de grille . . ........................... 30.90 pieds carrés (2.87 mètres carrés).
- Surface du plan d’eau........................... 92.11 — — (8.56 — — ).
- Section totale des tubes........................ 5.40 — — (0.50 — — ).
- Capacité de vapeur.............................. 66.03 pieds cubes (1.870 mètr.e ,'cubej.
- Pression de marche . . . 1/5 livres par pouce carré (12.30 kilog. par centimètre carré).
- ISocplicatioii des termes anglais : "Water line Niveau de l’eau.
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- jttétal ; néanmoins, une ou deux administrations font usage de l’acier pour les foyers des machines à marchandises ou autres qui n’ont pas un service dur à assurer. 11 est intéressant de noter que deux administrations ont essayé des foyers en acier cylindriques, mais n’en ont pas étendu l’emploi. Cefait semble dû surtout à la difficulté de la mise en pression, qui est une conséquence de la mauvaise circulation, une masse considérable d’eau de la chaudière se trouvant au-dessous de la source de chaleur et étant, par suite, soustraite à l’action des courants de convection qui se forment.
- L’abandon des foyers en acier a eu pour cause, entre autres, les incidents occasionnés par les corrosions. Pour essayer de remédier à cet inconvénient, on a employé, à titre expérimental, l’acier au nickel, mais jusqu’à présent les résultats n’ont pas été satisfaisants.
- Les avantages de l’emploi de hautes pressions sont reconnus d’une façon de plus en plus générale, et un certain nombre d’administrations ont adopté un timbre de 200 livres par pouce carré (14.(36 kilogrammes par centimètre carré); sur deux réseaux, il s’élève même à 220 et 226 livres par pouce carré (15.47 et 15.82 kilogrammes par centimètre carré) : l’un de ces chemins de fer l’emploie sur des machines compound, tandis que l’autre, qui a introduit la pression la plus élevée en usage, celle de 225 livres par pouce carré (15.82 kilogrammes par centimètre carré), l’applique à des locomotives à simple expansion. Ainsi que c’était à prévoir, ces hautes pressions tendent à aggraver les avaries qui se produisent dans la chaudière et imposent davantage la nécessité d’employer de l’eau de bonnequalité et de choisir des tubes et des tirants longitudinaux ne provoquant pas de déformation excessive de la plaque tubulaire. Quelques administrations ont constaté que les inconvénients dus à l’élévation des pressions n’étaient pas rachetés par les avantages qu’elle procure et sont revenues à une limite plus basse.
- La question des tôles de chaudière sans soudure a une importance considérable : un grand établissement d’aciéries de Sheffîeld a installé un matériel complet pour la fabrication de ces tôles qui sont actuellement à l’essai sur un réseau, du moins en Angleterre.
- b’une manière générale, on peut dire que le nombre des tubes en acier et en fer augmente, proportionnellement à celui des tubes en cuivre et en laiton; plusieurs administrations britanniques ont tout à fait renoncé à l’emploi de ces derniers métaux coûteux. 11 est à noter qu’aux Indes le laiton est beaucoup employé et que les piqûres se produisant contre le bord intérieur de la virole sous l’action mécanique du charbon ne semblent pas occasionner dans ce pays les inconvénients dont on se plaint ailleurs. Comme on pouvait s’y attendre, le fer et l’acier sont bien plus sujets aux corrosions que les autres métaux, surtout dans le voisinage du foyer, et presque tous les chemins de fer qui font usage de ces matériaux prennent leurs dispositions pour le renouvellement de ce bout du tube lorsque les corrosions atteignent une
- lmite °ù il ne peut plus servir. Des bouts et manchons en cuivre sont quelquefois emPl°yés pour remédier- à ce défaut.
- L attention se porte beaucoup, actuellement, sur le mandrinage du tube dans la
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- plaque tubulaire : cette opération se fait généralement par des moyens mécaniques. On s’occupe aussi de l’ordre à suivre.dans le mandrinage, et diverses manières d’opérer ont été adoptées pour éviter autant que possible les déformations de la plaque tubulaire causées par l’effort qu’elle subit pendant le mandrinage.
- Les opinions continuent à être partagées sur les avantages relatifs de la disposition des tubes en colonnes verticales ou en rangées horizontales, mais il semble que la première gagne du terrain, car elle a pour effet que la chaudière reste plus propre, que la vapeur peut monter plus facilement pendant la marche et que le tartre peut tomber plus librement pendant les lavages.
- De divers côtés, on se préoccupe d’améliorer le réglage de l’arrivée d’air dans le foyer, et ces efforts se répercuteront sans doute avantageusement sur l’entretien des plaques tubulaires de foyer; mais jusqu’à présent on ne possède pas de renseignements détaillés sur ce point. On étudie aussi la question d’un tirage forcé sur le principe de l’insufflation à refus, mais jusqu’à présent aucun système pratique n’a vu le jour; s’il est certain qu’il en résulterait une grande amélioration, il ne faut pas oublier que le volume d’air qu’il s’agit de fournir à une machine express est très considérable et atteint quelquefois 8,000 pieds cubes (226.5 mètres cubes), au moins, par minute.
- L’augmentation de la pression et le travail plus dur demandé aux chaudières modernes ont conduit à étudier de plus près la disposition et l’espacement des tubes et entretoises, surtout dans le but de réaliser une plus grande flexibilité aux angles où des criques se déclarent ordinairement.
- Bien que la boîte à fumée « allongée » ne soit employée que par quelques administrations, on constate une tendance croissante à agrandir ces boîtes, dans le but d’égaliser le tirage à travers les tubes et de réduire dans une certaine mesure les projections d’étincelles.
- Littéra B.
- L’emploi de chaudières à tubes d’eau n’a guère été envisagé et l’addition au foyer de tubes à eau du type Drummond n’a pas été accueillie partout avec faveur; outre les cas mentionnés dans l’exposé, il paraît que les chemins de fer de l’Etat japonais adoptent ce système sur une certaine échelle.
- Au moment de la rédaction de notre exposé, il n’existe, dans les pays quü embrasse, que deux administrations employant des surchauffeurs dans une proportion tant soit peu considérable. Mais il y en a un certain nombre d’autres qui expérimentent ce type de machine et il est probable que l’emploi du sui-chauffeur dans les pays dont il s’agit ici ne tardera pas à se répandre beaucoup-
- Littéra C.
- Les réponses reçues montrent qu’au point de vue de l’épuration des eaux dab mentation la pratique des différents chemins de fer consultés varie beaucoup,
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- ons l’ont adoptée sur une grande échelle, les autres ne l’emploient pour ainsi dire pas. Les épurateurs en usage sont les suivants : Archbutt-Deeley, Desrumaux, Kennieott, Pulsometer, Reisert, Porter-Glark et Wollaston. Une administration emploie des distillateurs Mirrlees-Watson Yaryan. Les produits chimiques employés pour le traitement de l’eau sont invariablement la chaux et la soude.
- Lorsque la proportion de sels solubles dans l’eau d’alimentation concentrée atteint environ 214 à 500 parties sur 100,000 (150 à 350 grains par gallon) — la proportion variant avec le type de chaudière, la vitesse de vaporisation et la nature des sels — l’ébullition es£ suffisamment intense pour occasionner des entraînements d’eau considérables; c’est pour cette raison que l’on a reconnu nécessaire de limiter la quantité de soude employée dans l’épuration. Pour surmonter cette difficulté, quelques chemins de fer ont essayé des composés de baryum à la place de la soude ou de la soude brute pour l’épuration, mais on a toujours trouvé la dépense prohibitive; d’ailleurs, avec certaines eaux, il peut être aussi économique ou plus économique de distiller l’eau et d’éliminer ainsi toutes les impuretés que de l’adoucir avec des sels de baryum.
- L’expérience des chemins de fer qui ont adopté un système d’épuration des eaux montre qu’il en résulte des économies importantes dans les frais de retubage des chaudières, de remplacement des entretoises cassées et de détartrage; de plus, les fuites sont pour ainsi dire supprimées. Deux administrations signalent une économie considérable du fait qu’elles peuvent épurer et utiliser l’eau d’un faible prix de revient, au lieu d’acheter des eaux coûteuses de meilleure qualité.
- Depuis la date du dernier exposé (1900), l’emploi des épurateurs d’eau d’alimentation s’est beaucoup répandu sur les chemins de fer consultés, et nous sommes certains qu’il continuera à se généraliser à mesure que l’on se rendra mieux compte des économies pouvant être réalisées de cette façon. Une des raisons pour lesquelles le progrès de ce perfectionnement a été lent autrefois est que les épurateurs étaient considérés comme des appareils qui ne nécessitaient aucune direction scientifique et pouvaient être conduits efficacement par un manœuvre quelconque. La plupart des chemins de fer emploient désormais des chimistes à cette besogne, et on sait que les épurateurs doivent être placés sous la surveillance des chimistes et des techniciens à la fois. Les administrations qui se sont inspirées de ces idées constatent que les résultats obtenus font largement regagner les frais entraînés par l’épuration de l’eau.
- Pour que les résultats soient aussi bons que possible, il convient que l’épuration soit employée concurremment avec un renouvellement de l’eau dans les chaudières avant qu’elle soit trop concentrée en ce qui concerne les sels de soude ou saturée en ce qui concerne la proportion de sulfate de calcium, qui ne peut pas être économiquement éliminée sans charger à l’excès l’eau avec des sels de soude. Pour que eau Puisse être renouvelée aussi souvent qu’il est nécessaire et sans que les uiachines passent trop de temps au dépôt, il faut que les chaudières soient remplies 1 eau chaude. Lorsque la proportion de sels de sodium ou de sulfate de calcium
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- que renferme l’eau naturelle est excessive, on ne peut empêcher la concentration excessive que par des robinets de vidange sous pression ou d’extraction à la sur* face, d’un type quelconque. Il faut que la pratique adoptée ait pour base et pour moyen de contrôle l’analyse chimique systématique des principales eaux servant à l’alimentation des locomotives dans chaque district.
- Plusieurs chemins de fer ont fourni des analyses d’eaux spécialement corrosives • nous en donnons la reproduction dans le corps de l’exposé.
- Pour empêcher les corrosions, quelques chemins de fer obtiennent de bons résultats en recouvrant les tôles de chaudière d’une couche de ciment de Portland ; mais une administration constate que cet enduit était emporté par l’eau dans les chaudières où il était employé et que, par suite, il ne donnait pas de bons résultats. On a essayé un enduit de graphite et d’huile de lin bouillie, mais on a reconnu qu’il suintait par les coutures et les joints et qu’il en résultait des fuites. Sur un réseau, les chaudières sont peintes intérieurement avec du goudron et du graphite. Des plaques et bouchons de zinc ont été essayés par plusieurs chemins de fer, avec des résultats peu satisfaisants. Quelques administrations ont constaté que l’addition d’un excès déterminé de chaux éteinte à l’eau est nettement avantageuse au point de vue des corrosions, surtout lorsqu’il s’agit d’eaux naturellement douces.
- La plupart des chemins de fer continuent à employer de l’eau froide pour le lavage des chaudières, niais l’emploi de l’eau chaude se répand.
- Sur beaucoup de réseaux, l’emploi de robinets de vidange sous pression ou d’extraction à la surface, pour empêcher les primages, est imposé par la mauvaise qualité de l’eau qu’on est forcé d’employer.
- II ne semble pas qu’il y ait rien de particulier à signaler dans les réponses aux questions sur les criques, pustules, sillons et corrosions générales de surface ; en effet, ces avaries se produisent sur tous les réseaux à peu près dans les mêmes conditions et aux mêmes points des chaudières. Différents moyens ont été employés pour remédier à ces incidents, mais aucun ne semble universellement satisfaisant. On s’attache à élargir la lame d’eau qui entoure les flancs du foyer, pour empêcher les ruptures d’entretoises et les corrosions des plaques de foyer; à réaliser de plus grands rayons aux angles et à maintenir les tubes à une certaine distance des bords de la plaque tubulaire, pour réduire les risques de criques, etc., moyens qui contribuent incontestablement à diminuer les avaries et les incidents ; d’autre part, l’épuration de l’eau d’alimentation et les nettoyeurs mécaniques prêtent un concours utile dans le même but.
- On emploie pratiquement deux types de matériaux, et deux seulement, pour la fabrication des entretoises de chaudières, savoir le cuivre et un bronze (Stone) renfermant du cuivre avec du nickel, du manganèse et du fer. (Pour l’analyse de cet alliage, voir le tableau Vf, réponse du « Midland Railway ».! Ce dernier métal résiste mieux aux températures de la chaudière que le cuivre, mais la tête de l’entretoise en bronze tend à se brûler plus facilement que le cuivre et quelques administrations constatent qu’elle est sujette à casser dans la plaque du foyer.
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- H ne semble pas que les ruptures d’entretoises soient bien nombreuses, sauf dans l’angle d’avant supérieur du foyer; encore l’inconvénient qui en est résulté n’est-il pas assez grave pour faire adopter les entretoises flexibles spéciales employées en Amérique.
- ANNEXE I.
- Questionnaire détaillé relatif à la question VI.
- A. — Chaudières avec tubes a fumée; conditions d’établissement et d’entretien
- DES TUBES ET DES PLAQUES TUBULAIRES.
- ]. Quel type de chaudière employez-vous : Belpaire ou à berceau cylindrique? Prière d’envoyer des dessins de vos derniers types normaux.
- 2. Si vous employez des chaudières à berceau cylindrique, armez-vous les ciels de foyer au moyen de fermes ou d’entretoises radiales? Veuillez indiquer les avantages.particuliers que vous reconnaissez à chacun des deux types.
- 3. Avez-vous des locomotives munies de foyers cylindriques ? Si vous employez ce type, prière de joindre des dessins et d’indiquer les avantages ou les [inconvénients inhérents à l’adoption de ce mode de construction du foyer.
- 4. Avez-vous des chaudières munies de chambres de combustion? Le cas échéant, prière de joindre des dessins et de dire quels sont les résultats que vous avez obtenus avec ce mode de construction.
- 3. Avez-vous construit des chaudières dont les foyers ne sont pas en cuivre ? Le cas échéant, quels ont été les résultats obtenus, relativement à ceux des foyers en cuivre du même genre de construction ?
- 6. Quelles sont la forme et les dimensions que vous trouvez les plus convenables pour la porte du foyer? Employez-vous une porte spéciale ou un autre moyen spécial pour régler l’admission de 1 air? Employez-vous un cadre ou des pinces embouties pour assembler la plaque du foyer avec la façade arrière de la chaudière ? Dans le premier cas, comment le cadre est-il attaché ?
- 4- Quelle est la proportion entre la surface totale de la grille, les vides entre les barreaux et la surface totale des tubes? Avez-vous des chaudières munies de grilles à secousses ou à jette-feu?
- 8- Dans les très longues chaudières, employez-vous un genre quelconque de support intermédiaire pour le corps cylindrique ? .
- 9- Quel est le type de plaque tubulaire d’avant dont vous munissez vos chaudières : plaque emboutie s’ajustant sur la virole d’avant ou plaque avec prolongement s’assemblant sur 1 enveloppe?
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- 10. Quel métal employez-vous pour vos tubes? Indiquez les raisons de l’adoption du métal ou de l’alliage dont vous faites usage.
- 11. Quelles sont les dimensions des tubes employés dans votre type normal de chaudière, \-compris l’épaisseur à chaque extrémité?
- 12. Quelle méthode employez-vous pour l’emmanchement des tubes dans les plaques tubulaires de vos chaudières? Veuillez donner une description, avec croquis, des machines ou appareils spéciaux employés pour cet usage. Les tubes sont-ils mandrinés dans un ordre particulier quelconque?
- 13. Avez-vous expérimenté des tubes Serve? Le cas échéant, prière de donner des renseignements sur votre expérience.
- f 4. Avez-vous à vous plaindre :
- a) de corrosions des tubes en acier ou en fer?
- b) d’usure excessive ou de cassures de tubes en cuivre ou en laiton contre la face intérieure
- de la plaque tubulaire en cuivre?
- Quels moyens employez-vous pour combattre ces défauts ?
- Avez-vous essayé des tubes en acier ou fer galvanisé et, s’il y a lieu, quels ont été les résultats ?
- 13. Employez-vous des viroles dans les tubes? Le cas échéaut, dans quel but, c’est-à-dire sont-elles destinées, par exemple :
- a) à assurer l’étanchéité du tube?
- b) à protéger le bout du tube contre l’action du feu ?
- Quelle conicité et quelle épaisseur donnez-vous à la virole?
- Bouterollez-vous les extrémités de vos tubes et, s’il y a lieu, avec quels résultats?
- Si cette méthode a été essayée et abandonnée, quelle est là cause qui vous l’a fait abandonner?
- 1 6. Comment vos tubes sont-ils disposés dans la plaque tubulaire : en rangées verticales ou horizontales? Indiquez la raison de votre pratique. Quel espacement donnez-vous aux tubes?
- 17. Employez-vous des pressions de plus de 12.65 kilogrammes par centimètre carré (180 livres par pouce carré) et, s’il y a lieu, avez-vous été obligé de prendre des mesures spéciales en vue de ces pressions, notamment pour assurer l’étanchéité des tubes et pour entretenir la plaque tubulaire du foyer en bon état?
- 18. Avez-vous constaté qu’un espacement spécial quelconque des tubes ou des entretoises a entraîné une diminution des incidents dus aux criques des angles de la plaque tubulaire ? Avez-vous essayé le martelage à froid de la plaque tubulaire en cuivre dans le but de l’écrouir et, s’il y a lieu, avec.quels résultats?
- 19. Employez-vous une boîte à fumée allongée ? Le cas échéant, quels sont les avantages que vous en retirez ?
- 20. Vos derniers types normaux de chaudières sont-ils munis d’un dôme de prise de vapeur, et s’ils n’en ont pas, quel dispositif employez-vous pour obtenir de la vapeur sèche ?
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- 21. Quelle matière employez-vous pour l’enveloppe isolante de vos chaudières ? Les chaudières ont-elles une enveloppe à l’intérieur de l’abri? Si vous avez fait des essais pour déterminer i l’efficacité relative de différents isolants, veuillez donner les détails et les résultats.
- 22- Employez-vous un système de réserve de chaleur et, le cas échéant, quel avantage en
- retirez-vous?
- jj .— Chaudières avec tubes d’eau. Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur
- SURCHAUFFÉE. --- RÉCHAUFFEURS DE l’eAU d’aLIMEXTATION.
- à) Chaudières avec tubes d'eau.
- Utilisez-vous sur votre réseau des chaudières à tubes d’eau? Quels avantages avez-vous réalisés en les substituant aux chaudières à tubes de flammes? Comment les chaudières à tubes d’eau se comportent-elles comparativement à ces dernières ? Est-il possible pour la chaudière à tubes d’eau d’augmenter la surface de chauffe plus que dans la chaudière à tubes de flammes par un allongement du corps cylindrique ?
- 2. Employez-vous des tubes d’eau dans les boîtes à feu de vos locomotives ? Le cas échéant, les résultats obtenus justifient-ils le surcroît de dépenses qu’occasionnent leur établissement et leur entretien?
- 3. Veuillez bien nous fournir les plans des dispositifs que vous employez dans les deux cas
- ci-dessus. - '
- 4. Avez-vous fait des analyses des gaz de la boîte à fumée afin de déterminer si les tubes d’eau ont pour effet, et dans quelle mesure, d’empêcher la combustion complète ? Le cas échéant, prière de faire connaître les résultats.
- b) Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur surchauffée.
- 1. Employez-vous de la vapeur surchauffée ? Veuillez bien donner une description avec dessins de chaque système de surchauffeur que vous employez.
- 2. Employez-vous un système de distribution spécial sur vos locomotives à surchauffeur? Le cas échéant, prière d’en donner une description avec plans.
- •">. Quels sont les dispositifs admis pour assurer l’étanchéité et le flottement des pistons et des distributeurs? Prière d’en donner les plans détaillés.
- Employez-vous des tiroirs cylindriques à segments non ouverts ou bien des tiroirs à segments élastiques? Quelles sont les raisons en faveur de l’un ou de l’autre système?
- 4. Prière de donner une description avec plans des bourrages des tiges des pistons et des distributeurs. En cas d’emploi de garnitures métalliques, prière de donner la composition du métal ou de l’alliage.
- S- Donner le plan de la tige de piston jusqu’à la crossette et de la contre-tige avec l’indication du mode de fixation du piston sur sa tige.
- Quel métal employez-vous pour les pistons ?
- Exigez-vous que les tiges de piston soient ajustées à la meule soit pour la construction, soit pour l’entretien?
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- 6. Depuis quand employez-vous la surchauffe ? Combien de locomotives à surchauffe avez-vous en service ou en construction ?
- 7. Avez-vous appliqué la surchauffe aux locomotives compound?
- Surchauffez-vous la haute pression ou la basse pression, ou bien les deux?
- Donner le plan du dispositif adopté permettant de réaliser indifféremment la surchauffe de la haute ou de la basse pression ou les deux.
- 8. Avez-vous fait des expériences pour déterminer l’effet de la surchauffe?
- Le cas échéant, veuillez donner les résultats constatés :
- a) économie en eau et en charbon ;
- b) supplément de puissance obtenu et tous autres avantages réalisés.
- Quel est le degré maximum de surchauffe atteint lors du plus grand effort de traction de la locomotive ?
- Prière de joindre aux résultats un tableau des dimensions essentielles des types de locomotives avec et sans surchauffeur qui ont été comparées (surface de grille, surface de chauffe et de surchauffe, poids à vide, timbre de la chaudière, dimensions des cylindres, etc.).
- De même, si vous avez expérimenté des locomotives à simple expansion et à surchauffe comparativement à des compounds, prière de donner les résultats ainsi que les dimensions principales des moteurs comparés.
- Avez-vous obtenu une réduction du poids total de la locomotive à vapeur surchauffée à deux cylindres égaux par rapport à la locomotive compound de même puissance sans surchauffe ?
- 9. Où mesurez-vous le degré de surchauffe atteint et avec quel appareil?
- Quelle est la chute de pression que vous avez constatée entre la chaudière et la boîte à tiroir ?
- La pression à l’admission se tient-elle à un chiffre plus élevé que celle de la vapeur saturée pour une pression égale dans la chaudière ?
- Avez-vous constaté une corrélation entre le degré de surchauffe, l’augmentation de puissance et l’économie obtenue ?
- Avez-vous établi une relation entre la surface de chauffe et celle de surchauffe ?
- L’emploi de la surchauffe vous a-t-il permis d’abaisser le timbre de la chaudière ?
- Quelle est l’augmentation de volume des cylindres que vous avez adoptée pour les machines à surchauffe ?
- 10. Pour le même parcours, quelle économie de charbon et quel supplément de puissance donnent les locomotives à surchauffe sur les locomotives similaires sans surchauffe ?
- 11. A combien s’élève l’immobilisation supplémentaire annuelle de la machine pour réparation et entretien du surchauffeur, bourrages, etc. ?
- Quel est le coût annuel de l’entretien et de la réparation de cet appareil ?
- Une partie quelconque du surchauffeur vous a-t-elle suscité des difficultés particulières?
- Le surchauffeur est-il. suffisamment accessible en cas de réparation?
- Avez-vous constaté de l’obstruction ou une usure anormale aux tubes du surchauffeur ?
- Avez-vous constaté avec le surchauffeur Schmidt, placé dans la tubulure à fumée, des déformations de la plaque tubulaire du foyer entre la rangée inférieure des gros tubes et la rangée supérieure des petits tubes ?
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- 12. Quel est le supplément de dépense de graissage des locomotives à surchauffe ?
- Quelle sorte d’huile employez-vous pour les cylindres à vapeur surchauffée ? gjnp]oyez-vous une huile minérale pure ou un mélange d’huile minérale et d’huile fixe (graisse consistante) ? Dans ce dernier cas, veuillez indiquer la composition du mélange.
- Prière d’indiquer aussi la viscosité, la densité et toutes les autres propriétés de l’huile que vous avez déterminées.
- Faites-vous usage de graisseurs mécaniques ou à débit visible et de quels systèmes ?
- 15. Avez-vous donné à votre personnel des instructions spéciales concernant la conduite des locomotives à vapeur surchauffée ainsi que l’entretien des pistons et tiroirs? Joindre un exemplaire.
- c) Kêchauffeurs de Veau d'alimentation.
- 1. Faites-vous usage de réchauffeurs d’eau d’alimentation? Si oui, veuillez en fournir les dessins et descriptions.
- 2. Utilisez-vous des injecteurs ou des pompes ?
- Veuillez décrire les moyens mis en usage pour éviter que l’eau atteigne une température telle qu’elle empêcherait le fonctionnement de la pompe ou de l’injecteur.
- C. — Avaries de chaudières, pustules, sillons et corrosions. Moyens employés pour
- ÉVITER CES AVARIES. --- EPURATION DES EAUX ET DÉSINCRUSTANTS.
- 1. Quel procédé ou quels procédés employez-vous pour adoucir l’eau? Donnez les détails du traitement chimique adopté, en indiquant les produits employés ; et, sans décrire des méthodes connues, fournissez des renseignements sur les procédés ou appareils spéciaux que vous employez ou sur les détails spéciaux, se rattachant à l’application des méthodes de traitement ordinaires, que vous avez trouvés avantageux. Quelles précautions observez-vous pour assurer l’application convenable du traitement ?
- 2. Veuillez dire si vous êtes satisfait des résultats obtenus et, si possible, donner des chiffres indiquant l’économie réalisée sur les chapitres suivants :
- 1° combustible;
- 2° frais de nettoyage et de retubage des chaudières ;
- 3° frais d’entretien et longévité des chaudières ;
- 4° dépense en eau (du fait qu’on peut employer de l’eau s’obtenant à bon compte, au lieu d’avoir à acheter de l’eau coûteuse de meilleure qualité).
- o. Comment procédez-vous à l’égard des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates de calcium et de magnésium? Adoucissez-vous ces eaux et, dans ce cas, quelles précautions prenez-vous pour empêcher les entraînements d’eau causés par l’emploi de sels de sodium pour l’épuration ?
- ^ * Avez-vous employé de l’hydroxide de baryum, du carbonate de baryum ou de l’aluminate baryum pour adoucir les eaux renfermant des sulfates? Le cas échéant, veuillez donner des ai s, les résultats et le coût du traitement, et dire si vous trouvez qu’il est avantageux.
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- 5. Avez-vous essayé de déterminer la quantité de sels de sodium présents dans l’eau des chaudières de locomotives lorsque les entraînements commencent? Le cas échéant, veuillez donner les détails et les résultats de ces expériences.
- 6. Employez-vous ou avez-vous employé des désincrustants introduits directement dans les chaudières, au lieu de traiter l’eau avant emploi? Le cas échéant, veuillez indiquer la nature des matières employées et les résultats obtenus.
- 7. A propos de l'adoucissement de l’eau ou de l’emploi de désincrustants, avez-vous eu des ennuis avec des fuites excessives aux tubes ou entretoises de chaudières ? Le cas échéant, veuillez donner des détails, en indiquant quelle est, d’après vous, la cause de ces fuites, s’il y en a une et, dans ce cas, quels moyens vous avez trouvés efficaces pour empêcher ou atténuer ces fuites.
- 8. Sur quelles parties de l’intérieur de la chaudière se produisent les avaries suivantes :
- l3 criques;
- 2° pustules;
- 3° sillons; ^
- 4° corrosions générales de surface.
- 9. Lorsque les chaudières subissent de grandes réparations, inscrit-on sur les états de réparations des notes relatives aux avaries mentionnées dans la question 8 ? Fait-on sur ces états des croquis indiquant la nature, l’emplacement et les dimensions de ces avaries ? Le cas échéant, prière de joindre quelques-uns de ces états choisis parmi ceux qui renferment les avaries les plus caractéristiques.
- 10. Quelles sont les méthodes employées dans la construction des chaudières pour empêcher les avaries mentionnées dans les questions 8 et 9? Des modifications ont-elles été apportées à cet effet à la disposition des chaudières? Quelle est la largeur des lames d’eau qui baignent le foyer? En quel point l’eau d’alimentation est-elle amenée et de quelle façon ?
- 4 1. Les chaudières sont-elles lavées à l’eau froide ou à l’eau chaude? Quels sont les parcours moyens entre deux lavages? En fixant ces parcours, tient-on compte delà qualité de l’eau? Quel est le temps prévu pour le refroidissement avant le lavage de la chaudière à l’eau froide? Sous quelle pression employez-vous l’eau pour le lavage? Si vous avez adopté un système quelconque de lavage à l’eau chaude, veuillez le décrire en détail.
- 12. Employez-vous la vidange d’une partie de l’eau sous pression dans le but d’empêcher la formation de dépôts et de réduire les entraînements d’eau? Si vous avez adopté cette pratique, a quel moment et à quels intervalles l’appliquez-vous? Quels moyens adoptez-vous pour évacuer l’eau ? Veuillez indiquer par des croquis la position du robinet de vidange et son mode de construction.
- 15. Si vous avez des eaux particulièrement corrosives pour les chaudières, mais dans lesquelles l’analyse ne révèle pas d’acide minéral libre, veuillez donner les analyses exprimées en parties par 100,000 et indiquant, si possible, les proportions de :
- Chaux (Ca O),
- Magnésie (Mg O),
- Soude (Na* O),
- Sels alcalins (tels que Ca C O3),
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- Anhydride sulfurique (S O3),
- Anhydride azotique (Az'2 O3),
- Chlore (Cl),
- Anhydride carbonique (C 0?) libres.
- Total des matières solides à 130° C.
- |4. Avez-vous essayé d’empêcher les corrosions en enduisant les surfaces intérieures des chaudières de ciment de Portland ou d’un genre quelconque de peinture, ou en traitant l’eau avec un excédent déterminé de chaux ou d’un autre produit chimique pour neutraliser l’acide carbonique ou tout autre acide, ou en introduisant des substances chimiques ou autres dans les chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails complets et les résultats.
- 13. Employez-vous des plaques de zinc dans vos chaudières? Le cas échéant, veuillez expliquer, avec des croquis, le mode d’application et les résultats en ce qui concerne :
- 1° la prévention des incrustations ;
- 2° la prévention des pustules et corrosions.
- 16. Quel métal ou alliage employez-vous ou avez-vous essayé pour les entretoises de foyer? Si c’est un métal quelconque autre que le cuivre ou le fer, veuillez en indiquer la composition ?
- Quels sont les avantages que vous avez retirés de l’emploi de ces autres métaux ou alliages ?
- Eprouvez-vous des ennuis du fait des ruptures d’entretoises? Si oui, veuillez dire où ces ruptures se produisent et indiquer :
- 1° leur emplacement dans l’entretoise elle-même,
- 2° l’emplacement des entretoises dans le foyer.
- Avez-vous adopté des moyens spéciaux pour découvrir les ruptures?
- Employez-vous un type quelconque d’entretoise mobile? Constatez-vous que des têtes d’entretoises brûlent et tombent dans le foyer? Le cas échéant, quels moyens avez-vous adoptés ou essayés pour empêcher ces incidents, et avec quel résultat?
- I 7. Avez-vous essayé de garnir le foyer, ou une partie du foyer, de briques réfractaires ou de dalles en argile réfractaire pour protéger les entretoises contre l’action du feu et favoriser une meilleure circulation de l’eau dans le foyer? Le cas échéant, veuillez donner les résultats et indiquer la nature et la composition de la matière réfractaire employée.
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- ANNEXE II.
- La chaudière de locomotive brevetée Erotan avec foyer à tubes d’eau.
- Dans cette chaudière de locomotive, le corps cylindrique renferme le faisceau tubulaire ordinaire ; mais le foyer, au lieu d’avoir des parois en tôle entourées d’une lame d’eau, est constitué par une série de tubes disposés comme l’indique la figure 38, qui montent le long des côtés de la boîte extérieure et se replient ensuite pour aboutir à un collecteur de vapeur régnant dans toute la longueur du foyer et de la chaudière. Dans le premier type, un dôme de prise de vapeur était fixé sur ce collecteur, à l’extrémité côté de la boîte à fumée; mais, dans une disposition plus récente, le collecteur s’arrête à l’extrémité avant du foyer, où il rejoint le corps cylindrique. En plus du collecteur, il faut prévoir la place pour tout le fàisceau tubulaire, puisque tous les tubes doivent être emmanchés dans la plaque tubulaire. Pour atteindre ce but, on a donné à la chaudière la forme conique indiquée par le dessin. On remarquera que les tubes à eau constituent les flancs et la face arrière du foyer, mais que sur l’avant ils s’infléchissent autour de la plaque tubulaire et assurent ainsi la bonne accessibilité des tubes à fumée. Â leur extrémité supérieure, les tubes à eau sont mandrinés dans une plaque' de 1 pouce (25.4 millimètres), constituant la partie inférieure du bouilleur-collecteur, et à leur extrémité inférieure, ils s’engagent dans un tuyau eri acier moulé qui contourne l’arrière et les côtés du foyer. Ce tuyau porte les barreaux de grille et établit une communication pour l’eau arrivant du corps, cylindrique par les tuyaux de jonction en forme de quadrant avec les tubes à eau. Il est percé à sa partie inférieure de trous de 2 pouces (50.8 millimètres) placés en regard des tubes à eau, qui peuvent ainsi être mandrinés en place avec un mandrineur de tubes.
- Les tubes à eau sont réliés entre eux par plusieurs bandes qui rayonnent autour du cadre de la porte du foyer, se recourbent et rejoignent ensuite les plaques d’enveloppe extérieures auxquelles elles sont fixées. Le cadre de la porte est attaché à l’aide d’un tendeur placé entre lui et le tuyau en acier moulé qui, comme il est dit plus haut, fait le tour de la partie inférieure du foyer. Tout le foyer est enfermé dans une enveloppe extérieure, et le vide entre la tôle d’enveloppe et les tubes à eau est rempli avec une composition plastique, formée de déchets d’asbeste, mélangés avec de la farine de fossile.
- Le plan normal de l’eau passe à peu près par l’axe du collecteur, avec des écarts d’environ 4 pouces (100 millimètres) en dessus et en dessous de ce niveau moyen.
- Les avantages revendiqués par l’inventeur en faveur de la chaudière Brotan sont les suivants.
- 10 Elle ne comporte pas de rivures exposées au feu ni de parois planes du foyer demandant a être armées par des entretoises et des bielles de suspension. On évite ainsi tous les inconvénients du foyer de locomotive ordinaire;
- 2° Le système des tubes à eau verticaux, avec l’arrivée d’eau à la partie inférieure, crée une circulation active, facilite l’ascension rapide des vésicules et transmet la chaleur d’une maniéré très efficace à travers les parois qui n’ont que 3/16 de pouce (4.7 millimètres) d’épaisseur, la sorte, la prompte vaporisation est assurée;
- 3° La circulation active de l’eau rend la formation de tartre impossible, surtout dans les tube
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- m
- •I
- Fig. 38,
- Chaudière à tubes d’eau Brotan
- 1
- IA
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- d’eau; de plus, les tubes peuvent être nettoyés facilement et complètement, d’en haut et d’en bas avec des brosses métalliques, ce qui augmente la sécurité de fonctionnement;
- 4° Bien que la chaudière soit d’un plus petit diamètre que celle du type ordinaire, on peut la munir d’un plus grand nombre de tubes à fumée. En outre, la surface de chauffe directe, qui est beaucoup plus active, est de 50 p. c. plus grande que dans la chaudière ordinaire. Par conséquent la chaudière Brotan a une plus grande surface de chauffe sans augmentation du poids ni de la surface de grille, elle assure une meilleure combustion du charbon et augmente la puissance de vaporisation;
- 5° Les difficultés qui se présentent dans le foyer ordinaire, lorsque la pression de vapeur est augmentée, n’existent plus ici, et une explosion de la chaudière de locomotive est une chose pour ainsi dire absolument impossible;
- 6° Au point de vue de la dépense d’établissement, la chaudière Botan coûte environ 20 p. c. moins cher que la chaudière ordinaire; l’entretien est beaucoup moins coûteux aussi, et si une avarie se déclarait dans l’un des tubes, malgré la pression de 750 à 900 livres (52.7 à 63.3 kilogrammes par centimètre carré) sous laquelle ils ont été essayés, on peut le renouveler en quelques heures, en le coupant avec un burin, en haut et en bas, de l’intérieur du foyer. Le nouveau tube est également mis en place de l'intérieur du foyer. La nécessité de remplacer l’ensemble des tubes d’eau ne s’est pas présentée depuis cinq ans que ces chaudières sont en service. Si les tubes cintrés sont mis en approvisionnement, les anciens peuvent être retirés et les nouveaux montés dans un délai de deux semaines.
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- ANNEXE III.
- Instructions pour la conduite des machines munies de surchauffeurs Schmidt sur le « Lancashire & Yorkshire Railway ».
- G <? f
- Fig. 39. — Lancashire & Yorkshire Railway.
- Instructions pour la conduite des machines munies de surchauffeurs Schmidt.
- A. . .
- B..........
- C..........
- D..........
- Schéma du graisseur mécanique :
- — Graisseur.
- = Poignée de l’appareil de rechargement. = Chambre à huile.
- = Ecrou à oreilles.
- E. .
- F. .
- G. .
- = Poignée de manœuvre du graisseur.
- = Robinet d’épreuve.
- = Tuyaux à huile.
- 1. - Avant le barrage, il faut ouvrir les robinets d'épreuve F du^q” £ b«»e à fumée et sur les sablières d'avant des deux cotes. pour * “*“rre lv:cr(ia tl oreilles D du remplis d’huile. En cas d’insuffisance en un point quelconqu , . Puis on ferme les
- graisseur et on tourne la poignée E à gauche jusqu’à ce que 1 hui e app Le méca.
- robinets d’épreuve, on donne un nouveau quart de tour au graisseui nicien devra s’assurer en particulier de l’observation de cette prescrip
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- 2. — S’il s’est introduit de l’air dans la distribution d'huile, il faut vider l’huile et recharo-er la pompe.
- 3. — Pour charger le graisseur, il faut remplir d’abord la chambre à huile C, relever ]a poignée B placée au bas du graisseur, desserrer l’écrou à oreilles D du haut et tourner la poignée E à droite jusqu’à ce que toute l'huile soit aspirée hors de la cl) ambre à huile C. Puis on serre l’écrou D et on rabat la poignée B dans sa position la plus basse.
- 4. — Il faut que les cylindres soient bien réchauffés et que les robinets purgeurs restent ouverts jusqu’à ce que la température dans la boîte à tiroir atteigne environ 400°Fahr. (205° C.) à ce moment on pourra fermer les purgeurs.
- 5. — Les ressorts des soupapes de rentrée d’air feront l’objet d’une attention spéciale ; on veillera à ce que les purgeurs des cylindres fonctionnent librement.
- 6. — En marche. — La température de la vapeur dans la boîte à tiroir doit être en moyenne de 600° Fahr. (315° C.) ; on veillera à ce qu’elle ne dépasse pas 660° Fahr. (349° 0.). On pourra régler cette température soit à l’aide du levier de manœuvre de l’étouffoir, soit au moyen d’un volant placé dans l’abri,
- 7. — Le levier de manœuvre de l’étouffoir doit être amené dans la position de fermeture quand le régulateur est fermé, et réciproquement. Cette règle ne s’applique pas si la machine est munie d’un mécanisme automatique pour l’ouverture des volets de l’étouffoir.
- 8. — Dès que le régulateur est fermé, il faut ouvrir les compensateurs de pression tant que la machine continue sa route à régulateur fermé ou s’arrête, après quoi on peut les fermer pour le prochain démarrage.
- 9. — Pour démarrer, il ne faut pas ouvrir le régulateur trop brusquement.
- 10. — Pour éviter les patinages, il faut relever les coulisses dès après le démarrage et conduire à l’aide du mécanisme de changement de marche.
- 11. — Il ne faut pas dépasser le cran d’admission 1 1/2 ; pour le réglage ultérieur de la marche on s’aidera du régulateur.
- 12. — Le mécanicien peut toujours dire si le graisseur fonctionne bien, en surveillant les mouvements de la poignée E.
- 13. — Si la température de la surchauffe descend brusquement, il y a des entraînements d eau et la chaudière demande à être lavée.
- 14. — A Varrivée. — Chaque fois que la machine rentre au dépôt, il faut nettoyer les tubes a fumée du surchauffeur avec le ramoneur de tubes ; cette opération s.e fera de l’extrémité arriéré et au besoin de l’extrémité avant.
- 15. — Immédiatement après chaque voyage, on remplira le graisseur avec de l’huile spe
- ciale pour surchauffeurs et on retirera la poignée E pour éviter toute acte de malveillance ou d’imprudence. ' c '
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- ANNEXE IV.
- [1139] ---------
- y du visiteur.-...
- Chemin de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest.
- C.M.E.
- 56
- Chaudière de locomotive n° 10. Classe À. Actuellement sur la locomotive : 10. Visitée aux ateliers de Fremanlle, le 19 février 1904,
- Nom du fournisseur :
- Beyer Peacock & Co., Limited Manchester.
- Numéro Date
- du de la plaque
- fournisseur : du fournisseur :
- 2651. 1885.
- Date
- de la mise en service 6 juillet 1885.
- 1. Timbre d’origine : 130 livres par pouce carré (9.Î4 kilogrammes par centimètre carré).
- 3. Date de la dernière visite : 7janvier 1904.
- 5. Pression de marche au moment de la visite : Néant.
- 2. Date du dernier essai : 2 septembre 1901.
- 4.
- Date du dernier renouvellement de l’enveloppe et du dernier retubage de la chaudière : Enveloppe renouvelée le 2 septembre 1901.
- Dernière pression approuvée et date : 120 livres par pouce carré (8.44 kilogrammes par centimètre carré) le 14 juillet 1903 : néant le 21 janvier 1904.
- 7. du foyer : Bon.
- h de la boîte à feu : Bon.
- 9. de l’enveloppe du foyer : Corrodée autour des entretoises.
- 10. de l’enveloppe de boîte à feu : Bon.
- d. du corps cylindrique à l'intérieur : Légèrement piqué.
- 12. du corps cylindrique à l’extérieur : Bon.
- 13. des tubes -.Bon.
- 14. des lames d’eau : Bon.
- 15. des entremises (toutes) : Bon.
- 16. des bouchons de lavage ou autoclaves : Bon.
- 17. des bouchons fusibles : Bon, type normal.
- 18. du manomètre; nom du fabricant : Bon. Bourdon. n° 8640. 9 décembre 1903.
- 19. des soupapes de sûreté; type ; Bon. Levier et ressort.
- 20. des accessoires de la chaudière : Bon.
- ~1- CorPs cylindrique : sj16 de pouce (7.9 millimètres) dans les régions piquées, le long de la partie inférieure.
- 3h de pouce (9 5 millimètres) d’épais-seur moyenne.
- Enveloppe de boîte à feu : sjg de pouce (9.5 millimètres) d’épaisseur générale.
- 23:
- Foyer : pouce (12. 7 millimètres) d1 épaisseur
- générale.
- 24. Tubes : Age : Divers. Métal : Laiton, partout. Nombre de tubes rapiécés : . . . .
- Date du rapiéçage ; . . . .
- Poids minimum : llllivres (77.6 kilogrammes).
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- Chaudière de la locomotive n° 10. Classe A. Actuellement sur la locomotive : 10. (Suite)
- 25. Décrire en détail les pièces ou doublures posées en un point quelconque de la chaudière.
- (à l’échelle) des nouvelles pièces, avec les dimensions, le métal, le nom et la marque mode et la date de fixation :
- Nouveau foyer en cuivre complet Nouvelle enveloppe de boite à feu, en fer Loto Moor . . . . . > Avril 1897.
- Nouvelle plaque tubulaire de boîte à fumée........................;
- Une pièce de 2 pieds 9 pouces (838 millimètres) de longueur sur 1 9 pouces (229 millimètres) posée à la partie inférieure de la virole 1 ^ février 1904
- d'avant du corps cylindrique. Métal : fer Farnley de 7/i6 de pouce (
- (11 millimètres). ]
- Donner un croquis du'fournisseur ie
- Fig. 40. — Chemins de fer du gouvernement de l’Australie de l’Ouest.
- Pièce en fer Farnley de 7/i6 de pouce (11 millimètres) fixée par des rivets espacés de 1 3/4 pouce (44 millimètres).
- 26. Décrire en détail les avaries de la chaudière ou des accessoires : La plaque tubulaire de la boite à fut** est corrodée sur la surface intérieure, aux trous de tubes, à 3l2e de pouce (5 millimètres) de profond# > il existe aussi des sillons de 3j ic de pouce (5 millimètres) le long du bord inférieur. Le corps cy i, a des pustules de 1js de pouce (3.2 millimètres) de profondeur en quelques points, à la partie ^ (i . L’enveloppe de foyer est corrodée à :l/w de pouce (1.6 millimètre) de profondeur autour de y1 ^ entretoises. La plaque d’arrière du foyer se crique à l’origine de l’arrondi, sur les deux 1 criques ont 12 pouces (305 millimètres) de longueur, mais il n’y a pas encore de fuites. U eso*s criques superficielles entre les trous de tubes dans la plaque tubulaire du foyer, —
- 27. Réparations recommandées : Néant.
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- Chaudière de la locomotive n° 10. Classe A. Actuellement sur la locomotive : 10. (Suite.)
- 03 Réparations effectuées, date de leur achèvement : Toutes les fermes du ciel retirées et le ciel d%i foyer nettoyé. Pièce de 2 pieds 9 pouces (838 millimètres) de longueur sur 9 pouces (229 millimètres) de largeur posée sur la partie inférieure de la virole d'avant du corps cylindrique (voir le croquis). Chaudière retubée avec des tubes entiers. Accessoires de la chaudière revus, manomètre et soupapes de sûreté essayés Chaudière essayée.
- Terminé le 19 février 1904.
- 09 pression de marche recommandée : 120 livres par pouce carré (8.44 kilogrammes par centimètre carré).
- 30. Chaudière dépouillée de son enveloppe et essayée à l’eau chaude le 19 février 1904 sous 180 livres par pouce carré (12.66 kilogrammes par centimètre carré).
- Chaudière dépouillée de son enveloppe et essayée à la vapeur le 19 février 1904 sous 130 livres par pouce carré (9.14 kilogrammes par centimètre carré).
- Nota. — Si la chaudière n’est pas dépouillée de son enveloppe, on biffera ces mots : de même si elle est simplement visitée et non essayée, on ajoutera les mots : « non essayée »,
- Toutes les parties de la chaudière seront visitées attentivement et on ne négligera rien en signalant ce qui mérite de l’être pour une raison quelconque.
- .........................., visiteur des chaudières.
- (Signé) E. A. Evans, chef d’atelier.
- C. Groves, chef-chaudronnier.
- 22 /écrier 1904.
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- ANNEXE Y.
- Nettoyage mécanique des chaudières, système Hulburd (ci-devant Hornish) breveté.
- Dans les réponses concernant la vidange sous pression des chaudières, le « North Eastern Raiïway », F « Eastern Bengal State Raiïway » et les « Central South African Railways » disent qu’ils font usage de l’appareil Hornish, dont nous donnons ci-après la description.
- Cet appareil, dont la figure 41 montre la disposition d’ensemble, comporte certains dispositifs placés dans le corps cylindrique et les lames d’eau et servant à évacuer les dépôts à l’aide de robinets d’extraction et de vidange. Un bac est fixé dans le corps cylindrique, en travers de l’axe longitudinal de la chaudière, un peu au-dessous du niveau de l’eau et en arrière de la plaque tubulaire de la boite à fumée. Il est muni, sur le côté gauche, d’un écran (fig. 41) qui renvoie les dépôts vers la partie inférieure du bac. A l’intérieur de celui-ci se trouve un tuyau muni de trous verticaux à l’extrémité de petites tubulures placées sur sa face inférieure. Ce tuyau communique avec un autre tuyau qui règne dans toute la longueur du corps cylindrique et va rejoindre un robinet d’extraction ordinaire monté sur la plaque arrière du foyer dans l’abri. On dit que le bac recueille une forte proportion des dépôts de la chaudière, qui sont aspirés par les trous verticaux et rejetés au dehors par le robinet d’extraction. Un dispositif assez analogue est prévu sur le cadre du foyer, mais ici l’emploi d’un bac spécial est inutile ; la surface supérieure du cadre et les plaques parallèles que ce cadre réunit en tiennent lieu. Le tuyau collecteur est en deux moitiés et repose sur le cadre (voir fig.'41a) ; chaque moitié communique avec un robinet de vidange monté dans la face avant de la boîte à feu, et on dit que les dépôts, qui s’amassent à la partie inférieure des lames d’eau sont évacués d’une manière satisfaisante, grâce à ce dispositif.
- L’emploi de ce système ne permet pas de se dispenser des lavages périodiques, mais on prétend que ceux-ci peuvent être beaucoup plus espacés.
- Pour que ces appareils empêchent les accumulations de dépôts, il faut ouvrir les robinets d’ex traction toutes les quelques heures pendant que la chaudière est sous pression ; les robinets de vidange sont mis en action après le parcours, avant la rentrée de la machine au dépôt.
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- Hobltwt. do virfnngo. — Disch irgo j>ij>os s= Tuyaux Me décharge. — liront. Tube Pinte = Plaque tubulaire d’avant. — Firebox back » Face arrière de boite à l'eu. — BIow oif cock fîange = Bride du robinet de vidange. — Side Elévation = Élévation latérale. — Front Elévation = Élévation d’avant. .— Foundation Ring =? Cadre du foyer. — Longitudinal Stays = Fntretoises longitudinales. — Dry pipe. = Tuyau de prise de vapeur.
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- Side élévation
- Coupe AB. Coupe CI). Coupe longitudinale de l’écoulement.
- Fig. 41. — Extracteur Hulburd (Hornish).
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- ANNEXE VI.
- Eaux d’alimentation dans l’Afrique australe.
- Mr H. M. Beatly, ingénieur en chef de la traction des chemins de fer du gouvernement du Cap nous a fourni les renseignements intéressants ci-après sur les eaux d’alimentation dans les colonies sud-africaines :
- « La qualité de l’eau employée pour l’alimentation des locomotives dans ce pays est extrêmement variable; très bonne en tel point, elle est très mauvaise en tel autre. Elle varie aussi avec les saisons et, à l’intérieur des terres, avec l’abondance des pluies. D’une manière générale, l’eau que l’on trouve dans un rayon de 150 milles (240 kilomètres) autour des ports maritimes est bonne toute l’année, excepté dans les années de sécheresse où l'eau extrêmement dure des nappes souterraines contamine ce qui reste d’eau fraîche dans les rivières et la rend très impropre pour les usages de la locomotive. Ces conditions défavorables cessent d’exister dès que la pluie commence à tomber. Au delà de la zone de 150 milles (240 kilomètres) depuis la côte, on entre dans le haut veldt et l’aride karroo où l’eau est, en général, très dure, à l’exception de l’eau de pluie que nous recueillons dans les réservoirs; encore, en temps de sécheresse, se contamine-t-elle à un tel point qu’elle devient très mauvaise pour l’alimentation des locomotives. Lorsque les pluies-surviennent, tous les réservoirs se remplissent d’eau fraîche et la difficulté disparaît. Au nord des frontières de la colonie du Cap, dans le protectorat du Bechuanaland, le Transvaal et la colonie d’Orange River, qui sont plus ou moins des régions de pâturages, l’eau est généralement assez bonne pour les usages de l’alimentation des locomotives, sauf en temps de sécheresse. Dans la Rhodésie, pour autant que je connais le pays, l’eau est généralement très bonne pour cet usage. Nous remorquons des trains directement de Mafeking à Bulawayo, soit sur une distance de 500 milles (805 kilomètres), sans changer de locomotives, et souvent les machines reviennent après un battement de quelques heures à Bulawayo, ayant fait un parcours de 1,000 milles (1,610 kilomètres); c’est un résultat que Ton ne pourrait pas obtenir sans une eau de bonne qualité. »
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- | 621 .153.5 & 621 .153.7 ]
- EXPOSÉ N* 9
- (Russie)
- Par N. ANTOCHINE,
- INGÉNIEUR TECHNOLOGUE ET DES VOIES DE COMMUNICATION,
- MEMBRE DU CONSEIL TECHNIQUE DU MINISTÈRE DES VOIES DE COMMUNICATION DE RUSSIE.
- LITTÉRA A.
- Chaudières avec tubes à fumée; conditions d’établissement et d’entretien des tubes et des plaques tubulaires.
- En Russie, le ministère des voies de communication régit, conformément à la loi, la construction, l’aménagement, l’entretien, etc., des chemins de fer; pour cette raison, il est de règle que le choix des types de matériel roulant est laissé à sa compétence. Cet organisme s’efforce d’uniformiser autant que possible les types du matériel roulant; pourtant il autorise des dérogations aux types qu il a adoptés, mais seulement dans des cas dûment motivés. Grâce à cette particularité, la plus grande partie des réponses aux questions contenues dans le programme se rapportent à un seul et même type appelé type normal. Ce type de locomotive est destiné à travailler dans des conditions très diverses et dans des climats différents, il est alimenté au moyen d’eau de diverses provenances et de combustibles différents, avec des procédés divers d’entretien et de surveillance. Une petite partie des réponses seulement se rapporte aux derniers types de locomotive moderne, — un ou deux, lypes de locomotives à marchandises, deux ou trois types de locomotives à voyageurs.
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- Un questionnaire détaillé a été adressé à trente réseaux d’Etat ou privés. et un réseaux dont les réponses sont résumées ci-après ont répondu à ce questionnaire.
- Question \. — Quel type de chaudière employez-vous : Belpaire ou à berceau cylindrique t Prière d'envoyer des dessins de vos derniers types normaux.
- La figure 1 représente la chaudière du type normal de locomotives à marchandises à quatre essieux couplés et la figure 2, la chaudière de type renforcé applicable aussi bien aux locomotives à marchandises 1-4-0 qu’à celles à voyageurs 2-3-0. Cette dernière chaudière commence à être largement employée.
- Les ciels des boîtes à feu des deux chaudières sont plans et réunis aux berceaux par des tirants Belpaire. Dans la deuxième chaudière le berceau, également plan, présente les deux particularités de construction suivantes :
- Les deux rangées de tirants les plus voisines de la tôle tubulaire sont à dilatation, et, en outre, une partie du ciel est rattachée aux parois latérales au moyen de boulons (tirants), obliques.
- La consolidation du ciel des locomotives à voyageurs des derniers types est analogue à celle des deux types susmentionnés.
- Parmi les anciens types il se trouve encore des ciels de foyers ou des berceaux cylindriques; par exemple aux locomotives Baldwin, construites en 1897, où une partie des tirants d’entretoisement du ciel étaient disposés radialement; mais à l’occasion du renouvellement du ciel de foyer, on le fit plan et les tirants furent disposés verticalement.
- Les figures 3 à 3 représentent la chaudière de la locomotive à voyageurs nouveau type 4-2-2. ,
- Au point de vue de la forme, cette chaudière ne se distingue que par la coupe de biais du bas du foyer. L’entretoisement du ciel est réalisé par des tirants Belpaire.
- Question 2. — Si vous .employez des chaudières à berceau cylindrique,, m-mez-vous les ciels de foyer au moyen de fermes ou d’entretoises radiales ? Veuillez, indiquer les avantages, particuliers que vous reconnaissez à chacun des deux types «
- Trois réseaux possèdent un assez petit nombre (de 10 à 36) de locomotives avec ciel de la boîte à feu cylindrique et entretoisement par tirants disposés radialement) ces tirants sont remplacés, sur l’un des réseaux, par des boulons verticaux ; les deux autres conservent les entretoises radiales et en obtiennent un service tout à fait satisfaisant.
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- A l’arrière de la boîte à feu : sur cette hauteur, à l’extérieur,
- le rayon passe de 163 à 115 millimètres.
- A l’avant du foyer, même chose.
- Les autres inscriptions sont relatives à l’espacement des rivets. Exemple, à la porte de chargement, 28 divisions de 49.6.
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- 229 tubes à fumée; diamètre extérieur, 51 millimètres; diamètre intérieur, 46 millimètres. Les mesures sont marquées en millimètres,
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- Question 5. — Avez-vous des locomotives munies de foyers cylindriques ? Si vous employez ce type, prièredejoindre des dessins et d’indiquer les avantages ou les inconvénients inhérents à l’adoption de ce mode de construction du foyer.
- Les foyers, cylindriques ne sont pas employés en Russie.
- Une seule chaudière avec foyer en tube du système Brotan est en service sur une locomotive à marchandises 0-4-0 n° 447 de la ligne Moscou-Kazane; et une autre chaudière de ce système sera montée à une locomotive 2-3-0 de la même ligne ; la locomotive n° 447 est en service depuis juillet 1907, soit pendant un an et demi, donc depuis relativement peu de temps; elle est alimentée d’eau ayant de 6 à 17.5° allemands de dureté. Le lavage s’en fait après des parcours de 1,100 à 1,200 verstes (1,173 à 1,280 kilomètres); néanmoins en un service de huit mois il s’est formé une couche d’incrustation de 1 à 2 millimètres d’épaisseur, très adhérente. Par suite de l’accumulation des incrustations l’un des tubes a manifesté une bosse; il fat renouvelé en un jour. La vapeur obtenue est plus humide que celle fournie par la chaudière du type normal des locomotives; mais pourtant l’économie de combustible atteint 10 à 15 p. c., à en juger par le parcours de 25,567 verstes (27,279 kilomètres) accompli en huit mois. Le travail de cette chaudière paraît économique et plein de promesses.
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- Les Jign«s 4u.Sud-Est possèdent .3 locomotives :,nosi6Æ5<et ,708, type 0-d-d munies de chaudière système Brotan. Ges deux machines sont, depuisHafin de€907, en service régulier. Au l»1- février 1900 elles .avaient accompli .des parcours de 37,098 et 37,001 verstes (39,583 et ,39,480 tkilomètres). La dépenserau charbon de ces deux locomotives ainsi que des locomotives normales de même type «est Indiquée au tableau suivant :
- — Par train-verste, .en kilogrammes., Par train-kilomètre, •en .kilogrammes,» Par wagon-verste, en kilogrammes., Par wagon- LUomètre. en .kilogrammes.
- iLeeoraotivc h° 67.5,. . , . . . . j .26.5 ÿ V . :g4.S5 \ . 0.708 • >0i66:4
- Locomotive n° 708 28.5 26.3 0.736 1 0.69
- ( de . . . . . Locomotive normale j 2S.75 26.94 0.736 0.69
- (ïà *, . 80.7 l • t !26iS' - i : 0.792 : : 0.742 : :
- ‘Le nettoyage des tubes bouilleurs se fait par les regards sans aucune difficulté ; l’eau d’alimentation des chaudières est dure c'est-à-dire compte de 35 à 70° de dureté.
- Question 4. — Avez-vous des chaudières munies 'de chambres de combustion ? 'Le cas échéant, • prière de joindre -des dessins et deidire quels sowtdes'résUltats-que vous avez obtenus avec-ce mode de construction. ! >i-i!
- Les chemins de fer russes ne possèdent aucune locomoti ve dont la chaudière 'ait une chambre de combustion. Depuis le milieu de 1908, Irais locomotives appartenant à des réseaux différents sont munies d’une voûte en briques d’origine américaine.
- Question S. —.Avez-vous construit des chaudières .dont les-foyers ne sont tpas .en cuivre ? L,e cas échéant, quels ont été les résultats obtenus, relativement à ceuço des Jayers en cuivre du .même. genre de construction ?
- Des boîtesà .feu en fer (parois latérales) sont largement employées eur la ligne de Vladicaucase.(sur:809 machines, dOf en.sont pourvues) ;jusqu!àprésent les résultats sont bons, mais remploi d’eau,dure occasionne des corrosions,dans les télés,de for. ;
- Huit autres administrations emploient, à titre expérimental, leiferipour les boites >, a feu, en partie sous forme de tôles pleines, en partie sous forme de tôles tubulaires ; °o de tôles arrière du foyer. Les résultats de ces expériences sont divers, c’est-à-dire
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- bons sur les réseaux où les eaux n’ont pas plus de 20° de dureté et mauvais là où les. eaux ont de 20 à 90°. Les parois en tôle exigent plus de surveillance que celles en-cuivre, à cause des fuites aux tubes à fumée. Dans le but d’éviter ces fuites, deux administrations expérimentent l’intercalation de minces bagues en cuivre, (de 1 à 1 1/2 millimètre), placées entre la tôle tubulaire et le tube à fumée ; jusqu’à présent les résultats sont indécis.
- Question 6. — Quelles sont la. forme et les dimensions que vous trouvez les plus convenables pour la porte du foyer ? Employez-vous une porte spéciale ou un autre moyen spécial pour l’admission de l’air ? Employez-vous un cadre ou des pinces embouties pour assembler la plaque du foyer avec la façade arrière de la chaudière ? Dans le premier cas, comment le cadre est-il attaché?
- Les ouvertures de chargement employées sont en majorité de deux formes ou ronde ou rectiligne avec les coins arrondis. De nombreux réseaux préfèrent la porte sans cadre spécial (Webb) ; d’autres, des ouvertures avec un cadre dont l’épaisseur, comptée parallèlement à l’axe de la chaudière, ne dépasse pas 50 millimètres. Cette dernière forme rend le grattage des incrustations des parois, le plus facile.
- Sur les lignes où l’eau d’alimentation des chaudières est dure, on applique, lors des grandes réparations des chaudières, des ouvertures de foyer rapportées de configuration spéciale, ainsi qu’il est indiqué aux figures 6 à 8.
- Le cadre de cette porte est assez éloigné de l’action du feu pour que les rivets qui unissent les tôles à l’anneau conservent bien leur étanchéité.
- Les portes de foyer employées sont de deux types :
- à) à un ou deux battants, ou rondes avec un diamètre de 380 millimètres ou encore ovales avec D' = 290 millimètres et D" = 420 millimètres ;
- b) glissantes vers les deux côtés avec ouverture rectangulaire.
- On n’emploie pas l’admission d’air supplémentaire au moyen de petites portes complémentaires, dans la chauffe au bois et au charbon. Dans la chauffe aux résidus de pétrole, les portes employées pour la chauffe au charbon sont bouchées et l’air accède au foyer par le bas, au travers des portes du cendrier. Il traverse au préalable des briques chauffées qui recouvrent en partie les parois de cuivre de la boîte à feu et qui font office de barreaux de grilles. Ces dispositions des briques et d’accès de l’air varient avec, le mode de construction des appareils employés pour la chauffe aux résidus de pétrole. La liaison des tôles de la boîte à feu intérieure avec Texte-rieure se fait exclusivement au moyen d’un cadre; les liaisons par bords retrousses (emboutés) ne sont pas employées. — Le mode de liaison est visible dans figures.
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- Fig. 6. — Coupe longitudinale du foyer et vue de la paroi latérale gauche de la boite à feu.
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- Question 7. — Quelle est la proportion entre la surface totale de la grille, les vides entre les barreaux et la surface totale des tubes ? Avez-vous des chaudières munies de grilles à secousses ou à jette-feu ?
- Les chemins de fer russes emploient divers genres de combustibles : les résidus de pétrole, le pétrole brut, le charbon de terre, l’anthracite, le lignite et le bois.
- Les résidus de pétrole et le pétrole brut n’exigent nullement l’emploi d’une grille et 1’emplacement de celle-ci est par conséquent garni de briques disposées de diverses façons.et avec des conduits d’air de dispositions variées. La grandeur de ces conduits est, dans les divers systèmes de chaulfe au pétrole, approximativement de 0.3 à 0.15 de l’aire primitive de la grille. L’aire du passage dans les tubes à fumée reste la même.
- Dans les locomotives chauffées au charbon ou au bois, la surface des entrées d’air comparée à celle de la grille varie avec l’espèce de combustible et la qualité du charbon, de 57 à 26 p. c., le plus grand de ces chiffres se rapporte au bois et au lignite.
- Le rapport de l’aire de passage dans les tubes à fumée à celle de la grille est de 0.22 à 0.08.
- Les grilles oscillantes ou basculantes ne sont utilisées que sur la ligne de Perm, employant du charbon ayant 8 à 12 p. c. de cendres et 4 àt6 p. c. de soufre.
- Ce réseau estime que les grilles oscillantes sont d’un emploi commode et qu’elles procurent une économie de combustible de 3 à 5 p. c.
- Question 8. — Dans les très longues chaudières, employez-vous un genre quelconque de support intermédiaire pour le corps cylindrique ?
- On emploie toujours des supports pour le corps cylindrique des chaudières; ces supports sont le plus souvent permanents ou plus exactement rigides, fixés invariablement aux tôles du châssis de la locomotive. Des supports en tôle mince et pouvant fléchir pour suivre la dilatation de la chaudière sont aussi employés, mais dans un but expérimental seulement; ces essais n’ont donné que de bons résultats.
- Question 9.' — Quel est le type de plaque tubulaire d’avant dont vous munissez vos chaudières : plaque emboutie s’ajustant sur la virole d’avant ou plaque avec prolongement s’assemblant sur l’enveloppe ?
- Dans les dernières locomotives des divers types, la plaque tubulaire avant est généralement cylindrique avec un bord rabattu. Cette plaque, ou bien se met en
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- plaee, grâce à-ses bords rabattais, à • Jfjâtérieiir -,.da -icorps -^imdri'qwe :de la jch&u-<hère, ©w'bien elle est fd’um diamètre supérieur â oekiiideda chaudière, de iaçon à augmenter le volume de la boîte à fumée et dans ce cas, elle se raccorde au'ôrwcps cylindrique de la chaudière par une cornière.
- Une autre forme non cylindrique de la plaque tubulaire de boîte à fumée était fréquemment employée dans les anciennes locomotives et il n’existerait aucune raison de ne pas la reprendre dans l’avenir, si la disposition des autres pièces de la locomotive pouvait en tirer un avantage.
- Question 10. — Quel métal employez-vous pour vos tubes ? Indiquez les raisons de l'adoption du métal ou de Valliage dont vous faites usage.
- Les tubes à fumée se font exclusivement en fer homogène.
- Cette matière beaucoup moins coûteuse que les laitons fait un service tout à fait satisfaisant, n’exige aucun entretien spécial et, au point de vue de la conductibilité, ne diffère pas pratiquement du laiton.
- Question 11. — Quelles sont les dimensions des tubes employés dans votre type normal de chaudière, y compris Vépaisseur à chaque extrémité ? , .
- Les tubes à fumée des Chaudières des dernières locomotives construites ont en général un diamètre extérieur de 51 millimètres, mais parfois aussi de 45 millimètres; -du* côté de la boîte à feu, fis sont rétrécis â 45 (40 millimètres) et du côté de la boite à fumée sont élargis à 53 millimètres (47 millimètres). Uns parois des tubes ont presque toujours 2 1/2 millimètres et seulement rarement 3 millimètres, bu côté de la boîte à feu, les rtûbes sont fréquemment raboutés de cuivre rouge d’épaisseur de 3 millimètres, parfois de 4 millimètres et très rarement de 5 ; du côté de la boîte à fumée, ils ne sont pas raboutés.
- Question 12. —Quelle méthode employez-vous pour Vemmanchement des tubes clans, les plaques tubulaires de vos chaudières ? Veuillez donner une description.,.avec croquis,-,des.machines ou appareils spèciaux employés pour cet usage. Les tubes sont-ils mandrinés dans un ordre particulier quelconque?
- Les tubes récemment employés sontTixés dans la chaudière au moyen d’un appa-red àmandriner. Les particularités de1 la pose résultent de l’examen de1 la figure D.
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- La fixation des vieux tubes manifestant des fuites, se fait au moyen d’un appareil spécial à mandriner, soit au moyen d’un matoir. L’appareil à mandriner est représenté figure 10.
- Fig. 9.
- Mandrins.
- Du côté de la boîte à fumée, les tubes sont toujours en contact immédiat avec la plaque tubulaire.
- Du côté de la boîte à feu, le contact est, soit immédiat, soit avec intercalaires de deux espèces.
- Comme intercalaires, on emploie soit un mince tube de 1 à 1 1/2 millimètre de cuivre rouge, dont la longueur est plus forte que l’épaisseur de la plaque, soit trois anneaux soudés de cuivre rouge, pour lesquels trois rainures sont pratiquées dans la plaque tubulaire; dans les deux cas, le tube est serré contre la plaque tubulaire au moyen de l’appareil ordinaire à mandriner. Les intercalaires des deux espèces ont pour but d’éviter les fuites des tubes. Les dessins des appareils à mandriner et des matoirs sont suffisamment clairs pour que toute description en soit superflue.
- Question 13. — Avez-vous expérimenté des tubes Serve? Le cas échéant, prière de donner des renseignements sur votre expérience.
- Les tubes « Serve » sont à l’essai sur la ligne Varsovie-Vienne et ont donne une certaine économie en combustible; aucune observation n’a été faite à d’autres points de vue. Les autres réseaux n’emploient pas ce tube.
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- Fig. 10. — Appareil à mandriner « Jarrow
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- Question 14. — Avez-vous à vous plaindre
- a) de corrosions des tubes en acier ou en fer ?
- b) d'usure excessive ou de cassures de tubes en cuivre ou en laiton contre la face inté-
- rieure de la plaque tubulaire en cuivre?
- Quels moyens employez-vous pour combattre ces défauts ?
- Avez-vous essayé des tubes en acier ou fer galvanisé et, s'il y a lieu, quels ont été les résultats ?
- Les tubes à fumée en fer se rouillent et montrent des piqûres après un temps de service de cinq ans environ sur les lignes où l’eau est dure. Ce phénomène est considéré comme normal et on ne prend des mesures particulières que pour éviter des irrégularités dans le service des trains, pouvant provenir des défauts, même occasionnels, de la tubulure. Dans ce but, les tubes sont essayés à la pression hydraulique intérieure à 25 atmosphères, et parfois encore à une pression extérieure de 20 atmosphères. Les chemins de fer russes n’emploient pas de tubes en laiton, ou en cuivre.
- Question 1S. — Employez-vous des viroles dans les tubes? Le échéant, dans quel but, c’est-à-dire sont-elles destinées, par exemple :
- a) à assurer Vétanchéité du tube ?
- b) à protéger le bout du tube contre Vaction du feu ?
- Quelle conicité et quelle épaisseur donnez-vous à la virole ?
- Bouterollez-vous les extrémités de vos tubes et, s’il y a lieu, avec quels résultats? Si cette méthode a été essayée et abandonnée, quelle est la cause qui vous Va fait abandonner ?
- A quelle cause attribuez-vous les fuites des tubes dans le foyer ?
- Quels moyens employez-vous pour les combattre1
- On emploie parfois, mais rarement, des viroles intérieures aux tubes. Parfois, on en pose du côté de la boîte à feu, pour affermir le contact du tube et de la plaque, ou pour protéger les bouts des tubes contre la brûlure. De nombreux réseaux se refusent à employer des viroles, après avoir reconnu qu’elles ne satisfont à aucun des deux buts susmentionnés, et qu’au contraire elles facilitent l’accumulation de la suie et des cendres ténues près des bouts des viroles, et sont par conséquent nuisibles. On a expérimenté des viroles de diverses matières : en fer, en fonte, en cuivre rouge et en porcelaine. La forme des viroles est cylindrique avec une extrémité arrondie, facilitant le mandrinage. L’épaisseur des viroles est de 2 in à 3 millimètres.
- Le rabattage des extr émités des tubes à fumée se fait du côté de la boîte àfeu et est considéré comme un bon procédé de consolidation ; du côté, de la boîte à fumee, les extrémités restent parfois telles et dépassant de 25 millimètres le plan de la tôle. On laisse les extrémités droites quand on chauffe au bois, auquel cas, ces
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- extrémités ne; se brûlent pas1 dans la^ boîte à fumée; delà sorte, lbrs dîr remplacement de la tubulure, on peut* couper une partie du raboutage en-cuivre dü côté de la boîte à feu et poser à nouveau le tube sans avoir à ressouder un nouveau* bout de cuivre ou de fer.
- Question 16;. — Comment vos tubes sont-ils disposés dans la plaque tubulaire en rangéesvw-ticales ou horizontales ? Indiquez la raison de votre pratiqueQuel espacement donnez-vous! aux tubes ?
- Les chaudières de locomotives construites; en dernier lieu ont;toutes* lesstubes^ disposés en rangées.: verticales dans le but de favoriser l’ascension, des bullfesidie.
- Fig. 14.
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- vapeur engendrées sur la périphérie ; des exemples de la disposition des tubes sont visibles aux figures 1, 4 et 11. On remarquera sur ces figures, un certain manque d’uniformité, en ce qui concerne la disposition des tubes dans les angles supérieurs comparativement au milieu de la plaque; cette pratique a pour but d’empêcher l’apparition de fissures entre les trous des tubes, dans la plaque de boîte à feu, et d’agrandir la distance entre les trous. Il en résulte que la distance entre les tubes dans les dernières chaudières de locomotives russes est, soit normale, soit agrandie; la distance normale est employée suivant le dessin d’après lequel les tubes sont disposés. Les cas suivants se présentent : a) dans une direction, les axes des tubes sont éloignés de 66 millimètres; dans l’autre de 70.6 millimètres, c’est-à-dire qu’il existe entre les parois des tubes un intervalle de 15 ou de 19 y2 millimètres; b) dans une direction, de 61.8 à 64.8 millimètres et dans l’autre de 6.0.6 à 67 millimètres, c’est-à-dire que la distance entre les parois des tubes sera de 10.6 à 13.8 millimètres dans une direction et de 14.6 à 16 millimètres dans l’autre. L’accroissement de la distance est réalisé, non entre les parois des tubes, mais entre les trous, du côté de la boîte à feu ; une partie de ces trous ayant des diamètres de 47 et 48 millimètres sont diminués dans les angles jusqu’à 42 millimètres, en sorte que les intervalles entre les trous sont augmentés de 5 à 6 millimètres et atteignent 22, parfois même 24 millimètres.
- Question 17. — Employez-vous des pressions déplus de 12.66 kilogrammes par centimètre carré (180 livres par pouce carré) et, s'il y alieu, avez-vous été obligé de prendre des mesures spéciales en vue de ces pressions, notamment pour assurer Vétanchéité des tubes et pour entretenir la plaque tubulaire du foyer en bon état ?
- Des pressions supérieures à 12.66 kilogrammes jusqu’à 14 kilogrammes par centimètre carré 11e sont employées que sur les réseaux de Yladicaucase, Orient et la Chine, et Riazane-Ouralsk. Le premier de ces réseaux se déclare complètement satisfait de l’emploi de cette pression et n’a rencontré aucune difficulté ; le deuxième possède 8 locomotives timbrées à ce chiffre; on observe de fréquents bris d’entretoises, mais aucune difficulté n’est rencontrée en ce qui concerne l’étanchéité des tubes et la manière d’être de la tôle tubulaire; ces locomotives sont en service depuis deux ans sur la ligne de Riazane-Ouralsk et depuis huitans environ sur laligne de Yladicaucase.
- Question 18. — Avez-vous constaté qu’un espacement spécial quelconque des tubes ou des entre-toises a entraîné une diminution des incidents dus aux criques des angles de la plaque tubulaire ? Avez-vous essayé le martelage à froid de la plaque tubulaire en cuivre dans le but de Vècrouir et, s’il y a lieu, avec quels résultats ?
- Quels procédés employez-vous pour réparer les diverses avaries des plaques tubulaires ?
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- Dans les locomotives à marchandises, du type normal, construites avant 1893, la distance de l’axe de la rangée supérieure de tubes au bord rabattu de la tôle tubulaire était de 30 millimètres; dans les dernières machines[jde ce même type, cette distance a été portée jusqu’à 70 millimètres; la distance des rangées extrêmes latérales de tubes au bord rabattu vertical voisin a été aussi portée à cette valeur. Cette augmentation a pour but d’empêcher la production de fissures dans les congés de la tôle tubulaire ; elle a donné de bons résultats. La première rangée de tirants Belpaire se met à 200 millimètres de la tôle tubulaire et à 180 millimètres de la tôle arrière; les tirants de la première rangée sont parfois à dilatation ; ils sont fixés non au ciel de la boîte, mais à des pièces fixes attachées au berceau et permettant l’allongement vertical des boulons; la rangée des tirants articulés diminue également la production de fentes dans la tôle tubulaire. Les entretoises de la tôle tubulaire et de la tôle arrière se placent à 80 millimètres des parois latérales et ces distances sont en pratique depuis plus de quinze ans ; elles donnent une garantie suffisante contre les bris fréquents des tirants du ciel et des entretoises. Le martelage à froid de la tôle tubulaire en cuivre n’a jamais été pratiqué.
- Question 19. —Employez-vous une boîte à fumée allongée ? Le cas échéant, quels sont les avantages que vous en retirez ?
- Dans la locomotive compound de type normal, le volume de la boîte à fumée est de 10.5 fois celui du cylindre à basse pression; dans les dernières locomotives compound ce rapport atteint 11.
- Dans les locomotives tandem-compound, ce rapport est notablement plus grand et atteint, de même que dans les machines à cylindres ordinaires, de même diamètre, à vapeur surchauffée, dix-sept fois le Volume d’un cylindre. Il existe ainsi trois genres de rapports.
- De tous ces types de locomotives, les plus grandes dimensions de la boîte à fumée sont : D = 1712 et L = 1541. On n’a pas constaté sur les chemins de fer russes, qu une boîte à fumée de grand volume eût une influence quelconque.
- Question 20. — Vos derniers types normaux de chaudières sont-ils munis d'un dôme de prise de vapeur, et s’ils n’en ont pas, quel dispositif employez-vous pour obtenir de la vapeur sèche?
- Toutes les chaudières de locomotives des derniers types sont munies d’un dôme à vapeur. Dans un but expérimental, on a monté à une chaudière, deux dômes réunis entre eux par une conduite commune, afin d’obtenir de la vapeur sèche, d’éviter des C0Ups d eau dans les cylindres et d’augmenter la réserve de vapeur de la chaudière.
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- L'adjonction d’un second dôme a donné les résultats, attend us en ce qui concerne les deux premiers/points, Leur emploi n’a pourtant pas été; généralisé, ils ont simple, ment conduit à augmenter te volume des dômes lors de la construction de nouvelles chaudières. I]n dôme unique*, de voiuipe double,, donne'néanmoins lieu à des projections d’eau plus abondantes que deux dômes réunis par conduites.
- Divers dispositifs sont essayés en vue d’obtenir de* la vapeur sèche; certains sont semblables à des ventilateurs, La vapeur doit circuler entre des ailes qui rejettent convenablement l’eau vers le bas de la- chaudière.
- Question 21. — Quelle matière employez-vous pour T enveloppe isolante de vos chaudières ? Les chaudières ont-elï’es une enveloppe à l'intérieur de Vàbri 1 Si vous avez fait des essais pour déterminer Ve fficacité relative de différents isolants, veuillez donner les détails et les résultats.
- Divers moyens sont employés pour garantir les chaudières contre le refroidissement, mais ce sont les moyens ordinaires :
- a) Une mince feuille métallique entourant la chaudière à une distance de 50 à 60 millimètres et réservant ainsi une couche d’air ;
- b) Même dispositif, mais dans l’intervalle, on ajoute une couche de feutre de 10 à 30 millimètres d’épaisseur;
- c) Encore le même système, mais outre le feutre,, une couche de bois* de 25 à 30 millimètres, d’épaisseur ;
- d) Le bois est parfois remplacé par une couche de liège comprimé, et le feutre par de l'amiante ou de la pâte à papier.,
- Dans la majorité des cas, le même système de protection de la chaudière est employé à l’intérieur et à l’extérieur de la marquise; un petit nombre de réseaux garnissent plus légèrement la chaudière à l’intérieur de la marquise.
- Les systèmes de protection, mentionnés ci-dessus, sont considérés comme suffisants et les administrations ne jugent pas nécessaire d’en expérimenter d’autres; l’une d’elles a employé une garniture en petites briques de magnésie, mais a du l’abandonner par suite du prix et de la difficulté de se procurer des briques de rechange.
- Question- 22. — Employez-vous un système de réserve de chaleur et, le cas échéant, quel avantage en retirez-vous ? ?
- A titre d’essai, deux systèmes d’accumulateurs de chaleur ont été employés :
- 1° Un deuxième dôme à vapeur réuni par une conduite au premier dôme conte nant la tête du modérateur;
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- 2° Un réservoir spécial contenant de l’ean aux mêmes température et pression que celle de la chaudière; la capacité de ce réservoir est de 1.45 mètre cube.
- Le dôme de vapeur supplémentaire, essayé sur la ligne de Libau-Romny, s’est montré avantageux :
- a) Au moment du démarrage; dans le cas du double dôme, il ne passe pour ainsi dire pas du tout d’eau de la chaudière dans les cylindres;
- b) Dans les fortes rampes, comme réserve de vapeur.
- Ces deux particularités., si utiles du dôme supplémentaire, n’ont pourtant pas une importance telle qu’on se résolve à compliquer la construction de la locomotive, et, pour cette raison, l’emploi du second dôme n’a pas été généralisé même sur cette ligne. Le réservoir d’eau supplémentaire peut, au gré du machiniste, être mis en communication avec la chambre à vapeur de la chaudière, la chambre d’eau ou l’injec-teur; il peut aussi être isolé. On commence par laisser échapper par i’injecteur, l’air du réservoir qui en est chassé par l’eau chaude arrivant de la chaudière. Si l’on ferme la communication du réservoir avec I’injecteur et qu’on le mette en communication avec les chambres d’eau et de vapeur de la chaudière, l’eau chaude du réservoir s’écoule d’elle-même dans la chaudière; si la réserve d’eau chaude du réservoir a été consommée avant que la locomotive aborde la rampe, le réservoir se comporte comme un second dôme de vapeur. Les essais ont été assez étendus ; la ligne de Moscou-Koursk l’a essayé dès 1896 avec des résultats très satisfaisants, en particulier, une économie de combustible montant à l’origine à 45 p. c. ; cette économie ne s’est pas maintenue en service courant. Le même fait s’est présenté sur les lignes de Perm,. Zlata-Quslovsk et Riazane-ûuralsk, qui onbfait l’essai de ce réservoir ; en sorte que, à l’heure actuelle, aucune généralisation n’en a été faite sur les réseaux d’Etat ou privés. Aucun système d’accumulateur de chaleur autre que les deux mentionnés n’est employé sur les chemins de fer russes.
- CONCLUSIONS.
- La tendance nettement indiquée actuellement sur les chemins de fer russes, en ce qui concerne les chaudières de locomotives, est :
- 1° Généraliser (uniformaliser) tant au point de vue constructif qu’au point de vue des dimensions ;
- 2’ Consolider le ciel au moyen d’entretoises du système Belpaire;
- 3° Entretoisement du berceau de la boîte à feu sans barres transversales;
- 4° Substitution de l’acier doux au cuivre pour les boîtes à feu, bien que la Majorité des lignes emploie encore le cuivre;
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- 5° Emploi exclusif de l’acier doux pour leâ tubes à fumée. Ceux-ci sont cylindriques sans ailettes intérieures ou extérieures ;
- 6° Absence de réservoir de chaleur aux derniers types de chaudières.
- LITTERA C.
- Avaries de chaudières, pustules, sillons et corrosions — Moyens employés pour éviter ces avaries. — Épuration des eaux et désincrustants.
- Des réponses ont été reçues de vingt réseaux d’Etat ou privés représentant la majorité des chemins de fer russes tant comme nombre que comme étendue des réseaux.
- La plus grande partie des chemins de fer russes dispose d’eau pure titrant, par exemple, sur le chemin de fer Transbaïkal, de 3 à 14° allemands de dureté; sur les autres réseaux, la dureté va de 8 à 23° ; en conséquence, aucun adoucissement et, a fortiori aucune épuration de l’eau ne sont pratiquées.
- Nous savons que sur des voies utilisant de bonnes eaux, les tubes à fumée en fer ne sont retirés des chaudières, pour être nettoyés, que tous les sept ans ; une locomotive parcourt 200,000 verstes (213,400 kilomètres) en ce temps, et la couche d’incrustation sur les tubes n’a que i/4 à 4 millimètre. Les chaudières sont lavées après des parcours de 1,500 à 2,000 verstes (1,600 à 2,134 kilomètres) en service régulier. Un petit nombre de réseaux sillonnant le sud et le sud-est de la Russie, ou voisins de la mer Caspienne, ne disposent que d’eau dure. Les lignes établies dans ces parties de la Russie ainsi que celles de la Sibérie souffrent parfois du manque d’eau, de manière qu’elles se voient dans l’obligation de faire des trains d’eau parfois sur des distances notables.
- Question 1. — Quel procédé ou quels procédés employez-vous pour adoucir l’eau ? Donnez les détails du traitement chimique adopté, en indiquant les produits employés ; et, sans décrire des méthodes connues, fournissez des renseignements sur les procédés ou appareils spéciaux que vous employez ou sur les détails spéciaux, se rattachant à l’application des méthodes l' traitement ordinaires, que vous avez trouvés avantageux. Quelles précautions observez-vous pour assurer l’application convenable du traitement?
- L’élimination d’impuretés étrangères est pratiquée sur un réseau du centre de l’Asie. Les procédés Jagn et Krug consistent à évaporer l’eau dans les chaudières; la vapeur produite est refroidie au moyen d’autre eau et, par condensation, donne
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- (je l’eau pure pour l’alimentation des chaudières ; cette distillation fournit de l’eau n’ayant que 2 à 3° de dureté allemands, mais le prix de revient très élevé est de 8 à 20 roubles par sagène cube traitée (de 2.2 à 5.46 francs par mètre cube); cette eau titrait auparavant 90 à 100°. Une telle dépense pour la distillation de l’eau pousse les administrations à recourir, lorsque cela est possible, à deux mesures : transport d’eau dans des wagons-citernes spéciaux, sur des distances atteignant 200 verstes (213 kilomètres), ainsi que cela se fait par exemple, régulièrement sur les lignes du centre de l’Asie transcaucase et de la Sibérie, et périodiquement sur de nombreuses autres lignes, lorsque l’eau emmagasinée dans les étangs commence pendant l’été, par suite de la sécheresse et de l’évaporation, à devenir trop dure, ou pendant l’hiver lorsqu’elle est gelée.
- La deuxième mesure consiste à employer des tenders à quatre essieux contenant jusque 25 mètres cubes d’eau ou encore dans l’accouplement aux tenders ordinaires à trois essieux, de un ou deux wagons plate-formes ou wagons-citernes contenant jusque 15 mètres cubes d’eau, de manière que l’on puisse disposer d’eau douce sur des sections allant jusqu’à 200 verstes (213 kilomètres) sans devoir remplir le tender ou les plates-formes-citernes, d’eau dure dans les stations qui n’en ont que de telle à leur disposition.
- Une partie des réseaux alimentent leurs chaudières d’eau pure, potable, au moyen des distributions d’eau des villes; la ligne Varsovie-Vienne, les lignes du nord-ouest à Saint-Petersbourg, la ligne Samara, Zlalooust à Samara, etc., par exemple; mais l’eau des villes est aussi d’un emploi coûteux. L’adoucissement de l’eau est pratiqué dans de nombreuses stations des lignes de Vladicauease,du chemin de fer Catherine, de Libau-Romny, de Nicolaïev, etc. L’adoucissement de l’eau est réalisé avant ou après son emmagasinage sur la locomotive.
- Les procédés spéciaux d’adoucissement de l’eau rentrent dans les procédés connus : Béranger et Stingel, Desrumeaux, Gavatson et Schlichter, etc. Comme réactif on emploie : la soude caustique (Na OH), la soude calcinée (Na2 C03) le Ca2 C03, la chaux (Ca O), ^etc., suivant la composition chimique des impuretés contenues dans l’eau. Les réactifs sont préalablement mis en solution; on les ajoute ensuite à l’eau et l’on donne au mélange le temps de déposer ; parfois même on filtre le mélange; les eaux sont ensuite refoulées dans les réservoirs distributeurs. Dans un but de précaution, une partie des réseaux se proposent de ne pas réaliser totalement l’adoucissement de l’eau et s’efforce de leur conserver une dureté de 15 à 20°.
- On réalise parfois l’adoucissement de l’eau par introduction dans le tender des mêmes réactifs, mais cela ne se fait que dans une mesure insignifiante. Une seule section de traction (celle de Tver) du chemin de fer Nicolas utilise le procédé d une façon systématique, et en obtient de bons résultats.
- La partie occidentale de la ligne Centre-Asiatique ne dispose que d’eau titrant de 80 à 110° allemands de dureté. Cette eau est épurée par distillation; on la vaporise dans une chaudière et les vapeurs sont condensées dans un autre réservoir. Trois
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- stations de cette ligne, Krasnovodsk, Djebel, et Atch-Adji„ utilisent pour la distillation deux genres d’appareils, des systèmes Jagn et Tchernow.
- L’eau obtenue par distillation ne titre que de 2 à d° allemands,, et donne de fort bons résultats dans les chaudières. Le prix de revient de l’opération est toutefois fort élevé, et monte à 10 roubles par sagène cube (2.73 francs par mètre cube. Le rouble compté à 2.70 francs).
- Question •2. — Veuillez dire si vous êtes satisfait des résultats obtenus et, si possible, donner des chiffres indiquant Véconomie réalisée sur les chapitres suivants :
- 1° Combustible ;
- 2° Frais de 'nettoyage .et de retubage des chaudières ;
- 3° Frais d’entretien et longévité des chaudières;
- 4° Dépense en eau (du fait qu’on peut employer de l’eau s’obtenant à bon compte, aulim d’avoir à acheter de l’eau coûteuse de meilleure,.qualité).
- Toutes les administrations qui pratiquent l’épuration de l’eau, en reconnaissent les résultats avantageux, bien qu’aucune n’établisse le bénéfice par des décomptes statistiques, ce qui est évidemment dû- à ce que tant de circonstances et de facteurs divers influent sur la dépense en charbon, le remplacement des tubes à fumée, l’entretien des chaudières, etc., qu’il est à peine possible de démêler l’influence de l’un des facteurs, telle la dureté de l’eau, de celle des nombreux autres.
- Abstraction faite de l’absence de chiffres, les administrations attribuent une heureuse influence à l’épuration et à l’adoucissement de l’eau, sinon sur la dépense en charbon, au moins sur beaucoup d’autres points, savoir :
- a) La régularité dans le mouvement des trains est plus grande; l’envoi aux locomotives en détresse, des machines de réserve, comme secours, diminue et même disparaît complètement;
- b) Les parcours entre deux lavages de la chaudière sont plus longs; le lavage et le grattage des incrustations plus faciles ;
- c) On constate une diminution du nombre des tubes à fumée à remplacer, des fuites, des tubes à remandriner et, par conséquent, un meilleur service des plaques tubulaires ;
- d) Les destructions des coutures de la boîte à feu et de la chaudière, les fuites aux entretoises, le nombre de têtes brûlées et de bris diminuent et la vie des chaudières à vapeur, des soutes de tenders, des tubes, etc., est augmentée.
- Dans les cas où l’eau des distributions de ville est d’un prix de revient éleve (par exemple, à Bakou, eau provenant d’épurateurs) on recourt au convoyage d’eau prise à des sources d’eau douce et on établit un système particulier d alimentation, ou l’on épure les eaux.
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- Question 3. —- Comment procédez-vous à l’égard des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates d'e calcium et de magnésium ? Adoucissez-vous ces emix <et, dans ce cas, quelles précautions prenez-vous pour empêcher les entraînements d’eau causés par l’emploi de sels de sodium pour Vépuration!
- Les chemins de fer russes n’offrent presque pas d’exemples d’eaux contenant des sulfates ou nitrates, des sels calcaires ou magnésiques; s’il s’en trouve, c’est dans une proportion insignifiante n’ayant aucune action sur le choix d’un procédé d’épuration.
- Question 4. — Avez-vous employé de T hydroxyde de baryum, du carbonate de baryum ou de Valuminate de baryum pour adoucir les eaux renfermant des sulfates ? Le cas échéant, veuiller donner des détails, les résultats et le coût du traitement, et dire si vous trouvez qu’il est avantageux.
- Les sels de baryum <et les aluminates n’ont été expérimentés que par trois réseaux n’ayant que de mauvaise eau. Ces réactifs sont considérés comme coûteux et peu efficaces, et ont, par suite, été abandonnés.
- Question S. — Avez-vous essayé de déterminer la quantité de sels de sodium présents dans Vecm des chaudières de locomotives lorsque les entraînements commencent ? Le cas échéant, veuillez donnez les détails et les résultats de ces expériences.
- La majorité des réseaux pratiquant l’épuration de l’eau n’ont pas eu à se préoccuper de cette question,; un seul, la ligne de Vladicauease, déclare n’avoir pas observé que la présence d’un certain excès de soude dans les chaudières eût des conséquences particulièrement mauvaises.
- Question 6. — Employez-vous ou avez-vous employé des désincrustants introduits directement dans les chaudières, au lieu de traiter Veau avant emploi ? Le cas échéant, veuillez indiquer la nature des matières employées et les résultats obtenus.
- Les réseaux qui ne disposent que d’eau dure ne font pas usage de désincrustants; au contraire, ceux qui utilisent des eaux moyennes, d’environ 25° allemands de ureté, emploient, par exemple, des morceaux ou de petites plaques de zinc suspendues dans les chaudières, de diverses façons ; on ajoute à l’eau de la chaudière
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- des résidus de pétrole; quelques réseaux (par exemple le chemin de fer Nicolas) emploient ïe composé Astafiew; un réseau introduit directement dans la chaudière de la soude ou du carbonate sodique. Presque tous les réseaux qui utilisent ces procédés en parlent de façon favorable et remarquent que les incrustations des chaudières deviennent moins dures, se laissent détacher facilement des parois et entretoises et chasser par le lavage.
- Question 7. — A propos de l’adoucissement de Veau ou de l’emploi de désincrustants, avez-vous eu des ennuis avec des fuites excessives aux tubes ou entretoises de chaudières 1 Le cas échéant veuillez donner des détails, en indiquant quelle est, d'après vous, la cause de ces fuites, s’il y en a une, et, dans ce cas, quels moyens vous avez trouvés efficaces pour empêcher ou atténuer ces fuites ?
- La majorité des réseaux qui disposent d’eau relativement douce, signale que l’emploi des désincrustants provoque une diminution des fuites aux tubes et que si d’aventure il s’en produit, c’est seulement au début de l’emploi aussi bien aux tubes à fumée qu’aux entretoises.
- L’une des administrations qui ne disposent que d’eau dure, s’étant posé la question de savoir si la soude ou le sulfate de sodium n’attaquent pas le cuivre rouge des extrémités des tubes, ou des plaques tubulaires, a fait savoir que les plus minutieuses recherches chimiques n’ont décelé aucune trace de cuivre ou de sels de cuivre dans les incrustations, ni dans l’eau de la chaudière, alors que des traces de cuivre étaient décelées par l’analyse chimique, dans les résidus qui s’accumulent dans la boîte à fumée. On a aussi observé sur cette ligne, que des fuites aux tubes et aux entretoises se produisent parfois, lors de l’alimentation à l’eau épurée, de chaudières déjà vieilles et encroûtées, quand les incrustations commencent à se détacher par morceaux et mettent ainsi à nu des menues régions non étanches des points de réunion ; au cours du temps, ces manques d’étanchéité sont de nouveau bouchés par les incrustations et les fuites cessent.
- Question 8. — Sur quelles parties de l’intérieur de la chaudière se produisent les avaries suivantes :
- 1° et 2° criques; 3° pustules; 4° sillons; 5° corrosions générales de surface.
- On n’a dressé aucune nomenclature des défauts des parties intérieures de la chaudière pour les chemins de fer russes ; aussi les quatre genres d’avaries men'
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- tionnés dans cette question sont confondus entre eux et avec des défauts d’autres espèces, par les divers réseaux; c’est ainsi par exemple que les criques du métal sont confondues avec les fissures qui se produisent parfois aux coutures des trous de rivets au bord de la tôle ou entre les trous de rivets; de même, les corrosions linéaires ou sillons sont confondus avec les criques du métal.
- a) Les criques du métal (fentes internes ne traversant pas) se produisent très fréquemment dans les chaudières de locomotives alimentées d’eau douce aussi bien que d’eau dure; on doit supposer quelles proviennent d’une fatigue supportée par le métal lors du cisaillage des bords ou peut-être de deux pliages de la tôle dans un sens et dans l’autre, par exemple : dans la confection de la tôle d’avant de l’enveloppe de la boîte à feu (tire-bottes). Cette fatigue s’extériorise par la production de déchirures capillaires invisibles, même à la.loupé, dans lesquelles l’eau s’introduit pendant le service de la chaudière, où elle dépose ses sels qui, lors des changements de température de la chaudière, coopèrent à la formation des criques visibles dii métal.
- Les criques apparaissent presque dans la même proportion dans les tôles en cuivre et celles en fer des chaudières.
- a’) Les fissures que l’on confond avec les criques, proviennent selon toute vraisemblance, d’une déformation du métal, causée par réchauffement et le refroidissement de la chaudière, accompagnés d’une forte pression de la vapeur. Ces fissures sont d’abord des avaries peu profondes, et non traversantes, de toute une région de la' tôle, et par la suite pénètrent bientôt.
- a") Les fissures proviennent aussi de l’action de causes mécaniques extérieures, par exemple dans les plaques tubulaires des remandrinages fréquents des tubes à fumée, ou de leur ressertissage par des moyens autres que les appareils à man-driner, par exemple des broches coniques ou encore de l’accumulation des incrustations entre Its parois en cuivre et le berceau en fer de la chaudière, lorsque la paroi mai refroidie par l’eau se boursoufle sous la pression de la vapeur, et que des fissures se manifestent.
- b) Les pustules provenant de la structure interne à l’intérieur du métal s’observent très rarement, surtout depuis le perfectionnement des procédés métallurgiques d’usinage du cuivre et du fer pendant la dernière décade. Cette observation a été faite sur toutes les lignes russes.
- c) Les corrosions linéaires (sillons) se produisent dans le fer du côté de l’eau et ne se montrent pas dans les parois en cuivre. La direction de ces sillons apparaît comme s’ils étaient dus à l’existence de courants s’établissant le long des tôles en fer verticales; le long de leur chemin, ces courants évitent les obstacles tels que les entretoises et autres barrières et forment autour d’eux des tourbillons qui rongent les parois particulièrement aux environs des entretoises.
- Les corrosions se montrent en outre le long des joints aussi bien dans un sens quelconque que dan's le sens vertical, par exemple près du cadre du foyer, du
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- cadre de porte de foyer, et aussi dans les environs des regards et, en général, près des pièces rivées aux tôles et dépassant la surface de celles-ci du côté de l’eau. Toutes ces corrosions se montrent d’autant plus vite et sont d’autant plus profondes que l’eau d’alimentation de la chaudière est plus dure. Leur profondeur dépasse parfois la moitié de l’épaisseur de la tôle et, dans le cas où l’eau est dure, elles font leur apparition déjà au bout des six à huit premières années de service de la chaudière; au contraire, les réseaux disposant d’eaux douces (de 3 à 20° allemands de dureté) n’en constatent pas, même à des chaudières ayant vingt-cinq ans de service.
- d) Les corrosions en forme de pustules ou de trous se manifestent de préférence du côté de l’eau, à la partie inférieure du corps cylindrique de la chaudière. Pourtant avec de l’eau dure de telles pustules se montrent également dans la chambre à vapeur de la chaudière et même sur les parois du dôme à vapeur; c’est à cette cause également qu’il faut rapporter les corrosions des parois des tubes à fumée en fer. Des corrosions d’une nature particulière se produisent sur les parois du corps cylindrique de la chaudière aux environs du tuyau d’alimentation quand l’eau entre dans la chaudière à une température relativement basse. La forme de cette corrosfon rappelle le jet de l’eau Les corrosions de cette espèce se produisent parfois même avec de l’eau douce et ont vraisemblablement pour cause les échautfements et refroidissements partiels périodiques de cette paroi. La profondeur et la signification de ces corrosions n’occupent que le deuxième plan comparativement aux fissures et corrosions linéaires qui, dans la majorité des cas, impliquent la nécessité du remplacement, soit de tôles séparées, soit de la chaudière entière.
- Question 9. — Lorsque les chaudières subissent de grandes réparations, inscrit-on sur les états de réparations des notes relatives aux avaries mentionnées dans la question 8 ? Fait-on sur ces états des croquis indiquant la nature, l’emplacement et les dimensions de ces avaries ? Le cas échéant, prière de joindre quelques-uns de ces états choisis parmi ceux qui renferment les avaries les plus caractéristiques.
- Plus des trois quarts des réseaux qui ont envoyé des réponses, donnent des descriptions et esquisses des avaries des chaudières. Seules, les administrations qui disposent pour l’alimentation des chaudières, d’eau très pure et qui n’ont que rarement à constater les avaries, ne le font pas.
- Ci-joint les dessins, esquisses et vues photographiques :
- Six dessins (fig.‘12, 13, 14, 43, 16 et 17) pour le paragraphe a.
- Aucun pour le paragraphe b. ^
- Trois dessins (fig. 18, 19 et 20) pour le paragraphe c.
- Quatre vues (fig. 21, 22, 23 et 24) et la photographie (fig. 25) pour le paragraphe d.
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- Criques à l’intérieur (du côté de l’eau).
- Criques à l’intérieur (du côté de l’eau).
- Fig. 12. — Criques du métal.
- OXOXOXOXO
- OX O X O X OX OXü dQ X Qrs O
- PXoxoxoxoxoxoxoxo
- oXoXoxa
- Pr^O,
- Fig. 13. — Tôle tubulaire du foyer. — Fissures du métal.
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- Wg. 14. — Criques et fissures du métal. Fig. 15.
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- Corrosions du métal; profondeur jusque 6 millimètres ; longueur environ 140 millimètres, ayant la forme d’une fissure.
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- Corrosions du métal.
- Coupe suivant AB.
- Corrosions dans les congés.
- Fig. 16. '
- Question 10. — Quelles sont les méthodes employées dans la construction des chaudières pour empêcher les avaries mentionnées dans les questions 8 et 9 ? Des modifications ont-elles été apportées à cet effet à la disposition des chaudières ? Quelle est la largeur des lames d eau qui baignent le foyer j? En quel point l’eau d’alimentation est-elle amenée et de quelle façon ?
- es débuts des chaudières signalés dans les réponses aux questions 8 et 9 n’entravent Pas serviee des chaudières pendant vingt-cinq, voire même trente-cinq et quarante Ds’ l°rsciue l’entretien et les réparations sont bien faits; aussi n’exercent-elles pas
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- d’influence sur la durée du service» mais seulement sur les frais d’entretien et de réparation. Dans le dessin des nouvelles chaudières, on s’inspire, pour les diverses pièces, des principes suivants : a) une partie des ingénieurs s’efforcent d’augmenter l’épaisseur des tôles, aussi bien de celles de fer que de cuivre; b) on augmente les distances entre les ouvertures des tubes à fumée, parfois on diminue leur nombre et
- Fig. 17. — Tôle d’arrière de la boîte à feu. — Fissures du métal. — Corrosions.
- on varie leur disposition ; c) on augmente les rayons des congés des bords repliés des tôles; d) on augmente parfais jusqu’à 120 et même 160 millimètres l’épaisseur de la lame d’eau comprise entre les parois des deux boîtes à feu ; e) on évite une trop grande longueur (au-dessus de 2.50 mètres) de la boîte à feu, ce qui conduit parfois à relever le foyer au-dessus des longerons et à augmenter la grille en largeur ; f)°n renforce par des tirants la consolidation des parois de la boîte à feu, de façon a diminuer l’amplitude des déformations par dilatation et sous la pression de ^ vapeur; g} on expérimente l’emploi d’autres métaux; par exemple, on substitue fer au cuivre.
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- L’eau d’alimentation des chaudières y est introduite de préférence par de longs tuyaux disposés à l’intérieur de la chaudière et se terminant en pavillon, à une
- Sillons ou corrosions linéaires.
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- Pig. 24. Fig. 18.
- Corrosions générales de la surface. Corps cylindrique de Ta chaudière.
- distance de 1.5 à 0.5 mètre de la tôle tubulaire avant, c’e&t-à-dire dans la région la moins chaude de la chaudière.
- On expérimente les boîtes système Gôlsdorf.
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- Fig. 19. — Fissures (sillons).
- Question 11. — Les chaudières sont-elles lavées à Veau froide ou à Veau chaude ? Quels sont les parcours moyens entre deux lavages 1 En fixant ces parcours, tient-on compte de la qualité de Veau ? Quel est le temps prévu pour le refroidissement avant le lavage de la chaudière à Veau froide? Sous quelle pression employez-vous Veau pour le lavage ? Si vous avez adopté un système quelconque de lavage à l'eau chaude, veuillez le décrire en détail.
- Tous les réseaux sans exception préfèrent laver les chaudières à l’eau froide. On n’emploie l’eau chaude qu’en cas d’absolue nécessité, quand le temps fait défaut pour laisser refroidir la chaudière. Le parcours entre deux lavages de la chaudière varie dans une très large mesure avec la qualité de l’eau. Quand elle est propre, on lave après des parcours de 1,500 à 2,500 verstes (1,600 à 2,667 kilomètres); quand l’eau est mauvaise, on lave parfois après 500 verstes (533 kilomètres); ce dernier chiffre toutefois se rencontre rarement; en général, les parcours vont à 800 verstes (853 kilomètres) en temps de trafic tendu.
- Les chaudières de locomotives de manœuvres sont lavées une ou deux fois par mois. Pour le refroidissement de la chaudière avant le lavage à l’eau froide,
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- Fig. 22. — Corrosions.
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- Fig, 20. — Corrosions linéaires (sillons).
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- Fig. 23. — Corrosions
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- Fig. 25. — Corrosions générales de la surface.
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- on donne de douze à quarante-huit heures, suivant la demande de matériel de traction; on ne lave à l’eau chaude, par exemple, au moyen d’un injecteur, que dans les cas extrêmes, même dans les huit heures qui suivent le désaccouplement de la locomotive. Les diverses lignes qui ont essayé le lavage à l’eau chaude considèrent que les circonstances locales peuvent rendre ce procédé avantageux et qu’il ne nuit pas à la conservation de la chaudière. L’eau est chauffée soit dans les tenders, soit dans des réservoirs spéciaux en béton.
- On ne rapporte aucun cas où des fissures se seraient formées dans les tôles des chaudières pendant leur lavage. Nous n’avons connaissance que de deux cas de production de fissures dans les tôles de la boîte à feu des locomotives Baldwin, construites en 1874. Ces tôles étaient en fer homogène et se sont fissurées sur toute une région, à peu près au milieu, pendant que la chaudière se refroidissait avant le lavage. L’eau servant au lavage des chaudières est chassée soit par la pression naturelle des réservoirs de 3/4 à 1 A/2 atmosphère, soit sous une pression allant à 6 atmosphères par des pompes spéciales. Cette dernière pression est employée principalement lorsque l’eau est dure et donne des incrustations fort adhérentes.
- Question 12. — Employez-vous la vidange d’une partie de l’eau sous pression dans le but d’empêcher la formation de dépôts et de réduire les entraînements d’eau ? Si vous avez adop té cette pratique, à quel moment et à quels intervalles l’appliquez-vous ? Quels moyens adoptez-vous pour évacuer l’eau ?
- Veuillez indiquer par des croquis la position du robinet de vidange et son mode de construction.
- L’extraction sous pression par le robinet de vidange n’est employée que par la moitié environ des réseaux qui ont envoyé des réponses et exclusivement par ceux qui ont des eaux dures.
- Le mode opératoire en général n’est pas bien arrêté. Une partie des réseaux laisse ce soin aux mécaniciens, une autre exige la vidange après le travail de la locomotive, lorsque celle-ci se trouve à son dépôt ou au dépôt terminus, une ou deux fois entre deux lavages de la chaudière. L’écoulement de l’eau de la chaudière, préalable au lavage se fait d’une manière qui dépend du mode opératoire suivi pour celui-ci. Avant de laver à l’eau froide, on ouvre les regards de la chambre à vapeur de la chaudière pour laisser échapper la vapeur; l’eau de la chaudière se refroidit ensuite jusqu’à 30° ou 40° et après refroidissement, on la laisse écouler par les bouchons de la boîte a feu; on lave enfin la chaudière. Avant de laver à l’eau chaude on lâche l’eau de la chaudière et on laisse refroidir celle-ci jusqu’à 80° ou 90° après quoi on procède au lavage à l’eau chaude.
- Le robinet de vidange est fixé ordinairement au bas de la boîte à feu, à une distance de 130 millimètres du bord du cadre du foyer, sur l’une des quatre parois de la boîte. Parfois on met deux robinets de vidange sur deux parois opposées. Les figures 26 et 27 représentent deux robinets n° la.
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- Fig. 26. — Robinet de vidange, 1901.
- Question 13. —- Si vous avez des eaux particulièrement corrosives pour les chaudières, mais dans lesquelles l’analyse ne révèle pas d’acide minéral libre, veuillez donner les analyses exprimées en parties par 100,000 et indiquant (si possible) les proportions de:
- Chaux (Ca>O);
- Magnésie (Mg O);
- Soude ([Na2 O);
- Sels alcalins (tels que Ca CO3) ; Anhydride sulfurique (SO3);
- Anhydride azotique (As4 O5) ; Chlore (Cl);
- Anhydride carbonique (CO4) libres; Total des matières solides à 130° C.
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- Fig. 27. — Robinet de vidange, 1903.
- Les réponses reçues des réseaux ne contiennent malheureusement pas de données concernant la température à laquelle le résidu a été desséché, avant 1 analyse, à 1 exception de la ligne de Perm, qui donne, pour les stations indiquées ci-après, le poids par litre du résidu desséché à 130°, savoir 0.483, 0.310, 0.371 et 0.522 gramme.
- Dans la réponse à la question 1, on a déjà signalé que la plus grande dureté atteint, dans quelques circonstances, 92° allemands, ou 167.7° français.
- Le tableau de la page suivante donne des exemples d analyses d eaux de diverses duretés, provenant de réseaux différents.
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- LIGNES. NOMS DES STATIONS. Indication d’origine. Chaux Ca 0. Magnésie Mg O. Anhydride carbonique CO2. Anhydride sulfurique S03. Chlore Cl. Degrés de dureté Remarqueé au sujet du mode d’emploi de Veau.
- allemands. français.
- Vladicaucase. . . Kayala Puits. 0.2888 0.2790 0.1298 1.266 0.0603 68 121 Elle est épurée.
- Koustchevka .... 0.5800 0.2420 0.1760 1.97863 0.2201 92 164.7 -
- Sossika...... Rivière. 0.2910 0.2379 0.1870 1.114 0.0886 62 112 -
- Tikhorietskaya . . . Rivière (en hiver) 0.2700 0.3639 0.1562 1.8802 0.1490 78.8 140.7 -
- Bièlogliuskaya . < . Puits. 0.205 0.0540 0.1034 0.2210 0.0568 28.1 50 Elle n’est pas epurée.
- Catherine .... Grichino Etang. 0.2615 0.Ï445 0.8745 0.1242 82.9 Elle n’est pas épur ée.
- Pologui Puits artésien. 0.4755 0.0953 0.4073 0.4899 109.0 _
- Jousovo. . ... 0.2210 0.1334 0.6955 0.3337 73 Elle est épurée.
- Transbaïkal . . . Tchita (atelier central). 0.0386 traces 0.2860 0.0118 0.0053 0.47 Elle n’est pas épurée.
- Sakhoudo 0.0285 0.0072 0.0510 néant néant 2.29 -
- Bouriatskaya .... Puits. 0.1656 0.0546 0.1330 0.0531 0.0071 4.55 -
- Kouenga néant néant néant 0.0027 néant 1.75 -
- Les eaux les nlus dures ont 10 à 11" Elle n’est pas épurée.
- Perm, Poklevskaya .... 0.140 0.021 0.042 0.031 16.0 Elle n’est pas épurée.
- Louza 0.020 0.015 0.009 0.008 4.2 -
- Roudiauka 0.020 0.018 0.016 0.029 4.5
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- Question 14- — Avez-vous essayé d'empêcher les corrosions en enduisant les surfaces intérieures des chaudières de ciment de Porlland ou d’un genre quelconque de peinture, ou en traitant l'eau avec un excédent déterminé de chaux ou d'un autre produit chimique pour neutraliser l’acide carbonique ou tout autre acide, ou en introduisant des substances chimiques ou autres dans les chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails complets et les
- résultats. _______
- La plus grande partie de réseaux n’ont aucunement essayé de peindre ou d’enduire la surface intérieure de la chaudière. Quelques réseaux ont fait savoir :
- a) La ligne de Vladicaucase, qu’elle a fait usage, dans ce but, de goudron de ciment et même a pratiqué l’étamage, mais aucun résultat utile ne fut constaté;
- h) La ligne Nicolas (Moscou-Saint-Pétersbourg) a employé la peinture au minium et lui reconnaît une certaine utilité.
- c) La ligne de Perm et celle de Samara-Zlatooust ont essayé le remplissage des corrosions et des sillons à l’intérieur des chaudières, au moyen d’étain et de babbit; ce remplissage se maintient bien, ne se modifie pas et ne se détache pas d’une grande réparation à l’autre. L’étamage est fait au moyen d’un fer à souder.
- Question 15. — Employez-vous des plaques de zinc dans vos chaudières? Le cas échéant, veuillez expliquer, avec des croquis, le mode d’application et les résultats en ce qui concerne : 1° la prévention des incrustations ;
- 2° la prévention des pustules et corrosions.
- Trois réseaux seulement ont communiqué des résultats d’expériences au moyen de plaques de zinc suspendues à l’intérieur des chaudières de locomotives. Toutes trois ont abandonné les essais par suite de l’absence de bons résultats. On introduisait du zinc en morceaux ou en plaques, en quantité de 10 livres (4.53 kilogrammes) au moins pour un parcours de 100 verstes (107 kilomètres.)
- Question 16. — Quel métal ou alliage employez-vous ou avez-vous essayé pour les entretoises de foyer? Si c'est un métal quelconque autre que le cuivre ou le fer, veuillez en indiquer la composition. Quels sont les avantages que vous avez retirés de l’emploi de ces autres métaux °u alliages ?
- éprouvez-vous des ennuis du fait des ruptures d'entretoises? Si oui, veuillez dire où ces ruptures Se Pr°duisent et indiquer :
- 1° leur emplacement dans l'entretoise elle-même;
- 2° l emplacement des entretoises dans le foyer. vous adopté des moyens spéciaux pour découvrir les ruptures ?
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- Employez-vous un type quelconque d’entretoise flexïbleî Constatez-vous que des têtes d’entretoises brûlent et tombent dans le foyer ? Le cas échéant, quels moyens avez-vous adoptés ou essayés pour empêcher ces incidents, et avec quel résultat ?
- Les chemins de fer russes font les entretoises de chaudières, en cuivre rouge ou en fer. Les entretoises d’un même foyer sont toutes en fer ou toutes en cuivre, ou en une partie de chaque métal. Certains réseaux mettent les entretoises en fer aux endroits où elles sont soumises au contact immédiat du charbon ; d’autres utilisent le fer pour les entretoises, dans les endroits où l’on observe des bris d’entretoises; en outre, les administrations qui utilisent des pressions allant à 14 atmosphères, proposent d’employer le cuivre rouge pour les entretoises. Deux réseaux, le Sizran-Viazma et le Centre-Asiatique, sur lesquels les entretoises, par suite des remplacements successifs, arrivent à avoir de très grands diamètres, emploient exclusivement le cuivre quand le diamètre atteint 36 millimètres ou plus.
- Il n’est fait usage d’aucun autre métal ou alliage, que le fer et le cuivre; ce n’est que tout récemment que, sur la proposition d’un constructeur russe de locomotives, on a commencé l’essai du bronze silicieux ; jusqu’à présent, on ne donne aucun renseignement sur les résultats.
- On observe des bris d’entretoises, mais ils se produisent à des endroits très variés,
- a) En ce qui concerne la longueur des entretoises, la majorité des réseaux signale que les bris se produisent près de l’enveloppe de la boîte à feu ; seules, les lignes de Vladicaucase, Catherine et du Nord-Ouest, qui disposent, les deux premières, de mauvaise, la dernière de très bonne eau, indiquent comme place où les bris se produisent de préférence, le contact de la tôle de cuivre.
- b) En ce qui concerne les endroits de la boîte à feu et les régions des tôles, où les bris se produisent le plus souvent, la majorité des voies signalent que ces avaries sont le plus fréquentes près des congés des parois et près des angles verticaux. Quelques particularités concernant la disposition des bris sont représentées dans les figures 28 a 30 communiquées par les lignes de Vladicaucase et du Centre-Asiatique. Cependant, les réseaux russes disposant, dans la grande majorité des cas, d’eau très pure ne sont pas incités à étudier cette question autant que les administrations d’autres contrées.
- Pour déceler les entretoises brisées, on fore ou l’on y pratique au poinçon des petits canaux intérieurs d’une longueur de 35 millimètres de chaque côté, à partir de la surface de la tête. Ces canaux, d’un diamètre de 2.5 à 3 millimètres, facilitent la recherche des entretoises brisées.
- Les entretoises flexibles ne sont pas employées.
- On observe de temps à autre des cas de brûlures et de chutes de têtes d’entretoises. Le nombre de ces cas est notablement diminué quand on réduit à 7 milb' mètres l’épaisseur des têtes (antérieurement 12 millimètres); en effet, la tête est
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- Coupe transversale et vue de la tôle arrière du foyer.
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- Vue^du ciel du foyer (d’en haut)
- Coupe longitudinale du foyer et vue de la paroi droite de la boite à feu.
- Fig. 28.
- Coupe longitudinale
- et vue de la paroi gauche de la boîte à feu.
- Fig. 29.
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- Côté arrière.
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- f -r +-
- Fig. 30. — Boîte à feu.
- ainsi suffisamment refroidie et, grâce à son faible volume, elle ne rougit pas et se brûle moins, même quand on chauffe au moyen de charbon contenant du soufre.
- Question 17. — Avez-vous essayé de garnir le foyer, ou une partie du foyer, de briques réfractaires ou de dalles en argile réfractaire pour protéger les entretoises contre l’action du feu et favoriser une meilleure circulation de Veau dans le foyer ? Le cas échéant, veuillez donne) leS résidtats et indiquer la nature et la composition de la matière réfractaire employée.
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- Les parois de la boîte à feu, dans les locomotives russes, sont garnies de matériaux réfractaires et d’argile pour deux raisons : lorsqu’on chauffe au pétrole, pour oarantir les parois contre la trop haute température de la flamme de pétrole; quand on chauffe au charbon, pour protéger les têtes en cuivre des entretoises contre l’action des gaz sulfureux. Dans les deux cas, l’épaisseur de la couche de briques ou de celle d’argile réfractaire varie entre les limites de % à 3 1/2 centimètres.
- Les matériaux réfractaires employés ont une origine locale. La protection des parois de la boîte à feu par un revêtement réfractaire atteint assurément son but lorsque l’on chauffe au pétrole; quand on chauffe au charbon, elle est aussi considérée comme avantageuse par les réseaux qui la pratiquent. Lorsque l’on chauffe au bois, aucune protection des parois n’est usitée.
- CONCLUSIONS.
- Une très grande partie des chemins de fer russes dispose, pour l’alimentation des chaudières, de bonnes eaux presque absolument pures, n’ayant aucun effet sur l’usure des chaudières, même pour des services de vingt-cinq ans; pour cette raison, de très nombreux réseaux ne se préoccupent point d’établir des statistiques relatives à l’influence de l’eau sur le service des chaudières.
- La minorité des réseaux n’a que des eaux dures et, par comparaison avec celles qui précèdent, a pu rapidement se rendre compte de leurs effets nuisibles ; ces réseaux ont eu recours aux lavages répétés des chaudières et à l’épuration de l’eau, dans le but d’éviter des avaries de chaudières ou au moins d’en diminuer le nombre. Les procédés chimiques d’épuration ont montré qu’il est indispensable d’éviter un excès de soude dans l’eau épurée et, pour cette raison, beaucoup de réseaux ne font qu’une épuration partielle de l’eau au moyen de la soude.
- Dans trois de ses stations, la ligne Centre-Asiatique épure, par distillation, de l’eau très dure.
- L’épuration des eaux au moyen de zinc, de sel de baryum, de bois de campêche, de résidus de pétrole, etc., n’a pas été employée à quelques exceptions près.
- Le lavage répété des chaudières, à chaud ou à froid, est pratiqué sur quelques reseaux n’ayant que des eaux dures, après des parcours de 500 à 800 verstes (530 à 850 kilomètres).
- La vidange sous pression des chaudières ne se fait pas d’une façon systématique.
- Les eaux dures ont une grande influence sur l’attaque des chaudières et la régularité dans le service des trains. Les résidus de l’évaporation des eaux dures sous forme d’incrustations, attaquent les parois en fer des chaudières par suite d’une action immédiate, vraisemblablement chimique; au contraire, les parois en cuivre
- es chaudières, soumises à l’action immédiate du combustible, sont attaquées de
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- IV
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- préférence par la brûlure et la diminution de conductibilité résultant des incrustations qui s’y fixent.
- Ces deux causes ont pour effet des avaries de diverses espèces, savoir : dans les parois en fer de préférence, les corrosions, criques et sillons, rarement les fissures et, au contraire, pour les parois en cuivre des chaudières, les fissures, les criques et la brûlure suivant l’épaisseur.
- Les endroits où se manifestent les avaries sont ceux qui sont soumis aux flexions répétées provenant de réchauffement et du refroidissement périodiques ou les endroits où les incrustations peuvent s’accumuler sans difficulté, comme par exemple, la partie inférieure du corps cylindrique, celle de la boîte à feu et le ciel de celle-ci.
- Comme mesure de protection contre ces avaries, on peut indiquer : la consolidation de parois de la chaudière diminuant l’amplitude des flexions lors de réchauffement, l’emploi de poches de rassemblement pour les résidus d’évaporation, ainsi qu’un mode de construction de la chaudière qui favorise le lavage et le grattage ,des incrustations et s’oppose au dépôt de celles-ci.
- En ce qui concerne les entretoises, les chemins de fer russes n’ont pas été conduits, jusqu’à présent, à envisager l’emploi soit d’une forme complexe (entretoises flexibles), soit de matériaux autres que le fer et le cuivre.
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- [621 .153.5 & 62 1 .135.7]
- EXPOSÉ N° 8
- (Autriche-Hongrie, Roumanie, Bulgarie, Serbie et Turquie)
- Par Jean PAPP,
- CONSEILLER ROYAL,
- INSPECTEUR PRINCIPAL AU SERVICE DE LA TRACTION DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT HONGROIS.
- Le questionnaire détaillé relatif à la question VI, littéras A et C, est conforme à celui des rapporteurs anglais, MMrs Archbutt et Fowler; il est reproduit à la fin de cet exposé.
- Les numéros des paragraphes de l’exposé correspondent à ceux des différentes questions du questionnaire prémentionné.
- LITTERA A.
- Chaudières avec tubes à fumée; conditions d’établissement et d’entretien des tubes et des plaques tubulaires.
- 1- Types de chaudières.— En règle générale, les boîtes à feu des types modernes de locomotives sont à berceau cylindrique. Sur les anciennes locomotives, on trouve quelquefois des chaudières Bel paire, ainsi que des dessus de boîte à feu plans du système Becker, et d’autres constructions-similaires. Sur les lignes des chemins deferd’État autrichiens et hongrois, il y a aussi, dès maintenant, quelques chaudières avec foyer à tubes d’eau, système Brotan, en service, mais les essais faits
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- avec ces chaudières ne sont pas encore terminés : les résultats obtenus jusqu’à présent sont favorables; la puissance de la chaudière est sensiblement plus grande et les légères avaries qui ont été remarquées sur quelques tubes n’ont jusqu’à présent aucune importance.
- 2. Armaturage du ciel du foyer. — L’armaturage du ciel du foyer se fait depuis quelque temps exclusivement à l’aide d’entretoises qui — à part de rares exceptions — ne sont pas disposées radiaiement par rapport au berceau de la boîte à feu, mais perpendiculairement au ciel du foyer. Ordinairement, la partie antérieure du ciel jusqu’à l’arrière de la seconde rangée de tiramts, est munie de bielles de suspension ayant pour but de faciliter les dilatations de la plaque tubulaire et d’éviter les criques dans l’arrondi de la plaque tubulaire. Les deux premiers rangs d’entretoises sont généralement flexibles.
- Sur les anciens types de locomotives, on trouve encore souvent les ciels à fermes.
- Depuis quelque temps, le foyer du type Polonceau recommence à être employé sur une assez grande échelle; ce système ne nécessite pas d’armaturage spécial du ciel.
- La supériorité des entretoises sur les fermes consiste en ce qu’elles permettent de nettoyer plus facilement le ciel du foyer; leur inconvénient est que l’ensemble est plus rigide, mais on peut y remédier en partie par l’emploi d’entretoises flexibles. Les fermes, de leur côté, présentent l’avantage de donner une plus grande liberté de mouvement au ciel et dé faciliter le démontage et la visite de la chaudière; par contre, le ciel s’entartre plus promptement et est plus malaisé à nettoyer. Le foyer Polonceau est appliqué à l’heure actuelle, avec de bons résultats, sur 235 locomotives de l’État hongrois; il offre, outre le nettoyage facile du ciel, l’avantage de dispenser de l’emploi d’entretoises; de plus, les nervures du ciel augmentent la surface de chauffe. Comme inconvénient, on ne pourrait citer que la confection difficile des éléments.
- 3. Foyers cylindriques. — 11 n’est pas employé de foyers de section circulaire. Le chemin de fer de l’État hongrois a construit dans le temps, des locomotives pour lignes secondaires, avec ciel semi-circulaire en tôle ondulée, système Hasswell. Lorsqu’un coup de feu se produisait, ce ciel s’affaissait, parfois même se déchirait. Aussi, à titre transitoire, les ciels Hasswell ont-ils été suspendus à l’aide d’entretoises radiales à l’enveloppe de la boîte à feu; plus tard, on les remplacera successivement par des ciels Polonceau. L’avantage du ciel cintré consistait uniquement dans son très faible entartrement.
- 4. Chambres de combustion. — 11 n’existe aucune chaudière munie de ce dispositif-
- 5. Métal du foyer. — En général, les foyers sont en cuivre. Des essais de foyers en fer ou en acier ont été faits par plusieurs ^chemins 4e fer, et aujourd’hui encore on continue à les expérimenter. C’est ainsi que les chemins de fer de l’État autn-
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- chien emploient beaucoup de foyers en acier doux et aussi des foyers à tubes d’eau en fer, système Brotan. Dans l’un et l’autre cas, les résultats sont satisfaisants; les essais sont en cours depuis quatre à cinq ans, néanmoins on ne peut pas encore porter de jugement définitif. Outre Les trois chaudières Brotan qui sont en service, les chemins de fer de l’Etat hongrois en ont encore treize en construction, mais ici également les essais ne sont pas encore terminés. Cette dernière administration a fait, il y a des années, des expériences avec cinq foyers en acier doux ; mais il fallut les remplacer, au bout d’un temps relativement très court, par des foyers en cuivre, à cause des criques et de l’oxydation intense dans la partie inférieure. Actuellement, on munit un foyer d’un ciel Polonceau en acier doux.
- Sur le chemin de fer du Nord-Ouest autrichien, les foyers en fer n’ont pas répondu aux prévisions et ont également dû être remplacés à cause des criques qui s’y étaient déclarées.
- Le Sud de l’Autriche a employé, il y a un certain nombre d’années, quelques foyers ondulés en acier doux (système Hassvell) et en outre, pendant quelque temps, des foyers en cuivre avec plaque tubulaire en acier doux; mais là encore les résultats furent défavorables ; des criques et des ruptures se produisirent dès l’usinage des plaques; d’autre part, en service, sous l’action du combustible (houille), il se manifesta une altération chimique du métal qui nuisit à la résistance et à la durée des plaques. On cessa donc ces expériences et on emploie maintenant des foyers en cuivre.
- 6. Portes de foyer.— Les portes de foyers sont généralement de forme circulaire, plus rarement elliptique ; dans les grands foyers modernes, d’une largeur considérable, elles sont très souvent rectangulaires et à double vantail, avec mouvement coulissant. Quelquefois, les cadres rectangulaires des portes sont à angles arrondis. Les portes sont tantôt pleines, tantôt à grille ou à papillon, dont la manœuvre se fait à la main ou automatiquement.
- Le diamètre des portes rondes varie suivant les dimensions de la chaudière, entre 340 et 400 millimètres ; les portes elliptiques, comme les emploie le Sud de l’Autriche, ont un grand axe de 380 millimètres et un petit axe de 330 millimètres de longueur.
- Les chemins de fer de l’État autrichien ont adopté pour leurs locomotives modernes la porte de foyer système Marek, avec rentrée d’air, comme type normal. Les chemins de fer de l’État hongrois possèdent quarante locomotives munies de portes de ce genre; de même les locomotives récentes du chemin de fer d’Aussig-Teplitz ont la porte Marek.
- Le Nord-Ouest autrichien emploie depuis quelque temps une porte bombée vers 1 extérieur, en fonte de faible épaisseur, avec fentes pouvant être masquées par une grille; la forme bombée produit une augmentation de l’arrivée d’air, activant la combustion de la fumée.
- L assemblage de la plaque du foyer avec la paroi arrière de la boîte à feu, à
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- l’ouverture de la porte, se fait soit à l’aide d’un cadre rivé, soit sur les locomotives modernes, par rivure directe des deux tôles convenablement embouties (porte Webb). Dans ce cas, on boulonne souvent sur la face intérieure de l’ouverture une tôle de protection annulaire, tandis qu’avec un cadre cette tôle n’est fixée que sur la moitié inférieure de la baie du foyer, pour garantir la détérioration de la plaque par la pelle ou le ringard.
- 7. Proportions de la grille; grille a jette-feu et a secousses. — Les dimensions de la grille varient entre des limites très étendues. La plupart des administrations de chemins de fer ne fixent pas les relations entre la surface totale de la grille et les vides, ni entre la surface de grille et la surface de chauffe tubulaire; ces relations dépendent uniquement des différentes houilles employées. En règle générale, la surface des vides entre les barreaux représente environ 30 à 50 p. c. de la surface totale de la grille, et la surface de chauffe tubulaire totale est égale à environ 40 à 80 fois la surface de grille totale. Cependant, sur quelques chemins de fer, on trouve des valeurs qui diffèrent beaucoup de celles données plus haut.
- Dans les locomotives du Sud de l’Autriche, le rapport de la surface totale de la grille à lasurface des vides delagrille estpresque toujours 1 .66 :1.00. On ne modifie cette relation que dans des cas particuliers, quand on emploie des sortes spéciales de charbon. La relation entre la surface totale de la grille et la section de passage des gaz dans les tubes varie entre 11.00 et 13.20 à 1.
- Deux types de locomotives de cette administration (réseau hongrois)/Ont les
- dimensions suivantes :
- Type i-C :
- Surface totale de la grille.................... 2.7 mètres carrés.
- — des vides entre les barreaux............ 1.75 — —
- — de chauffe tubulaire....................132.1 — —
- Type 2-B :
- Surface totale de la grille ................... 3.0 mètres carrés.
- — des vides entre les barreaux............ 1.96 — —
- — de chauffe des tubes....................141.6 — —
- Sur les locomotives du chemin de fer d’Aussig-Teplitz, les relations dont il s’agit sont les suivantes : le rapport de la surface totale de la grille à la surface de chauffe tubulaire varie de 1: 56 à 1: 81, et le rapport similaire de la surface des vides entre les barreaux de 1 :105 à 1 : 147.
- Toutes les locomotives sont munies de grilles fixes; la grille à secousses n’est „ pas employée. Toutefois certaines administrations de chemins de fer emploient, notamment sur les grandes locomotives, des grilles à jette-feu, qui font un bon service principalement au point de vue du décrassage, facile et rapide des feux. Cet avantage a surtout de l’importance avec les houilles qui donnent beaucoup de résidus.
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- 8. Supports intermédiaires de la chaudière. — Quelques chemins de fer n’emploient pas de supports intermédiaires, même pour les chaudières de grande longueur. Sur les locomotives des chemins de fer de l’État autrichien, on emploie des supports à pendule; le Sud de l’Autriche emploie pour toutes les locomotives, à l’exception des petites locomotives de lignes locales, un ou deux supports intermédiaires, suivant la longueur du corps cylindrique, sur lesquels ce dernier repose et peut glisser en se dilatant sous l’action de la chaleur; ces supports intermédiaires sont munis à cet effet de glissoires ou de cornières porteuses.
- Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz a adopté une disposition analogue; les supports servent en même temps à entretoiser les deux longerons.
- 9. Plaque tubulaire de boîte a fumée. — Presque toutes les locomotives ont des plaques tubulaires placées à l’intérieur et embouties vers l’avant, qui sont assemblées par rivure avec la virole d’avant du corps cylindrique.
- Sur le chemin de fer d’Aussig-Teplitz, les plaques de boîte à fumée non embouties, avec prolongement s’assemblant sur le corps cylindrique, sont remplacées par le type généralement employé, qui rend la chaudière indépendante des longerons.
- 10. Métal des tubes a fumée. — A de très rares exceptions près, on emploie partout, actuellement, des tubes à fumée en acier doux ou dur (généralement sans soudure, tubes Mannesmann et types analogues) munis dans la plaque tubulaire du foyer de viroles en cuivre — plus rarement en fer.
- On a renoncé à l’emploi de tubes en laiton, non seulement à cause de la dépense d’établissement, plus élevée, mais aussi, et surtout, parce qu’avec le combustible léger employé (lignite), il se produisait une usure rapide, inégale, et finalement l’aplatissement et la déchirure des tubes.
- Néanmoins, le Nord-Ouest autrichien, emploie encore maintenant des tubes en laiton sur les locomotives alimentées d’eaux corrosives.
- Le chemin de fer du Nord de l’Autriche fait depuis quelque temps des essais avec des tubes à fumée en acier dur, sans manchons en cuivre. Ces expériences ne sont toutefois pas encore terminées et pour le moment on ne connaît pas de résultats d’essais.
- fl. Dimensions des tubes a fumée. — Le diamètre intérieur des tubes à fumée varie en général entre 35 et 48 millimètres, et leur épaisseur entre 2.5 et 3 millimètres.
- Ordinairement les tubes sont rétreints légèrement sur la plaque tubulaire du foyer °u bien évasés à l’autre extrémité (dans la plaque tubulaire de la boîte à fumée).
- Les tubes à fumée du type normal des chemins de fer de l’État autrichien ont les dimensions suivantes : 39/44, 46/51 et 48/53 millimètres; leur épaisseur est de -•5 millimètres.
- Les chemins de fer de l’État hongrois emploient des tubes à fumée à diamètre
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- intérieur de 34.5 à 46 millimètres et à diamètre extérieur de 40 à 52 millimètres, avec une épaisseur de 3 millimètres.
- Les dimensions usuelles des tubes, sur les locomotives du Sud de l’Autriche, sont les suivantes : diamètre extérieur : 53, 51.50 et 44 millimètres, avec une épaisseur de 2.5 millimètres pour les trois premières sortes, de 2.25 millimètres pour la dernière. Les diamètres extérieurs des extrémités des tubes sont les suivants :
- Sur la plaque tubulaire du foyer........ 47, 46 et 40 millimètres.
- — — — de la boîte à fumée . . 55.5, 53.5, 52.5 et 46 millimètres.
- Les tubes à fumée de 44 millimètres de diamètre extérieur ne sont employés que sur de petites locomotives de lignes secondaires.
- Sur les lignes hongroises de la même administration, le diamètre extérieur des tubes à fumée est de 50 millimètres et le diamètre intérieur de 45 millimètres.
- Les tubes sont évasés de 3.8 millimètres sur la plaque tubulaire de la boîte à fumée.
- Le Nord-Ouest autrichien emploie des tubes à fumée de 47 millimètres de diamètre intérieur et 52 millimètres de diamètre extérieur : ils sont rétreints à 46 millimètres du côté du foyer et élargis à 53.5 millimètres à l’autre extrémité.
- Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz fait usage de deux types de tubes, de 40/46 et 46/52 millimètres de diamètre, réduit et augmenté de 2 millimètres aux deux extrémités respectives.
- Les locomotives des chemins de fer de l’État bulgare ont des tubes à fumée de 47/52 millimètres.
- 12. Emmanchement des tubes. — Le sertissage des tubes à fumée dans les deux plaques tubulaires se fait généralement par mandrinage à l’aide de l’appareil suffisamment connu. Les tubes à viroles en cuivre sont rabattus sur la plaque tubulaire du foyer; on se sert, pour cette opération de bouterolles ordinaires.
- 13. Tubes Serve. — Ces tubes ne sont pas employés. Les chemins de fer de l’Etat hongrois en avaient muni plusieurs locomotives à titre d’essai, mais n’ont pas obtenu de résultats satisfaisants en service.
- Tant que les tubes restaient propres, on pouvait constater une certaine économie de combustible; mais ils s’engorgeaient entre les ailettes au bout de très peu de temps, leur nettoyage par un jet de vapeur ou d’air comprimé donnait lieu à des difficultés et était reconnu insuffisant, de sorte que l’effet économique restait douteux.
- En présence de ces constatations et du fait que la confection de ces tubes est compliquée et coûteuse, on cessa les expériences.
- Les lignes hongroises du Sud de l’Autriche ont mis en service, à titre d’essai, des tubes ondulés du type Pogâny-Lachmann, fournis parj ;la fabrique de tubes Mannesmann.
- Il paraît que, sur les locomotives munies de tubes de ce genre, on a constaté une économie de 10 p. c.’; en outre,\on dit que ces locomotives projettent très peu de
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- flammèches, même si l’on* emploie des charbons légers et si l’on retire les pasre-étincelies. Par suite, aussi, l’accumulation de fraisil dans la boîte à fumée serait minime. On ajoute que grâce à l’élasticité plus grande de ces tubes, les fuites sont moins à craindre.
- 14. Avaries des tubes., — On a observé des érosions pustuleuses assez considérables sur les tubes en acier doux ou en acier dur des locomotives alimentées d’eaux riches en sel (chlore) ou en acide carbonique. Pour éviter cet inconvénient, le Sud de l’Autriche (lignes hongroises) a entrepris des essais avec un métal résistant à l’attaque des acides, mais jusqu’à présent on n’a pas encore de résultats définitifs.
- Dans le même but, le Nord-Ouest autrichien expérimente le détartreur Gôlsdorf ; on ne connaît pas encore les résultats.
- Les enduits de protection ou autres moyens ont été reconnus inefficaces contre l’attaque des tubes par de mauvaises eaux d’alimentation; il en est de même des désincrustants. Les tubes nus sont encore exposés davantage à l’action corrodante de ces eaux.
- Les rabouts en cuivre dans la plaque tubulaire du foyer sont rongés, surtout en marche forcée et avec des charbons légers, tant par les frottements que par l’action chimique et thermique, notamment aux bords rabattus et sur la face intérieure du haut, vers l’extrémité. Les bagues en cuivre employées contre ces avaries garantissent, il est vrai, les bords contre la destruction rapide par le feu, mais offrent l’inconvénient de rétrécir la section du tube, ce qui a pour conséquence que la locomotive est forcée de travailler avec une plus forte dépression et que,, par suite, les gaz de la combustion s’engouffrent à une plus grande vitesse dans les tubes. Les particules de combustible, soit non brûlées, soit à moitié brûlées, sont alors entraînées en plus grandes quantités et usent en très peu de temps les parois intérieures des rabouts en cuivre à un tel point qu’il se produit très souvent dès fissures et des aplatissements de ces pièces.
- Sur la face intérieure de la plaque tubulaire en cuivre, on n’a pas observé d’usure excessive ni de commencement de rupture des viroles en cuivre. Par contre, avec les tubes en laiton employés autrefois, il s’est produit des fissures dans le voisinage de la plaque tubulaire du foyer.
- Il n’est pas employé de tubes galvanisés.
- f 3. Viroles daks les tubes. — La virole entourant le tube pour en assurer l’étanchéité n’est pas employée; par contre, les bagues entrées dans l’extrémité du tube sont parfois utilisées, notamment quand les rabouts en cuivre sont déjà usés. Elles n ont pas de conicité, leur épaisseur est d’environ 2 millimètres et leur longueur de 30 à 40 millimètres.
- Le mandrinage de ces bagues est nuisible, car le siège du tube devient conique et
- es cloisons entre les trous se déchirent facilement. Bien que ces bagues protègent,
- ans une certaine mesure, les bords contre l’action nuisible de la flamme vive, on Qe ^es eniploie que rarement.
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- Les extrémités des viroles des tubes sont généralement rabattues par bouterollage contre la plaque tubulaire du foyer ; il en résuie certainement une consolidation de la plaque. Dans la boîte à fumée, le bouterollage des extrémités des tubes ne se fait que dans des cas isolés.
- 15bis. Fuites des tubes. — Les fuites aux tubes sont, dans la plupart des cas, provoquées par les causes suivantes : mauvaise conduite du feu, fatigue excessive de la chaudière et, comme conséquence de ces faits, refroidissement brusque de la plaque tubulaire; eaux d’alimentation dures et, par suite, incrustations des tubes dans le voisinage immédiat de la plaque tubulaire; mauvais combustible; ovalisation des trous, due à la répétition fréquente du mandrinage; enfin, forte usure des tubes et affaiblissement des cloisons. De plus, les vibrations des tubes d’une longueur excessive peuvent donner lieu à des fuites.
- Pour éviter les fuites aux tubes, il faut s’attacher à ce que le personnel des locomotives prenne l’habitude d’empêcher autant que possible les refroidissements brusques de la plaque tubulaire, en veillant surtout à ce qu’après une marche forcée on évite, par la fermeture des portes de cendrier, la rentrée d’air froid dans le foyer ; l’affluence d’air froid contre la plaque tubulaire est évitée aussi par l’emploi de voûtes en briques ; il faut épurer les eaux dures le plus possible, afin d’empêcher les dépôts de tarlre en grandes quantités sur les plaques tubulaires; enfin, il convient de renouveler les tubes à rabouts usés et faibles, car ils accusent toujours une tendance à fuir, et d’ailleurs les fréquents remandrinages détériorent la plaque tubulaire. Il faut aussi éviter autant que possible d’employer des tubes d’une longueur de plus de 5 mètres, afin d’empêcher les fuites dues aux vibrations des tubes.
- 16. Disposition des tubes. — Les tubes sont principalement disposés en colonnes verticales ; cependant on trouve aussi sur quelques chemins de fer la disposition par rangées horizontales. Le premier système présente l’avantage de faciliter l’ascension des bulles de vapeur pendant la vaporisation; en outre, cette disposition facilite letringlage des tubes pour l’enlèvement des incrustations; enfin, les dépôts de tartre paraissent se former moins facilement que dans la disposition par rangées horizontales.
- Les fissures des cloisons entre tubes sont également fréquentes dans les deux systèmes; il en est de même de l’ovalisation des trous des tubes.
- L’espacement des tubes varie entre 66 et 73 millimètres, la largeur des cloisons de la plaque tubulaire du foyer est presque partout de 18 à 20 millimètres. Sur quelques locomotives, l’écartement d’axe en axe des tubes, entre les limites indiquées plus haut; est d’environ 1 à 2 millimètres plus petit dans la plaque tubulaire du foyer que dans celle de la boîte à fumée. Souvent, les trous-du haut et des cotes de la plaque tubulaire du foyer ont un diamètre un peu moindre : de ce fait les cloisons sont plus larges et il s’y produit plus rarement des fissures.
- 17. Emploi des hautes pressions. — En règle générale, la plus haute pression
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- employée est de 43 à 13.5 kilogrammes. Cependant les chemins de fer de l’État hongrois et les chemins de fer de l’État bulgare ont des locomotives dont les chaudières sont timbrées à 46 et 45 kilogrammes respectivement. Pour consolider les plaques tubulaires, l’État hongrois munit ses locomotives de quelques tubes de 8 millimètres d’épaisseur, vissés dans la plaque tubulaire du foyer, puis bouterollés, et retenus dans la plaque tubulaire de la boîte à fumée, à l’intérieur et à l’extérieur, par des écrous. Ces tubes à fumée n’ont pas de rabout en cuivre dans la plaque tubulaire du foyer.
- 11 n’est pas pris de précautions spéciales pour assurer l’étanchéité des tubes à fumée:
- 48. Mesures destinées a réduire les criques des angles des plaques tubulaires. — 41 n’a pas été pris de mesures de ce genre. Afin de rendre le cuivre en feuilles de la plaque tubulaire du foyer plus résistant, ces tôles sont martelées à froid pour les locomotives des chemins de fer de l’Etat hongrois, mais il n’a pas été fait d’essais comparatifs à ce sujet et par suite on ne saurait se prononcer définitivement sur les avantages de ce procédé.
- Pour éviter les criques dans l’arrondi supérieur de la plaque tubulaire, les deux premières rangées d’entretoises ne sont quelquefois pas prolongées jusqu’au berceau de la boîte à feu, mais on en réduit la longueur et on les attache à des bielles en forme de poutrelles qui s’appuient par une extrémité sur le bord de la plaque tubulaire du foyer et par l’autre extrémité sur les entretoises de la troisième rangée.
- Sur les locomotives du chemin de fer du Sud de l’Autriche (lignes hongroises), on a employé à titre d’essai des entretoises à filets arrondis; les résultats sont satisfaisants. 11 paraît que ces entretoises ont moins de tendance à fuir que celles à filet tranchant.
- 18bis. Réparations de la plaque tubulaire du foyer. — Les réparations à faire à la plaque tubulaire du foyer concernent notamment les avaries suivantes : trous de tubes agrandis ou ovalisés, bourrelets aux bords des trous de tubes, fissures des cloisons entre tubes, plis, sillons et criques dans les arrondis de la plaque, enfin érosion considérable autour des têtes d’entretoises, gondolements et redressements dans le sens vertical et dans le sens horizontal.
- Les trous de tubes agrandis, les bourrelets et les cassures des cloisons sont le plus souvent la conséquence des trop fréquents remandrinages des tubes.
- Les grands trous de tubes sont rétrécis par l’introduction de douilles en cuivre, rivées sur les deux côtés, ou bien, s’il existe en même temps des fissures dans les cloisons, on visse des goujons en cuivre, quand l’épaisseur de la cloison le permet. On procède de même si le diamètre du trou est plus grand que celui du trou de tube correspondant dans la plaque tubulaire de la boîte à fumée, de sorte qu’on ne peut plus retirer les tubes à fumée sans difficulté. Afin d’empêcher l’agrandissement excentrique du trou de tube, on perce un trou central que l’on élargit ensuite au
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- diamètre du rabout du tube. S’il y a des bourrelets excessifs autour des trous de tubes, il faut commencer par les mater.
- L’ovalisation des trous se produit le plus souvent dans les angles de la plaque tubulaire ; elle doit son origine en partie au matage dui métal, en partie aux dilatations, dans différentes directions, des parties avoisinantes de la chaudière. On leur rend la forme circulaire à l’aide d’outils appropriés (alésoirs).
- Les trous de tubes voisins des bords de la plaque tubulaire du foyer sont tamponnés dès qu’ils sont suffisamment agrandis pour qu’on ne puisse plus les man-driner à cause de la saillie des têtes de rivets à côté des bords de la plaque. On emploie à cet effet un goujon fileté légèrement conique portant au gros bout une tête plate avec un robuste carré qui est coupé après qu’on a vissé le goujon. La partie du goujon vissé qui dépasse sert à faire le joint (par matage).
- Pour boucher les trous correspondants de la plaque tubulaire de la boîte à fumée, on emploie des boulons avec rondelles et bagues de joint en cuivre; de cette façon, le trou est garanti contre toute détérioration, en vue de l’emploi ultérieur. Beaucoup d’administrations de chemins de fer emploient aussi, pour boucher les trous de la plaque tubulaire de la boîte à fumée, de petits rabouts complètement fermés (brasés) du côté de l’eau.
- En cas de ruptures de cloisons également, on visse des bagues assez robustes dans les trous de tubes et on les bouterolle de part et d’autre. Quelques administrations recouvrent la fissure de la cloison, du côté de l’eau — en retirant un nombre suffisant de tubes — avec une feuille de cuivre d’environ 3 millimètres d’épaisseur, retenue des deux côtés par des bagues rivées. Le tamponnement des trous de tube, en cas de fissures des cloisons, ne se fait comme il est dit plus haut, à l’aide de boulons en cuivre, que si la plaque tubulaire du foyer doit être bientôt remplacée. En règle générale, la tête du boulon, vissé en place, est rabattue au-dessus de la crique de façon à la masquer.
- Les plis, sillons et fissures dans les arrondis de la plaque tubulaire proviennent le plus souvent des dilatations et contractions du métal sous l’action de la chaleur; ils peuvent cependant être dus aussi, en certains points, au fréquent mandrinage des tubes. Dès que les plis et sillons s’accentuent très nettement ou qu’il s’est déjà formé des criques traversant la plaque de part en part, on pose — provisoirement, au moins — des morceaux sur la partie avariée. On découpe celle-ci et on ajuste la pièce rapportée, tantôt en la rivant, tantôt en la boulonnant. Si le morceau recouvre aussi des rangées de tubes, on tamponne les trous de tubes extrêmes comme nous l’avons dit plus haut et on visse les boulons du morceau dans ces tampons. Les trous de tubes intermédiaires sont bagués.
- En cas de fortes érosions de la plaque tubulaire autour des têtes d’entretoises, on y visse des entretoises de plus grand diamètre ou encore on bague les trous d’en-tretoises.
- Les gondolements de la plaque tubulaire, tant qu’ils n’atteignent pas une limite excessive — soit au maximum environ 20 millimètres —, sont aplanis, pourvu que
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- la plaque tubulaire soit au surplus en bon état et ne présente que peu ou point de fissures dans les cloisons entre tubes. Pour effectuer cette opération, on applique du côté de l’eau une tôle de fer d’une épaisseur suffisante, de façon qu’elle s’appuie d’une part contre l’arrondi supérieur de la plaque tubulaire, et d’autre part, en bas, contre les tirants de cette plaque. Cette tôle est percée d’un nombre correspondant de trous, et aux points voulus on visse, dans Ces trous et les trous de tubes correspondants, plusieurs boulons de pression munis de grandes rondelles. On serre ces boulons alternativement, et avec prudence, jusqu’à ce que la plaque tubulaire soit revenue à sa position initiale.
- Les réparations de la plaque tubulaire ainsi que des autres parois du foyer au moyen de morceaux rapportés deviennent de plus en plus rares, en raison des dimensions toujours grandissantes de ces plaques et de la pression constamment croissante de la vapeur; pour la même raison, la longévité des foyers des types de locomotives modernes est beaucoup moindre que celle des anciens types.
- 19. Boîtes a fumée allongées. — Ces boîtes à fumée ne sont employées que par quelques administrations de chemins de fer.
- Les chemins de fer de l’Etat autrichien munissent leurs locomotives de boîtes à fumée de longueur moyenne. Le Sud de l’Autriche a des boîtes à fumée de 1.2 à 1.6 mètre de longueur intérieure et n’a mis en service qu’à titre d’essai un certain nombre de locomotives dont la boîte à fumée a 1.6 à 1.7 mètre de longueur. Cette administration n’a pas reconnu d’avantages appréciables à cette dernière disposition.
- Le Nord-Ouest autrichien possède également des locomotives à longues boîtes à fumée, mais elles n’ont pas répondu aux prévisions.
- Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz qui emploie de longues boîtes à fumée sur un certain nombre de locomotives récentes, mentionne, comme avantage de cette disposition, leur capacité plus grande pour loger les résidus de la combustion, ce qui est d’une importance considérable, surtout quand on emploie du lignite comme combustible.
- Les chemins de fer de l’État hongrois construisent toutes leurs locomotives avec de longues boîtes à fumée, à la suite d’essais très étendus effectués dans le temps avec divers types de pare-étincelles. Ces essais montrèrent que les projections de flammèches — notamment sur les chaudières chauffées au lignite — étaient réduites au minimum avec les boîtes à fumée allongées (ou américaines) sans nuire à la production de vapeur, par réduction du tirage ou par le refroidissement plus intense de la plaque tubulaire de lajboîte à fumée. En outre, ces boîtes à fumée offrent 1 avantage de rester à une température relativement basse, ce qui a pour conséquence que les gondolements et les fuites des portes se produisent moins facile-ment; un autre avantage est qu’elles présentent une capacité suffisante pour les escarbilles et que, par suite, les tubes des rangées inférieures s’engorgent moins
- facilement.
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- 20. Dôme de prise de vapeur. — Toutes les locomotives sont munies d’un dôme de prise de vapeur, de dimensions aussi grandes que possible, pour fournir de la vapeur bien sèche. Quelques types de locomotives des chemins de fer de l’Etat autrichien, du Sud de l’Autriche, des chemins de fer de l’État hongrois, comportent deux dômes reliés entre eux par un tuyau placé extérieurement.
- Les chemins de fer de l’État hongrois emploient, sur quelques types de locomotives, des dômes munis de tôles de séparation d’eau (collecteurs d’eau) qui ont rendu de bons services.
- Un sécheur de vapeur système Clench ou Gôlsdorf est employé par les chemins de fer de l’État autrichien ainsi que, à titre d’essai, par le Sud de l’Autriche et l’Etat hongrois.
- 21. Enveloppes isolantes des chaudières. — En règle générale, les chaudières de locomotives ont une simple enveloppe en tôle. Cependant, les chemins de fer de l’État autrichien et le Nord-Ouest autrichien emploient depuis quelque temps des enveloppes en asbeste bleu, sans avoir effectué' d’essais comparatifs à ce sujet. Le Sud de l’Autriche et le chemin de fer d’Aussig-Teplitz n’enveloppent que les boîtes à feu d’un matelas d’amiante pour protéger le personnel de la locomotive; ici encore il n’a pas été fait d’essais comparatifs au point de vue de l’efficacité.
- Les chemins de fer de l’État hongrois ont fait, il y,a un certain nombre d’années, des essais comparatifs étendus avec des chaudières de locomotives munies d’enveloppes en tôle et en amiante. On a constaté, il est vrai, une certaine économie de combustible en faveur de l’enveloppe en amiante. Cependant, l’expérience ultérieure a montré que cette économie, d’ailleurs relativement faible, est au moins compensée par l’augmentation de la dépense d’établissement et d’entretien de l’enveloppe en amiante. On compte procéder à de nouveaux essais, notamment avec une chemise en amiante de la boîte à feu, pour en observer l’efficacité au point de vue de la production du personnel de la locomotive.
- 22. Réserve de chaleur. — Outre les voûtes en briques réfractaires des foyers, employées sur les locomotives de plusieurs administrations de chemins de fer et avec lesquelles on peut constater une économie de combustible de 4 à 5 p. c., on n a adopté aucune espèce de système de réserve de chaleur.
- Conclusions relatives à la question VI, littéra A, pour l’Autriche-Hongrie
- et la Bulgarie.
- 4,-
- La disposition de la chaudière de locomotive avec tubes à fumée, telle qu’on la construit depuis l’origine, répond encore aujourd’hui, d’une manière générale, aux principes suivants.
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- !
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- Les boîtes à feu sont munies d’un berceau cylindrique, les foyers sont en cuivre; le foyer et la boîte à feu sont le plus souvent réunis par des tirants ou des entretoises. Quelquefois on emploie des foyers larges, c’est-à-dire débordant sur les longerons de la locomotive.
- Les locomotives ont des grilles planes, soit avec jette-feu, soit fixes.
- Les tubes à fumée sont en fer ou en acier; on ne fait usage de tubes en laiton que dans des cas exceptionnels. A part des essais isolés, les tubes sont lisses.
- A l’arrière, on soude généralement des rabouts en cuivre sur les tubes en fer. La disposition des tubes se fait le plus souvent par colonnes verticales.
- Le timbre des chaudières-locomotives modernes varie entre 13 et 16 atmosphères (ou kilogrammes par centimètre carré).
- Pour diminuer les avaries de la chaudière, on ne prend que les précautions universellement connues; il en est de même de l’exécution des réparations de la chaudière.
- Sur les locomotives modernes, on emploie, dans la plupart des cas, des boîtes à fumée allongées.
- L’enveloppe isolante des chaudières consiste le plus souvent en une chemise de tôle, avec un matelas d’air isolant intermédiaire. Les enveloppes en amiante ne sont employées que rarement.
- Beaucoup de foyers sont munis de voûtes en briques.
- LÏTTERA C.
- Avaries de chaudières. Épuration des eaux et désincrustants.
- 1. Procédés d’épuration des eaux. — L’épuration ou l’adoucissement des eaux d’alimentation se fait de préférence par l’addition de soude ou, au besoin, de chaux et, quelquefois, de plâtre. Ces matières sont directement introduites, dans une certaine proportion prescrite, dans la chaudière ou ajoutées à l’eau du tender, ou bien on emploie des épurateurs spéciaux. Il est rare que l’épuration se fasse directement dans le réservoir d’eau de la station d’alimentation; le procédé a l’avantage d’être peu coûteux, mais les conduites s’engorgent facilement.
- Le contrôle du traitement consiste surtout à analyser souvent l’eau épurée et aussi a surveiller constamment le personnel chargé des opérations d’épuration.
- Les chemins de fer de l’État autrichien emploient pour l’adoucissement de l’eau d alimentation des chaudières les systèmes d’épuration Breda, Dervaux-Reisert, Des-rumeaux, Kennicott et Wehrenpfennig, comportant tous une addition de chaux et de soude, et en outre le procédé au baryte de chaux (chaux caustique et carbonate de baryum). Pour assurer un bon résultat en service, les installations sont périodiquement visitées par des agents compétents; à cette occasion, l’eau non traitée et
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- l’eau épurée sont soumises à l’analyse chimique. Afin de réunir des données expérimentales sur le fonctionnement, la dépense d’établissement et les frais d’exploitation de différents systèmes d’épuration d’eau, on fait actuellement des essais comparatifs avec des épurateurs des systèmes énumérés plus haut. On trouvera des renseignements plus détaillés sur ce point dans un article de la Zeitschrift des osterr. Ingénieur- und Ârchitekten-Vereins, 1908, n° 46.
- Sur les lignes du Sud de l’Autriche, on n’emploie actuellement pas d’épurateurs, des adductions d’eau d’alimentation de bonne qualité ayant rendu l’épuration inutile. Dans le temps, cette administration faisait usage d’appareils Béranger, Stingl et Wehrenpfennig.
- Le Nord-Ouest autrichien possède, dans six stations d’alimentation, des appareils d’épuration fonctionnant à la chaux et à la soude. Les conducteurs des pompes entraînés à cette besogne, sont chargés de procéder par titrage à l’analyse de l’eau dure, de l’eau épurée et des liquides ajoutés.
- Les chemins de fer de l’État bulgare comptent adopter prochainement le système « Yoran », introduit par 1’ « Apparatbau-Gesellschaft m. b. H. in Frankfurt » (Société de construction d’appareils, à responsabilité limitée, à Francfort).
- Sur les lignes des chemins de fer de l’État hongrois, il y a ou il y avait, dans quelques stations seulement, des épurateurs en service permanent, des systèmes Stingel-Béranger, Pollatschek, Gaillel et Dervaux-Reisert ; mais, en règle générale, on emploie presque exclusivement de la soude, qui est ajoutée directement, sans aucun appareil spécial, à l’eau de la chaudière ou du tender, d’après le dosage prescrit par le laboratoire de chimie; pour les petites chaudières d’automotrices, l’eau d’alimentation est épurée dans un réservoir spécial à Laide de soude et de chaux. Dans un cas, l’eau fortement alcaline est épurée par l’addition de chaux et de plâtre, suivant le système Adorjân-Pfeifer.
- Le contrôle se fait en analysant de temps en temps l’eau brute et l’eau épurée.
- On ajoute que l’épuration des eaux d’alimentation riches en sel de cuisine et de celles polluées par les résidus des usines n’a pas donné de résultats satisfaisants. Dans ces stations, on se procure de l’eau utilisable en établissant de nouveaux puits ou de nouvelles conduites.
- Sur les lignes en question, la nécessité d’épurer l’eau diminue d’année en année, parce qu’on s’attache à pourvoir successivement toutes les stations d’eau de bonne qualité, soit au moyen de canalisations, soit par des puits de grande profondeur.
- 2. Résultats.de l’épuration. — D’une manière générale, on reconnaît que l’épuration des eaux d’alimentation est avantageuse, mais aucune administration n’est en mesure de chiffrer les économies qu’elle procure.
- D’après les renseignements fournis par les chemins de fer de l’État autrichien, leS épurateurs, employés sur leurs lignes en assez grand nombre, ne sont encore en service que depuis trop peu de temps pour qu’àtl’aide des résultats obtenus jusqu3
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- présent, on puisse porter un jugement définitif sur les -differents systèmes comparés et sur les frais d’exploitation.
- Les frais d’entretien du corps cylindrique sont minimes, sa longévité est si grande que l’on trouve quelquefois des tôles de chaudière ayant fait trente années de service et qui sont alors renouvelées pour des raisons de sécurité. Les frais d’entretien des boîtes à feu et surtout des foyers en cuivre sont très importants, la durée de ces tôles est courte. Les boîtes à feu peuvent rarement rester plus de dix ans en service; quant aux foyers, il faut souvent les renouveler au bout de cinq ou même de trois ans.
- Il est impossible de chiffrer exactement les frais de réparation des chaudières; ils sont absolument subordonnés aux dimensions et à la construction, ainsi qu’à la qualité du métal, et varient par chaudière et par cinq ans entre 1,100 et 9,500 couronnes.
- Sur les locomotives des chemins de fer de l’Etat hongrois, l’état des chaudières s’est nettement amélioré depuis l’épuration rationnelle des eaux d’alimentation. La durée d’une chaudière de locomotive est en moyenne de dix-huit ans.
- 3. Traitement des eaux contenant des chlorures ou azotates de calcium et de magnésium. Précautions prises contre les entraînements d’eau. — Pour l’épuration des eaux d’alimentation ayant cette composition, on emploie exclusivement de la soude et on empêche les entraînements d’eau en veillant à ce que la soude ne soit pas ajoutée en quantités excessives à l’eau d’alimentation.
- Il faut aussi tenir la main à ce que les chaudières soient fréquemment lavées; quelquefois, on vide aussi la chaudière sous faible pression.
- Les chemins de fer de l’État autrichien épurent les eaux d’alimentation de ce genre en ajoutant de la soude dans une proportion telle que l’alcalinité totale de l’eau épurée représente au plus la moitié de sa dureté.
- D’après l’expérience du Sud de l’Autriche, l’épuration de l’eau au moyen de soude et de chaux n’a pas donné de bons résultats parce qu’elle empêche le dépôt de tartre qui garantit contre les corrosions et que le chlore non éliminé de l’eau d’alimentation par l’épuration peut attaquer les surfaces libres des tubes et de la chaudière.
- Aussi, dans les cas de ce genre, a-t-on reconnu plus avantageux de nettoyer fréquemment la chaudière et les tubes, sans traiter l’eau.
- Beaucoup d’administrations n’épurent pas du tout les eaux de ce genre et s'attachent à les éviter le plus possible.
- 4. Emploi de sels de baryum. — Pour l’épuration des eaux renfermant des sulfates, le carbonate de baryum n’est employé, avec beaucoup de succès d’ailleurs, que dans un poste d’épuration des chemins de fer de l’État autrichien. L’avantage de ce procédé consiste en ce que, toute réaction ultérieure étant évitée, les conduites des grues hydrauliques restent libres de toute incrustation. De plus, c’est avec ce Procédé que l’on peut pousser l’épuration le plus loin, puisqu’il ne peut pas se trouver de sels dissous (soude, sel de Glauber), dans l’eau épurée.
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- 5. Détermination de la quantité de sels de sodium présents dans l’eau des chaudières lorsque les entraînements commencent. — On ne nous a communiqué aucune donnée expérimentale à ce sujet; cependant il a été constaté sur certaines locomotives des chemins de fer de l’État hongrois que dans les chaudières entartrées depuis longtemps la soude ne reste dissoute dans l’eau qu’en très petites quantités* savoir à raison de 0.03 à 0.1 kilogramme de Na2 CO3 par mètre cube d’eau.
- 6. Désincrustants. — Les différents moyens, souvent secrets, mis sous divers noms sur le marché, pour empêcher les incrustations ou tout au moins les dépôts de tartre solide dans la chaudière, se composent surtout de soude impure, de matières organiques renfermant du tannin, et parfois d’une addition de cellulose ou d’autres matières insolubles. Ces panacées universelles n’ont, en règle générale, qu’une importance secondaire, elles sont coûteuses, et on peut obtenir bien plus économiquement les mêmes résultats, c’est-à-dire l’élimination du tartre sous forme de boue, par l’introduction directe dans la chaudière, ou l’addition à l’eau du tender, d’une quantité suffisante de soude pure.
- Des désincrustants ont été essayés à plusieurs reprises par le Sud de l’Autriche et sur quelques locomotives des chemins de fer de l’État hongrois, mais toujours sans succès appréciable. Au point de vue économique, les résultats n’ont jamais été satisfaisants. Il faut, d’autre part, ne se servir de ces moyens qu’avec prudence parce qu’ils peuvent activer les corrosions.
- Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz emploie comme désincruStant l’huile de cylindres, employée ailleurs pour le graissage. La veille du lavage, on introduit par l’injecteur environ 0.3 kilogramme d’huile dans la chaudière ; cette huile détache le tartre des parois.
- 7. Action des désincrustants sur les tubes, entretoises et joints de la chaudière. — On n’a pas constaté que l’emploi des différents désincrustants ait donné lieu à une aggravation des fuites aux tubes ou aux entretoises ni occasionné d’autres avaries de la chaudière.
- 8. Avaries des chaudières. — Les avaries qui se produisent aux chaudières ne
- peuvent pas être envisagées rigoureusement une à une, parce qu’elles dépendent en partie l’une de l’autre. Elfes peuvent être divisées en deux grands groupes : celles que l’on sait par expérience se produire toujours de la même façon et généralement aux mêmes points, et celles qui apparaissent en des points irréguliers et inopinément.
- Le premier groupe comprend les avaries dont il faut chercher l’origine dans l’action mécanique de la chaleur ou l’influence chimique de l’eau et du feu ou du combustible. La dilatation des différentes parties de la chaudière sous l’action de la chaleur ne peut pas toujours se faire impunément, malgré les dispositifs destines a rendre les mouvements inoffensifs. En raison même de la construction de la chau-
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- dière, il se produit, en différents points, des résistances considérables, provoquant des tensions nuisibles qui donnent naissance à des plis, à des sillons et finalement à des fissures. Or, l’expérience montre que c’est précisément aux points qui, sous une action mécanique, subissent un autre effort que les parties voisines, que les influences chimiques viennent s’exercer et se manifestent par des corrosions. Les points suivants de la chaudière sont ceux où les deux effets se superposent, et où, par conséquent, les avaries des chaudières font les progrès les plus rapides. Il se forme des plis, des sillons, et, plus tard, si la réparation n’a pas lieu en temps opportun, il se déclare des fissures : dans les arrondis des tôles de foyer et de boîte à feu; dans la piaque avant de boîte à feu, raccordant celle-ci au corps cylindrique; dans les flancs, au-dessus du cadre et au niveau des rangées supérieures d’entretoises, au raccordement de la partie droite avec la partie cintrée.
- Les corrosions se présentent avec plus ou moins d’intensité : sur les demi-viroles inférieures du corps cylindriques, où les corrosions sont ordinairement plus fortes aux points les plus bas et diminuent en hauteur; dans le voisinage des joints matés des pinces, où elles se dirigent parallèlement aux joints et diminuent en hauteur; sur la demi-virole d’avant, dans le voisinage immédiat de la plaque tubulaire de la boîte à fumée; enfin dans l’arrondi de cette plaque tubulaire même.
- Autour des bouchons de lavage se forment des corrosions en forme de pustules pivotantes ; il en de même autour des entretoises, sur la face intérieure de la paroi de la boîte à feu. J1 en est encore de même pour les entretoises et tirants en fer, pour les têtes de rivets, pour le cadre du bas du foyer surtout à l’extérieur, pour le cadre de la porte du foyer, ainsi que pour les bords des trous de lavage; enfin, aux points qu’il est difficile de nettoyer à cause de leur emplacement.
- Les corrosions s’étendent donc sur un champ assez vaste, et il n’y a guère de parties de la chaudière qui en reste indemne. Mais une fois qu’on sait où elles apparaissent, on peut prendre les mesures nécessaires, avant que leur gravité et leur étendue aient suffisamment réduit la résistance du métal pour qu’il se forme des fissures et qu’il se produise des manifestations dangereuses des forces latentes.
- Les pustules se forment surtout sur le foyer en cuivre, entre les entretoises. Elles doivent leur naissance à la réduction de la résistance du cuivre, réduction due elle-même à un coup de feu provoqué le plus souvent par des dépôts excessifs détartré dans l’intérieur de la chaudière.
- Le second groupe comprend des avaries subites et imprévues, généralement occasionnées par des défauts du métal ou de l’exécution : ce sont, le plus souvent, des fissures entre les trous de rivets. Elles se produisent, par exemple, à la suite du poinçonnage trop violent de trous de rivet ne correspondant pas entre eux ou trop petits. Les fissures se dirigent soit radialement, ou parallèlement au bord, d’un rivet a l’autre, soit perpendiculairement au bord du rivet.
- Les fissures dans le corps cylindrique, le long des pinces, sont occasionnées par le cintrage des tôles à une température trop basse ou par l’emboutissage suivant un angle trop vif. Sur les côtés, au-dessus des supports de la chaudière, il peut se pro-
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- (luire des fissures longitudinales dues à la mise en place défectueuse du corps cylindrique. Enfin le matage excessif des joints peut donner naissance assez facilement à des fisssures des tôles d’acier doux, délicates à traiter.
- On a souvent observé des fissures'de ce genre aux points où l’on pouvait aisément supposer d’autres causes.
- Les rupfures des tirants du ciel et de la plaque tubulaire sont attribuables à une ténacité insuffisante du métal ; il en est de même des ruptures de cornières et tôles de renfort. Souvent aussi les fissures imprévues ont pour cause une défectuosité dans la construction de la chaudière ou dans l’usinage de ses pièces, ou encore sa fatigue excessive en service. Les forts surmenages, suivis d’une chute rapide de la température, exercent une action extrêmement préjudiciable. Notons enfin que beaucoup de criques peuvent, grâce à une visite attentive, être découvertes à leur , formation et que, par conséquent, on peut éviter les mauvaises conséquences ultérieures.;
- On trouvera, dans VOrgan fur die Fortschritte des Eisenbahnwesens, années 1891 et 1892, des articles sur les formations de rouille à l’intérieur des chaudières.
- Après ces considérations générales, nous^allons examiner les avaries de chaudières, rangées dans quatre groupes, en y ajoutant encore quelques notes explicatives :
- 1° Criques (fissures). — Les criques'et fissures se forment principalement dans les arrondis de la plaque tubulaire du foyer, dans les parois de la porte et dans la plaque avant de la boîte à feu ; en outre, dans les cloisons entre tubes des plaques tubulaires, au bord des tôles, à partir des trous de rivets, et enfin, à partir des trous d’entretoises. Tant que la sécurité du service n’est pas compromise, les fissures sont baguées ou boulonnées ;
- 2° Pustules. — Les pustules se produisent dans l’intérieur de la chaudière sous différentes formes, principalement aux points situés assez bas, au milieu de la chaudière, plus rarement dans la chambre à vapeur du corps cylindrique, autour du cadre de la boîte à feu, le long des rivures et des viroles. Ces incidents se présentent surtout, quand le métal des tôles n’est pas homogène, aux points de contact de deux métaux différents, par suite de variations de température fréquentes et brusques, et sous l’action de certaines eaux d’alimentation.
- Les corrosions à la partie inférieure des tôles de’foyer se produisent surtout sous l’action des combustibles sulfureux ;
- 3° Cavités (sillons). — Les sillons et plis se produisent surtout dans des arrondis des plaques de foyer, du fait que, pendant l’emboutissage, la couche supérieure se fend par petites criques, à arêtes vives, qui s’élargissent et s’approfondissent sous l’action du feu. Des sillons et cavités analogues prennent aussi naissance éur le cote eau du foyer, de même que dans les arrondis de la boîte à feu et de la plaque de jonction avec le corps cylindrique.
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- Des sillons se forment souvent aussi verticalement, le long des colonnes d’entretoises ;
- 4° Corrosions de surface en général. — On les rencontre principalement ' le long de toute la moitié inférieure du corps cylindrique, dans les arrondis des tôles de boîte à feu et dans les parois de la boîte à feu, soit dans une direction verticale, entre les entretoises, et à leur partie inférieure, soit dans une direction horizontale; en outre, sur la partie inférieure de la boîte à fumée et autour des trous de lavage.
- Des corrosions occasionnées par le feu se trouvent fréquemment sur la plaque tubulaire et sur les autres parois des foyers; elles se produisent principalement par suite d’une chauffe forcée ou aussi sous l’influence d’un combustible particulièrement sulfureux.
- 9. États et croquis relatifs a la condition de la chaudière. — On tient, en règle générale, des états des chaudières entrant en réparation et de leurs avaries; quelquefois aussi on établit des croquis. Le système suivi à ce sujet est, chez les différentes administrations, le suivant : '
- Les chemins de fer de l’État autrichien prescrivent, ‘pour chaque réparation de chaudière, l’établissement d’un état relatant l’état de la chaudière avant la réparation, avec une description exacte de la chaudière même. Relativement à chaque chaudière, on tient un livret dans lequel sont notées toutes les avaries et leurs réparations, depuis la'construction de la chaudière jusqu’à sa démolition. Dans des cas spéciaux, on prend des croquis exacts cotés et des calques en plâtre des corrosions importantes. Des renseignements détaillés à ce sujet et la description des statistiques de réparations en usage sur les chemins de fer de l’État autrichien sont donnés dans le récent ouvrage : Handbuch des Eisenbahn-Maschinenwesens (Traité des constructions mécaniques dans les chemins de fer), par le chevalier de Stockert, édition de 1908, volume III, page 197.
- Les réparations effectuées aux chaudièresde locomotives^du Sud de l’Autriche sont chaque fois consignées dans un ^rapport et signalées à la direction sur le réseau de laquelle ces réparations ont été notées. Les avaries des chaudières ne sont reproduites que dans des cas spéciaux par un croquis ou par des calques en plâtre ou en plomb, afin de pouvoir prendre une décision sur la nature de la réparation à effectuer ou sur la progression des avaries en question dans le service ultérieur.
- Les criques, fissures, corrosions, etc., sont aussi dessinées et notées dans les ateliers des lignes hongroises de cette compagnie à l’occasion des réparations générales.
- Le Nord-Ouest autrichien établit des procès-verbaux relatifs à la visite intérieure et extérieure des chaudières; ces procès-verbaux sont, au besoin, accompagnés de croquis.
- Sur le chemin de fer d’Aussig-Teplitz, les états et croquis des avaries de chau-
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- dières ne sont tenus par les ateliers effectuant les réparations que pour leur propre usage. En outre, des rapports sur la visite intérieure des chaudières sont adressés tous les six mois à l’administration supérieure.
- Les chemins de fer de l’État hongrois établissent également un procès-verbal de visite des chaudières, qui est inscrit dans les livrets matriculaires des locomotives. De plus, on prend des croquis des avaries importantes.
- 10. Modifications dans la constiujction des chaudières en vue de diminuer les avaries. Largeur des lames d’eau. Entrée de l’eau d’alimentation. — 11 n’existe pas d’instructions générales en ce qui concerne les modifications à apporter à la construction des chaudières de locomotives pour éviter les avaries; on se contente de modifier, suivant le cas, certains détails. On peut énoncer le principe généralement valable qu’il faut donner aux bords des tôles de foyer un congé de rayon aussi grand que possible, afin d’éviter la formation de sillons et de plis. Plusieurs administrations emploient, pour éviter les corrosions sur la moitié inférieure du corps cylindrique ainsi qu’au bord intérieur inférieur de la boîte à feu, des tôles de protection en acier d’environ 5 millimètres d’épaisseur, rivées directement contre les longerons; parfois, des feuilles de cuivre minces sont fixées sur les tôles de la boîte à feu. Ces pièces de protection ont donné de bons résultats, néanmoins les chemins de fer de l’État hongrois en ont abandonné l’emploi pour leurs chaudières de locomotives, parce que leur démontage au moment des visites des chaudières présentait des difficultés ou que la pose de nouvelles tôles dans la chaudière était impossible. Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz emploie aussi des tôles de protection en cuivre sur les demi-viroles inférieures du corps cylindrique; mais les résultats n’ont pas été satisfaisants et on les a retirées.
- Parmi les autres détails de construction ayant pour but d’empêcher les avaries de chaudières, nous citerons l’espacement suffisant des entretoises, les berceaux cylindriques de boîte à feu et, enfin, le détartreur Gôlsdorf : le Nord-Ouest autrichien en fait usage et s’en promet une diminution des corrosions.
- L’opinion est très répandue aujourd’hui que les avaries, qui augmentent avec les pressions de vapeur constamment croissantes et qui intéressent surtout le foyer par suite des hautes températures, peuvent être évitées, en partie au moins, par l’emploi de la surchauffe, et que l’entretien des chaudières s’en ressentira avantageusement.
- La lame d’eau qui baigne, les parois du foyer est d’environ 60 à 80 millimètres à la partie inférieure; plus haut, elle est de 100 à 150 millimètres. Sur quelques types de locomotives modernes, cette cote atteint 180 millimètres. La hauteur minimum, prescrite par l’administration supérieure, du niveau de l’eau au-dessus du ciel du foyer est de 100 millimètres.
- Sur la plupart des locomotives, l’eau d’alimentation est amenée dans la chaudière à la hauteur de l’axe et soit au milieu, soit dans le premier tiers de la longueur du corps cylindrique ; souvent le refoulement est placé sous le dôme de prise de
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- vapeur. Ordinairement l’appareil d’alimentation se termine par un dispositif d’isolement, s’ajoutant au clapet de refoulement. Le Nord-Ouest autrichien a des locomotives sur lesquelles l’eau d’alimentation entre par la partie supérieure de la chaudière Cette administration fait, comme il a été dit, des essais avec le délar-treur Gôlsdorf, que l’eau d’alimentation traverse pour entrer dans la chaudière. Des essais consistant à amener l’eau d’alimentation dans la chaudière à travers la plaque tubulaire et des essais de réchauffeurs, sont actuellement en cours sur les lignes hongroises du Sud de l’Autriche.
- L’alimentation des chaudières est généralement assurée par des injecteurs; le plus souvent on emploie des appareils non aspirants.
- Les chemins de fer de l’État hongrois expérimentent en ce moment deux types de réchauffeurs. C’est d’abord l’appareil Brazdâ : l’eau d’alimentation est réchauffée dans un réservoir spécial, à l’aide de vapeur vive, jusqu’à la température de la chaudière, puis, quand les pressions s’équilibrent, elle entre directement dans la chaudière. L’avantage de ce système est que le tartre est complètement éliminé dans le réchauffeur et se dépose dans la chaudière sous forme de boue fine sans former d’incrustations dures.
- On fait aussi, à cette heure, des essais avec l’appareil Caille-Potonier, dans lequel une partie de la vapeur d’échappement est employée au réchauffage de l’eau. Après avoir été portée à 90° ou davantage, l’eau est refoulée dans la chaudière par une pompe spéciale.
- Les deux systèmes n’ont pas encore été suffisamment expérimentés et nous ne pouvons donc pas porter de jugement définitif sur leur valeur.
- 11. Lavage des chaudières de locomotives. — Sur les chemins de fer de l’État autrichien, les chaudières de locomotives sont lavées à l’eau froide ou à l’eau chaude, suivant les moyens d’action dont on dispose dans les dépôts ; cependant, la préférence pour le lavage à l’eau chaude s’accentue. La périodicité des lavages varie entre cinq et vingt jours et donne la mesure de la qualité de l’eau d’alimentation des chaudières. Si le lavage se fait à l’eau froide, il faut compter jusqu’à douze heures, suivant les dimensions de la chaudière, pour le refroidissement jusqu’au moment de la vidange de l’eau, et de deux à quatre heures pour le refroidissement ultérieur de la chaudière vide, soit en tout environ seize heures. La pression à employer dépend des dimensions de la chaudière et du nombre et de la distribution des trous de lavage; elle varie de 4 à 8 atmosphères. Pour le lavage chaud, l’eau nécessaire est prise à l’aide de l’injecteur sur une autre locomotive en pression ou bien on emploie le procédé de Wittenberg et Schillhan, qui est le suivant. Après la rentrée au dépôt de la locomotive qu’il s’agit de laver, on se sert de la vapeur qui reste pour réchauffer l’eau du tender, qui est ensuite employée au lavage de la chaudière vidée et suffisamment refroidie, à l’aide de pompes centrifuges ou ù turbine, actionnées par des moteurs électriques ou à essence de Pétrole.
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- Sur les lignes du Sud de l’Autriche, on emploie encore, dans la plupart des cas, le lavage à l’eau froide. Cependant, dans quelques dépôts de locomotives, on a déjà pris des dispositions pour appliquer le système Wittenberg-Schillhan, avec l’eau du tender réchauffée à 70 ou 80° C. Grâce à cette méthode, la durée du lavage, depuis la rentrée de la locomotive au dépôt jusqu’au moment où elle est de nouveau prête pour le service, peut être ramenée à six heures.
- L’intervalle entre deux lavages de la chaudière varie, selon la qualité de l’eau d’alimentation dont on dispose, entre six et dix jours, représentant environ 1,000 à 2,000 kilomètres. La pression de l’eau employée au lavage est le plus souvent de
- 1 V‘2 à 3 atmosphères, suivant la hauteur des réservoirs; quelquefois, elle atteint ou dépasse 5 kilogrammes.
- Sur les lignes hongroises de cette administration, les chaudières de locomotives sont lavées exclusivement avec de l’eau chaude, d’après la méthode Wittenberg-Schillhan, après chaque parcours de 700 à 1,000 kilomètres, quelle que soit la qualité des eaux d’alimentation. La pression du jet d’eau est de 2 à 4 kilogrammes.
- Une partie des chaudières locomotives du Nord-Ouest autrichien sont lavées à l’eau chaude. Le parcours moyen entre deux lavages varie de 220 à 1,500 kilomètres. En fixant ces limites, on tient compte de la qualité de l’eau d’alimentation.
- Pour le refroidissement avant le lavage à l’eau froide, on prévoit un délai de huit à dix heures. La pression est de 0.5 kilogramme pour les lavages froids et d’environ
- 2 kilogrammes pour les lavages chauds. Dans ce dernier cas, l’eau chaude est prise dans l’injecteur d’une locomotive chauffée; on démonte le robinet de trop-plein de l’injecteur pour fixer à la place de sa vis de fermeture le tuyau flexible servant au lavage.
- Sur le chemin de fer d’Aussig-Teplitz les lavages se font soit à l’eau froide, soit à l’eau chaude, suivant le nombre de locomotives en pression dont on dispose, puisque pour chaque locomotive qu’il s’agit de laver à l’eau chaude une locomotive allumée est nécessaire. Le temps entre deux lavages est de sept à neuf jours.
- En cas de lavage à l’eau froide, on fixe pour le refroidissement préalable de la chaudière un délai de quatre heures.
- Les pressions employées pour le lavage sont de 1 kilogramme avec l’eau froide, de
- 3 à 4 kilogrammes avec l’eau chaude. On procède comme suit au lavage à l’eau chaude : à côté de la locomotive qu’il s’agit de laver, on amène, sur la voie adjacente, une locomotive sous pression, puis on visse sur le robinet de trop-plein de l’injec-teur de la locomotive en feu, à l’aide d’un tampon fileté métallique, un boyau en chanvre qui sert aussi aux lavages à l’eau froide. Un agent manœuvre la lance du boyau, tandis qu’un autre s’occupe continuellement de l’injecteur. La pression delà vapeur ne doit pas dépasser 6 kilogrammes. On peut commencer le lavage aussitôt après l’évacuation de l’eau chaude. Le lavage terminé, la chaudière est remplie d’eau chaude à l’aide du même injecteur qui a servi au lavage.
- Les chaudières de locomotives des chemins de fer de l’État bulgare sont généralement lavées à l'eau chaude, en moyenne après un parcours de 1,200 kilomètres. La
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- vapeur est évacuée une heure aü plus tôt après qu’on a jeté les feux, puis la chaudière se refroidit pendant huit à dix heures. Le lavage à l’eau chaude se fait sous une pression de 5 à 6 kilogrammes.
- Les chaudières des locomotives des chemins de fer de l’Etat hongrois ont été lavées principalement jusqu’à présent à l’eau froide ou, au moyen d’injeeteurs de locomotives sous pression, à l’eau chaude, comme il a déjà été dit plus haut. Cependant le lavage à l’eau chaude se répand successivement de plus en plus et on emploie ou envisage à cet effet, outre la méthode précitée à l’aide de l’injecteur d’une seconde locomotive, en pression, les procédés suivants :
- 1° Des injecteurs mobiles et à action vigoureuse, alimentés soit par la vapeur d’une locomotive ou par celle d’une chaudière fixe établie dans ce but. En s’appuyant sur les essais préliminaires, qui doivent être considérés comme heureux, on a projeté à cet effet, dans les dépôts en question, l’établissement de conduites de vapeur spéciales afin de pouvoir procéder au lavage en un point quelconque;\
- 2° Des réservoirs d’eau chaude, avec la conduite correspondante. Le réchauffage de l’eau dans le réservoir se fait soit par l’introduction de vapeur de la chaudière d’une locomotive rentrant au dépôt, soit au moyen d’une chaudière spécialement établie à cet effet. Il n’existe pas encore d’installations de ce genre, mais on les entreprendra prochainement;
- 3° Le procédé de lavage à l’eau chaude, système Wittenberg-Schillhan, qui a déjà été décrit plus haut.
- Les méthodes modernes de lavage des chaudières ne sont pas sorties de la phase expérimentale et on ne peut donc pas encore dire définitivement quel est le.procédé qui, au point de vue des besoins du service et de l’économie, est le plus avantageux. Ces essais seront donc continués sur une plus grande échelle.
- Le lavage des chaudières de locomotives se fait en moyenne après un parcours de 600 à 700 kilomètres; cependant cette limite est relevée, avec de bonnes eaux d’alimentation, jusqu’à 1,000 kilomètres; par contre, lorsque l’eau dont on dispose est de mauvaise qualité, elle est abaissée à 350 ou 400 kilomètres.
- La locomotive munie du réchauffeur système Brazdâ n’est lavée qu’après un parcours de 600 à 800 kilomètres; elle a même parcouru déjà jusqu’à 10,000 kilomètres sans présenter de dépôts de tartre dur dans la chaudière; il se dépose seulement dans les parties inférieures de la chaudière beaucoup de boue qui peut être facilement enlevée par le lavage. Dans l’intervalle l’eau de la chaudière est vidée en partie sous pression réduite, et on extrait en même temps une partie de la boue qui s’est déposée. Cet essai n’est pas encore terminé non plus.
- Pour le lavage à l’eau froide, il faut qu’après évacuation de la vapeur la chaudière se refroidisse au moins six heures et, dans la saison chaude, au moins huit heures, avant qu’on puisse procéder au lavage. Dans les cas urgents on opère comme suit : après la rentrée de la locomotive au dépôt, on remplit la chaudière et on la laisse reposer trois à quatre heures avec son eau. Puis on ouvre modérément le robinet
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- de vidange et on laisse lentement écouler l’eau, en introduisant en même temps de l’eau froide par l’entonnoir monté sur le haut de la chaudière, de sorte que le niveau de l’eau dans la chaudière reste le même. Une fois la chaudière refroidie, on la vide complètement et on procède au lavage dans les conditions ordinaires. Le principal avantage attribué à ce procédé est que le tartre qui adhère aux parois de la chaudière et aux tubes n’y sèche pas et est, par suite, plus facile à enlever.
- La pression du jet d’eau pour le lavage est en général de 0.5 à 1.5 kilogramme, mais dans les installations modernes et dans d’autres cas spéciaux, elle est plus élevée et atteint une limite supérieure de 4 kilogrammes. Cette dernière pression est atteinte aussi pour les lavages à l’eau chaude.
- 12. Extractions sous pression. — Quelques administrations seulement procèdent à l’extraction partielle sous pression, dans le but d’évacuer les dépôts. Sur les chemins de fer de l’État autrichien, l’eau de la chaudière est extraite avant chaque lavage sous une pression d’environ 1/2 kilogramme. Le Sud de l’Autriche admet pour cette opération une pression de 1 à 1.5 kilogramme; quelquefois aussi on procède, à des intervalles assez rapprochés, à l’évacuation partielle de l’eau de la chaudière, afin d’enlever la boue ou d’éviter la concentration des éléments nuisibles de l’eau. Sur les lignes de l’État hongrois, l’extraction partielle de l’eau de la chaudière sous une faible pression est pratiquée dans certains dépôts, surtout quand les eaux d’alimentation employées sont boueuses ou fortement alcalines, soit pour enlever la boue, soit pour empêcher les entraînements d’eau, mais cette pratique n’a pas été reconnue particulièrement efficace. De toute façon, il est plus avantageux, lorsque le temps le permet, d’évacuer l’eau complètement et de laver la chaudière avec de l’eau chaude.
- Quelques administrations ne vident, en principe, l’eau de la chaudière que quand il n’y reste plus de pression.
- Presque toujours on se sert de robinets de vidange placés à la partie inférieure de la boîte à feu et que l’on peut souvent actionner à l’aide d’une longue clef en se tenant en dehors du longeron. Certaines locomotives sont aussi munies de robinets de vidange sur la moitié inférieure du corps cylindrique.
- 13. Eaux particulièrement corrosives. — A l’exception du Nord-Ouest autrichien, aucune des administrations consultées ne fait mention d’eaux d’alimentation de ce genre. Le Nord-Ouest fournit les renseignements suivants au sujet de l’analyse d’une eau qui est épurée au moyen du procédé à la chaux et à la soude, et qui, selon toute probabilité, attaque les tôles des chaudières qu’elle sert à alimenter :
- Ca O....................... . . 14.94 grammes par 100 litres d’eau.
- Mg O. ................. 11.02 — — —
- K* O................. . . . . 22.73 — — —
- Na2 O.......................... 6.68 — — —
- S O3 .......................... 38.30 - —
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- Cl. ........ .
- CO2.................. .
- Si 02..................
- Az H4................
- Résidas de la vaporisation .
- — l’incandescence .
- 3.75 grammes par 100 litres d’eau.
- 15.72 — — —
- 1.72 — — —
- 1.72 — — —
- 120.08 — — —
- 113.22 — — —
- 14. Enduits destinés a protéger les tôles et traitement spécial de l’eau d’alimentation pour empêcher les corrosions. — Le Nord-Ouest autrichien emploie pour le premier remplissage et l’épreuve sous pression des nouvelles chaudières une solution de chaux saturée, afin de neutraliser l’acide carbonique qui pourrait adhérer aux points défectueux des tôles de chaudière. Il n’a été fait d’essais de quelques enduits que sur une petite échelle et on ne peut pas se prononcer sur l’efficacité de ces enduits.
- Les chemins de fer de l’Etat bulgare emploient, dès qu’on remarque des corrosions, un enduit protecteur au pétrole ou au goudron.
- Les chemins de fer de l’Etat hongrois ont fait, à un moment, des essais en vue de garantir les surfaces intérieures des boîtes à fumée contre l’oxydation, au moyen d’un enduit de ciment; mais on a abandonné ce procédé parce que son action sur la conservation des tôles a été inappréciable.
- On n’emploie nulle part d’autres précautions, à moins qu’on ne veuille y comprendre l’application de tôles de protection, dont il a déjà été question à l’article 10.
- lo. Emploi de plaques de zinc dans les chaudières. — L’introduction de plaques de zinc dans la chaudière pour atténuer les incrustations et les corrosions n’est pas employée.
- 16. Métal des entretoises. Ruptures et autres avaries de ces pièces. — Les chemins de fer de l’État autrichien emploient normalement des entretoises en cuivre; toutefois les entretoises des foyers en acier doux sont également en acier doux. On expérimente des entretoises en bronze manganésé, mais d’après les résultats obtenus jusqu’à présent ce métal ne se recommande que pour les entretoises exposées aux plus grands efforts de traction. Pour les entretoises qui fatiguent moins, le cuivre est préférable parce qu’elles sont plus faciles à usiner et tiennent mieux dans les plaques. Il n’est pas établi de statistiques à ce sujet.
- Les entretoises sont perforées; il n’est pas employé d’entretoises flexibles.
- L emploi du cuivre électrolytique pour les entretoises, sans refonte préalable, est interdit.
- Sur le Sud de l’Autriche, les entretoises sont toujours en cuivre ou en fer; des entretoises en bronze manganésé ou autres alliages ne sont employées qu’à titre Cessai, sans avantage appréciable. Les locomotives des types modernes sont toujours munies d’entretoises en cuivre; sur les anciennes machines, les cinq rangées
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- inférieures et les entretoises des angles supérieurs du foyer sont en cuivre, les autres sont en fer.
- Les entretoises cassent généralement dans la partie filetée, à l’intérieur des parois de la boîte à feu, et ce sont surtout les entretoiscs d’angle dont il vient d’être question qui sont exposées aux ruptures parce qu’en ces points les différences de dilatation des tôles extérieures et intérieures atteignent leur maximum. Afin de découvrir immédiatement les ruptures des entretoises, on perce celles-ci à leur extrémité extérieure, sur une longueur d’environ 25 millimètres, d’un trou de 5 millimètres de diamètre. Depuis quelque temps on emploie aussi, à titre d’essai, des entretoises en cuivre perforées dans toute leur longueur. Il n’est pas fait usage d’entretoises flexibles.
- Sur les lignes hongroises du Sud de l’Autriche, on a également fait des essais avec des entretoises en bronze manganésé. L’usinage de ce métal dur est laborieux. Ces entretoises ont fait un bon service dans les rangées supérieures; mais il paraît que les têtes des entretoises situées dans la direction du martelage sautent facilement.
- Le Nord-Ouest autrichien emploie également des entretoises en cuivre et en fer. On trouvera de précieux renseignements sur les ruptures d'entretoises et sur la façon de les découvrir dans l’ouvrage : Défauts des chaudières des locomotives et des loco-mobiles, traduit de l’allemand par Édouard Franken; Paris, librairie polytechnique, Baudry & Cie, 1895.
- On emploie régulièrement des entretoises flexibles dans la première rangée du ciel. Il arrive très rarement qu’une tête d’entretoise se détache.
- Le chemin de fer d’Aussig-Teplitz emploie exclusivement des entretoises en cuivre. Les ruptures se répartissent entre tout le foyer, mais elles se produisent surtout dans la partie médiane des parois latérales et le plus souvent sur l’enveloppe de boîte à feu extérieure.
- Les entretoises sont percées aux deux extrémités; on n’emploie pas d’entretoises flexibles. Les têtes s’usent au feu, mais on n’a pas remarqué qu’elles se détachent.
- Les chemins de fer de l’État bulgare n'emploient également que le cuivre pour les entretoises. Les ruptures se produisent presque toujours dans le voisinage immédiat des parois, et le plus souvent aux points des flancs du foyer où leurs mouvements sont les plus intenses soit sous l’action de la pression de la vapeur, soit par suite de surchauffages locaux, ainsi qu’aux points où la dilatation des parois du foyer est considérable, et enfin aux points où il se forme des corrosions des entretoises sous l’action des mauvaises eaux d’alimentation.
- Les chemins de fer de l’État hongrois emploient des entretoises en cuivre pur et, depuis quelque temps, en cuivre phosphoreux (13.99 p. c. de phosphore). Autrefois, on employait aussi des entretoises en bronze manganésé (4 p. c. de manganèse); mais en raison de la dureté du métal l’usinage des entretoises ainsi que le façonnage et le matage des têtes offraient des difficultés. Pour ces raisons, et à cause des nombreuses fuites aux entretoises on a abandonné l’emploi du bronze man-ganésé.
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- Les ruptures d’enlretoises se produisent le plus fréquemment dans les rangées horizontales supérieures et les colonnes verticales "extérieures; il en résulte des gondolements des parois en"ces points. Elles ont ordinairement lieu contre la face intérieure des parois de la boîte à feu. Afin de les découvrir plus facilement, on perce les entretoises dans toute leur longueur et on rive le trou sur le côté extérieur de la boîte à feu. Les entretoises cassées se révèlent par des bulles et on les remplace aussitôt; le renouvellement immédiat a surtout de l’importance quand la rupture a eu lieu dans les rangées supérieures ou les colonnes extérieures d’entretoises.
- A titre d’essai, on a aussi employé des entretoises flexibles; mais on a constaté qu’au bout d’un temps relativement court elles s’entartraient à un tel point qu’elles ne conservaient plus leur flexibilité et par suite ne répondaient plus à leur but.
- Les têtes d’entretoises s’usent au feu forcé, surtout au-dessous des voûtes en briques, et sautent alors au moment du matage.
- 17. Garnissage uu foyer avec des briques réfractaires. — Les chemins de fer de l’État autrichien ont employé des garnissages de ce genre, mais les résultats n’ont pas été satisfaisants.
- Le Sud de l’Autriche n’en fait pas usage. Sur la plupart de ses locomotives, il emploie toutefois une voûte en briques réfractaires pour renvover la flamme et faciliter la combustion et l’utilisation de la chaleur. Ces voûtes — qui ne sont pas de véritables dispositifs de protection —- sont aussi employées avec succès par d’autres administrations.
- Le Nord-Ouest a fait l’essai de garnir les parois latérales (du fover. dans la partie inférieure, d’un mélange de terre de kaolin, de briques de kaolin, de graphite et de laine d’asbeste dans différentes proportions, d’après le brevet Spiegelhalter de Mis-kolcz (Hongrie) ; mais les résultats ne furent pas satisfaisants : le garnissage ne tarda pas à se détacher.
- Les chemins de fer de l’État hongrois ont fait des essais étendus avec la matière réfractaire Spiegelhalter, retenue par un grillage fixé par des pointes contre certaines entretoises de la partie inférieure des parois du foyer, un peu au-dessus du feu. On a constaté qu’avec du charbon fortement sulfureux, mais non agglutinant, le garnissage se maintenait assez bien et que la partie protégée des parois du foyer restait complètement intacte sans que la vaporisation s’en ressentît défavorablement. Avec des houilles agglutinantes ou produisant beaucoup de mâchefers, il se dépose beaucoup de mâchefers sur le garnissage dont l’épaisseur, qui n’est initialement que d environ 3 centimètres, augmente alors beaucoup et, en venant recouvrir une plus grande partie du feu, nuit à la vaporisation. L’enlèvement des dépôts nécessite un assez grand effort, le garnissage lui-même en souffre, est détaché et entraîne donc beaucoup de réparations, assez longues et coûteuses. On a constaté en outre qu’avec certains types de locomotives l’emploi du garnissage en question donne lieu à des fuites exceptionnellement fréquentes; c’est un fait dont on n’a pas encore pu élucider la cause avec une certitude parfaite.
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- Les essais du garnissage Spiegelhalter ne sont pas terminés et on n’en a pas encore déterminé la valeur économique.
- Conclusions relatives à la question VI littéra C, pour T Autriche-Hongrie et la Bulgarie.
- Les avaries observées sur les locomotives se produisent dans des conditions typiques et pour ainsi dire identiques sur tous les chemins de fer ; ce,s conditions sont d’ailleurs suffisamment connues. Des incidents particuliers à certains types de chaudières ne paraissent pas avoir été remarqués ou du moins n’ont pas été signalés. Il n’existe pas d’instructions spéciales ayant pour objet d’empêcher les avaries de chaudières.
- L’épuration des eaux d’alimentation se fait, soit dans la chaudière et le tender, plus rarement dans le réservoir d’eau, soit dans des stations d’épuration, toutefois peu nombreuses. On ne possède pas de renseignements au sujet de l’effet des différents procédés d’épuration sur l’entretien des chaudières, et de leur influence économique.
- L’épuration est surtout effectuée au moyen de soude et de chaux. Les produits dits désincrustants ne sont généralement pas employés.
- Les lavages de la chaudière se font à l’eau froide et à l’eau chaude; il y a tendance à généraliser ce dernier procédé et quelquefois on emploie à cet effet des dispositions spéciales.
- Des réchauffeurs et des détartreurs sont employés à titre d’essai.
- Les entretoises sont généralement en cuivre, le bronze manganésé est employé dans des proportions très restreintes.
- Le garnissage des*parois de foyer n’est appliqué qu’à titre d’essai.
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- ANNEXE.
- Questionnaire détaillé relatif à la question VI, littéras A et C.
- Littéra A.
- 1. Quel type de chaudière employez-vous : Belpaire ou à berceau cylindrique ? Prière d’envoyer des dessins de vos derniers types normaux.
- 2. Si vous employez des chaudières à berceau cylindrique, armez-vous les ciels de foyer au moyen de fermes ou d'entretoises radiales ? Veuillez indiquer les avantages particuliers que vous reconnaissez à chacun des deux types.
- 5. Avez-vous des locomotives munies de foyers cylindriques? Si vous employez ce type, prière de joindre des dessins et d’indiquer les avantages ou les inconvénients inhérents à l’adoption de ce mode de construction du foyer.
- 4. Avez-vous des chaudières munies de chambres de combustion? Le cas échéant, prière de joindre des dessins et de dire quels sont les résultats que vous avez obtenus avec ce mode de construction.
- 5. Avez-vous construit des chaudières dont les foyers ne sont pas en cuivre? Le cas échéant, quels ont été les résultats obtenus, relativement à ceux des foyers en cuivre du même genre de construction ?
- 6. Quelles sont la forme et les dimensions que vous trouvez les plus convenables pour la porte du foyer? Employez-vous une porte spéciale ou un autre moyen spécial pour l’admission de l’air? Employez-vous un cadre ou des pinces embouties pour assembler la plaque du foyer avec la façade arrière de la chaudière? Dans le premier cas, comment le cadre est-il attaché?
- 7. Quelle est la proportion entre la surface totale de la grille, les vides entre les barreaux et la surface totale des tubes? Avez-vous des chaudières munies de grilles à secousses ou à jette-feu?
- 8. Dans les très longues chaudières, employez-vous un genre quelconque de support intermédiaire pour le corps cylindrique?
- 9. Quel est le type de plaque tubulaire d’avant dont vous munissez vos chaudières : plaque emboutie s’ajustant sur la virole d’avant ou plaque avec prolongement s’assemblant sur l’enveloppe?
- 10. Quel métal employez-vous pour vos tubes ? Indiquez les raisons de l’adoption du métal ou de l’alliage dont vous faites usage.
- 11. Quelles sont les dimensions des tubes employés dans votre type normal de chaudière, y compris l’épaisseur à chaque extrémité?
- 12. Quelle méthode employez-vous pour l’emmanchement des tubes dans les plaques tubulaires de vos chaudières ? Veuillez donner une description, avec croquis, des machines pu appareils spéciaux employés pour cet usage. Les tubes sont-ils mandrinés dans un ordre particulier quelconque?
- 13. Avez-vous expérimenté des tubes Serve? Le cas échéant, prière de donner des renseignements sur votre expérience.
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- 14. Avez-vous à vous plaindre :
- a) de corrosions des tubes en acier ou en fer ?
- b) d’usure excessive ou de cassures de tubes en cuivre ou en laiton contre la face
- intérieure de la plaque tubulaire en cuivre?
- Quels moyens employez-vous pour combattre ces défauts?
- Avez-vous essayé des tubes en acier ou fer galvanisé et, s’il y a lieu, quels ont été les résultats ?
- 18. Employez-vous des viroles dans les tubes? Le cas échéant, dans quel but, c’est-à-dire sont-elles destinées, par exemple :
- a) à assurer l’étanchéité du tube ?
- b) à protéger le bout du tube contre l’action du feu ?
- Quelle conicité et quelle épaisseur donnez-vous à la virole?
- Bouterollez-vous les extrémités de vos tubes et, s’il y a lieu, avec quels résultats? Si cette méthode a été essayée et abandonnée, quelle est la cause qui vous l’a fait abandonner?
- lSbis. A quelles causes attribuez-vous les fuites des tubes dans le foyer?
- Quels moyens employez-vous pour les combattre ?
- 16. Comment'vos tubes sont-ils disposés dans la plaque tubulaire •. en rangées verticales ou horizontales? Indiquez la raison de votre pratique. Quel espacement donnez-vous aux tubes?
- 17. Employez-vous des pressions de plus de 12.66 kilogrammes par centimètre carré (180 livres par pouce carré) et, s’il y a lieu, avez-vous été obligé de prendre des mesures spéciales en vue de ces pressions, notamment pour assurer l’étanchéité des tubes et pour entretenir la plaque tubulaire du foyer en bon état?
- 18. Avez-vous constaté qu’un espacement spécial quelconque des tubes ou des entretoises a entraîné une diminution des incidents dus aux criques des angles de la plaque tubulaire? Avez-vous essayé le martelage à froid de la plaque tubulaire en cuivre dans le but de l’écrouil* et, s’il y a lieu, avec quels résultats?
- 18bîs. Quels procédés employez-vous pour réparer les diverses avaries des plaques tubulaires?
- 19. Employez-vous une boîte à fumée allongée? Le cas échéant, quels sont les avantages que vous en retirez?
- 20. Vos derniers types normaux de chaudières sont-ils munis d’un dôme de prise de vapeur, et s’ils n’en ont pas, quel dispositif employez-vous pour obtenir de la vapeur sèche ?
- 21. Quelle matière employez-vous pour l’enveloppe isolante de vos chaudières ? Les chaudières ont-elles une enveloppe à l’intérieur de l’abri ? Si vous avez fait des essais pour déterminer l’efficacité relative de différents isolants, veuillez donner les détails et les résultats.
- 22. Employez-vous un système de réserve de chaleur et, le cas échéant, quel avantage en retirez-vous ?
- Littéra C.
- 1. Quel procédé ou quels procédés employez-vous pour adoucir l’eau ? Donnez les détails du traitement chimique adopté, en indiquant les produits employés; et, sans décrire des méthode» connues, fournissez des renseignements sur les procédés ou appareils spéciaux que vous employé ou sur les détails spéciaux, se rattachant à l’application des méthodes de traitement ordinaires,
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- que vous avez trouvés avantageux. Quelles précautions observez-vous pour assurer l’application convenable du traitement?
- 2. Veuillez dire si vous êtes satisfait des résultats obtenus et, si possible, donner des chiffres indiquant l’économie réalisée sur les chapitres suivants :
- 1° combustible;
- 2° frais de nettoyage et de retubage des chaudières ;
- 3° frais d’entretien et longévité des chaudières ;
- 4° dépense en eau (du fait qu’on peut employer de l’eau s’obtenant à bon compte, au lieu d’avoir à acheter de l’eau coûteuse de meilleure qualité).
- 5. Comment procédez-vous à l’égard des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates de calcium et de magnésium? Adoucissez-vous ces eaux et, dans ce cas, quelles précautions prenez-vous pour empêcher les entraînements d’eau causés par l’emploi de sels de sodium pour l’épuration ?
- 4. Avez-vous employé del’hydroxyde de baryum, du carbonate de baryum ou de l’aluminate de baryum, pour adoucir les eaux renfermant des sulfates? Le cas échéant, veuillez donner les détails, les résultats et le coût du traitement, et dire si vous trouvez qu’il est avantageux.
- 5. Avez-vous essayé de déterminer la quantité de sels de sodium présents dans l’eau des chaudières de locomotives lorsque les entraînements commencent ? Le cas échéant, veuillez donnër les détails et les résultats de ces expériences.
- 6. Employez-vous ou avez-vous employé des désincrustants introduits directement dans les chaudières, au lieu de traiter l’eau avant emploi? Le cas échéant, veuillez indiquer la nature des matières employées et les résultats obtenus.
- 7. A propos de l’adoucissement de l’eau ou de l’emploi de désincrustants, avez-vous eu des ennuis avec des fuites excessives aux tubes ou entretoises de chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails, en indiquant quelle est, d’après vous, la cause de ces fuites, s’il y en a une,, et, dans ce cas, quels moyens vous avez trouvés efficaces pour empêcher ou atténuer ces fuites?
- 8. Sur quelles parties de l’intérieur de la chaudière se produisent les avaries suivantes :
- 1° et 2°^ Criques;
- 3° Pustules ;
- 4° Sillons ;
- 5° Corrosions générales de surface ?
- 9. Lorsque les chaudières subissent de grandes réparations, inscrit-on sur les états de réparations des notes relatives aux avaries mentionnées dans la question 8 ? Fait-on sur ces états des croquis indiquant la nature, l’emplacement et les dimensions de ces avaries? Le cas échéant, pnere de joindre quelques-uns de ces états choisis parmi ceux qui renferment les avaries les plus
- caractéristiques.
- 10. Quelles sont les méthodes employées dans la construction des chaudières pour empêcher les avaries mentionnées dans les questions 8 et 9 ? Des modifications ont-elles été apportées à cet effet à la disposition des chaudières? Quelle est la largeur des lames d’eau qui baignent le foyer ? En quel point l’eau d’alimentation est-elle amenée et de quelle façon?
- 11 • Les chaudières sont-elles lavées à l’eau froide ou à l’eau chaude? Quels sont les parcours m°yens entre deux lavages? En fixant ces parcours, tient-on compte de la qualité de l’eau ? Quel
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- est le temps prévu pour le refroidissement avant le lavage de la chaudière à l’eau froide ? Sous quelle pression employez-vous l’eau pour le lavage ? Si vous avez adopté un système quelconque de lavage à l’eau chaude, veuillez le décrire en détail.
- 12. Employez-vous la vidange d’une partie de l’eau sous pression dans le but d’empêcher la .formation de dépôts et de réduire les entraînements d’eau ?
- Si vous avez adopté cette pratique, à quel moment et à quels intervalles l’appliquez-vous? Quels moyens adoptez-vous pour évacuer l’eau?
- Veuillez indiquer par des croquis la position du robinet de vidange et son mode de construction.
- 13. Si vous avez des eaux particulièrement corrosives pour les chaudières, mais dans lesquelles l’analyse ne révèle pas d’acide minéral libre, veuillez donner les analyses exprimées en parties par 100,000 et indiquant (si possible) les proportions de :
- Chaux (Ca O) ;
- .Magnésie (Mg O);
- Soude (Na2 O);
- Sels alcalins (tels que Ca CO5) ; Anhydride sulfurique (SO5) ;
- Anhydride azotique (Az2 O5);
- Chlore (Cl);
- Anhydride carbonique (CO2) libres ; Total des matières solides à 130° C.
- 14. Avez-vous essayé d’empêcher les corrosions en enduisant les surfaces intérieures des chaudières de ciment de Portland ou d’un genre quelconque de peinture, ou en traitant l’eau avec un excédent déterminé de chaux ou d’un autre produit chimique pour neutraliser l’acide carbonique ou tout autre acide, ou en introduisant des substances chimiques ou autres dans les chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails complets et les résultats.
- 13. Employez-vous des plaques de zinc dans vos chaudières? Le cas échéant, veuillez expli* quer, avec des croquis, le mode d’application et les résultats en ce qui concerne :
- 1° la prévention des incrustations;
- 2° la prévention des pustules et corrosions.
- 16. Quel métal ou alliage employez-vous ou avez-vous essayé pour les entretoises de foyer? Si c’est un métal quelconque autre que le cuivre ou le fer, veuillez en indiquer la composition.
- Quels sont les avantages que vous avez retirés de l’emploi de ces autres métaux ou alliages?
- Eprouvez-vous des ennuis du fait des ruptures d’entretoises? Si oui, veuillez dire où ces ruptures se produisent et indiquer :
- 1° leur emplacement dans l’entretoise elle-même ;
- 2° l’emplacement des entretoises dans le foyer.
- Avez-vous adopté des moyens spéciaux pour découvrir les ruptures?
- Employez-vous un type quelconque d’entretoise flexible? Constatez-vous que des têtes d’entretoises brûlent et tombent dans le foyer? Le cas échéant, quels moyens avez-vous adoptés ou essayés pour empêcher ces accidents, et avec quel résultat ?
- 17. Avez-vous essayé de garnir le foyer, ou une partie du foyer, de briques réfractaires ou de dalles en argile réfractaire, pour protéger les entretoises contre l’action du feu et favoriser une meilleure circulation de l’eau dans le foyer? Le cas échéant, veuillez donner les résultats et indiquer la nature et la composition de la matière réfractaire employée.
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- [ 621 .433.3 & 621 .134.3 ]
- EXPOSÉ N° 7
- (Russie)
- Par G. NOLTEIN,
- INGÉNIEUR,
- ADMINISTRATEUR DE LA SOCIÉTÉ DU CHEMIN DE FER DE MOSCOU-KAZANE.
- CHAPITRE I. Chaudières à tubes d’eau.
- a) Expériences faites sur le chemin de fer de Moscou-K azane*
- s Les réparations plus ou moins périodiques auxquelles donnent lieu les avaries des chaudières du type ordinaire sont souvent longues et coûteuses ; elles nécessitent la rentrée des locomotives aux ateliers et les immobilisent pendant des semaines, sinon pendant des mois. En présence de ces graves inconvénients, nous avions songé, il y a plus de douze ans, à remplacer le foyer de locomotive actuel par un nouveau type comportant l’emploi de tubes à eau. Les études entreprises dans cet ordre d’idées n’étaient pas encore terminées, lorsqu’un de nos anciens collègues, Mr l’ingénieur J. Brotan, fit connaître son type si ingénieusement conçu et si rationnellement exécuté de foyer à tubes d’eau.
- A notre extrême satisfaction, toutes les recherches devenaient désormais inutiles. En même temps la possibilité nous était offerte d’expérimenter en service un type complètement achevé qui répondait à notre but.
- Après accomplissement des nombreuses et longues formalités qui s’opposent en Russie à l’introduction de toute innovation, on put procéder en 1904 à la construction de deux chaudières expérimentales pour locomotives à marchandises 0-8-0, et la première, montée sur la locomotive A. H. n° 447, a déjà fait, à l’heure actuelle, deux années de service ininterrompu.
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- Contrairement aux appréhensions exprimées, au moment de l’approbation de la construction, par quelques ingénieurs du gouvernement, ces chaudières ont donné d’excellents résultats et n’ont nécessité pour ainsi dire aucune réparation.
- Il s’est rarement produit des fuites, encore a-t-on pu y remédier très simplement; la seule réparation de quelque importance a consisté à renouveler un tube à eau qui s’était troué sous l’action du feu.
- La cause de cette avarie était l’insuffisance des soins apportés au lavage de la chaudière, dont les figures 24 à 28 montrent la disposition; on peut d’ailleurs supposer cette construction généralement connue aujourd’hui. Dans le cadre tubulaire du foyer, à l’entrée du tube d’eau avarié par la suite, il s’était accumulé une certaine quantité de particules de tartre qui s’étaient détachées du tube et qui, en gênant la circulation de l’eau, avaient occasionné le coup de feu.
- Le renouvellement de ce tube dans les ateliers ne demanda qu’un jour (1).
- On peut donc admettre comme démontré que la chaudière Brotan nécessite en réalité peu de réparations et que celles-ci peuvent être effectuées dans un temps relativement très court.
- De même, les résultats obtenus par le chemin de fer de Moscou-Kazane permettent de dire que la preuve de l’exactitude de l’assertion de Mr J. Brotan, que les chaudières de son type ont un fonctionnement plus économique que les chaudières de locomotives ordinaires, est faite d’une façon incontestable.
- Les rapports de la division de statistique de l'inspection de la traction accusent en faveur des chaudières Brotan la très notable économie de combustible de 14.43 p. c. Ce résultat était tellement inattendu que l’administration décida de le vérifiera l’aide de parcours d’essai effectués avec soin.
- On en chargea le chef du dépôt de Moscou, Mr R. Haenelt, qui employa pour la comparaison une locomotive en très bon état du même type, mais à chaudière ordinaire, la machine A. H. n° 420.
- Les parcours d’essai eurent lieu en avril 1909, sur la section de Sokolniki-Riazane (longueur 183 verstes = 193.26 kilomètres), avec les résultats suivants :
- Désignation et numéro de la locomotive. Caractéristique (2) pour la section de Sokolniki-Riazane. Consommation de charbon par 1,000 pi*uds-verstes (en kilogrammes par 1,030 tonnes-kilomètres). Calories disponibles dans la chaudière par kilogramme de houille.
- 0-8-0 A. II. ne 420 6.63 1.072 (1.004) 5490.6
- 0-8-0 A. H. avec chaudière Brotan n° 447. . 5.46 0.913 (0.855) 5525.2
- (9 Rapport de l’inspection de la traclion du chemin de fer de Moscou-Kazane du 8 décembre 1908, n° 17713/2.
- (9 Voir chapitre II, § II-c.
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- Ils ne mettent pas seulement en évidence la supériorité de la chaudière Brotan, mais confirment aussi l’économie de combustible constatée par le service de la statistique, car d’après les résultats d’essais cités plus haut, cette économie atteint 14.8 p- c.
- En s’appuyant sur ces résultats, l’administration a décidé de munir quinze locomotives à voyageurs à vapeur surchauffée 2-8-0, actuellement en construction, de chaudières Brotan (voir fig. 26 à 28) qui, pour les raisons exposées dans le paragraphe II, seront munies chacune de vingt-quatre tubes à fumée.
- Au point de vue de leur apparence extérieure, les chaudières de ces nouvelles locomotives différeront notablement de celles représentées par les figures 24 et 25. Ainsi que le montrent les figures 26 à 28, le bouilleur supérieur est supprimé dans ce nouveau type ; par contre, la virole d’arrière du corps cylindrique reçoit une forme conique, permettant d’y loger le collecteur dans lequel les tubes à eau du foyer débouchent par le bas.
- Le cadre tubulaire, qui tient lieu du cadre massif ordinaire du foyer, a en première ligne pour but d’alimenter les tubes à eau du foyer avec l’eau venant du corps cylindrique, avec lequel il communique, dans notre type, par deux gros tuyaux (jusqu’à présent on n’en employait qu’un seul).
- C’est par ce moyen que l’on obtient la circulation vive qui caractérise la chaudière Brotan, et qui est destinée à empêcher l’entartrement des parois, même quand on emploie une eau d’alimentation très dure. Cependant le chemin de fer de Moscou-Kazane n’est pas à même d’apprécier jusqu’à quel point cette dernière prévision se réalise, car il a heureusement de l’eau de bonne qualité à sa disposition.
- Grâce à l’emploi de deux tuyaux de communication avec le corps cylindrique, nous avons réussi à éviter la nécessité de relier les deux côtés latéraux du cadre entre eux. C’est une amélioration appréciable, car l’expérience a montré que les assemblages par brides des différentes pièces du cadre tubulaire sont les points de la chaudière où il est le plus difficile d’aveugler les fuites. Dans le cas qui nous occupe, le cadre n’est formé que de quatre pièces, réunies entre elles par des joints à brides.
- L’entrée continuelle de l’eau par la partie inférieure des tubes du foyer facilite d’une manière spéciale l’ascension de la vapeur, sans aucune formation de remous, et comme, en outre, le mélange d’eau et de vapeur renfermé dans les tubes est beaucoup plus léger que l’eau qui arrive, la circulation de l’eau est sensiblement meilleure avec ce mode de construction : c’est à ce fait, joint à la faible épaisseur des parois du foyer, que l’on attribue la vaporisation plus rapide et plus économique fie lanhaudière Brotan. Or,, dans.l’annexe I, nous faisons la preuve que l’influence fie 1 épaisseur des parois de la surface de chauffe a une importance tout à fait secondaire : par conséquent, le fonctionnement plus économique de la chaudière Brotan nest imputable qu’à l’amélioration de la circulation de l’eau et à l’agrandissement de la surface de chauffe résultant de la section circulaire des tubes et de la forme ondulée des parois du foyer.
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- Si, pour le calcul de la production de vapeur, on adopte la méthode déjà indiquée par le professeur O. Grove, méthode qui consiste à supposer la surface de chauffe du foyer remplacée par une surface de chauffe allongée, d’égale grandeur, des tubes à fumée, il faut tenir compte de l’influence, prépondérante dans le foyer, de la chaleur rayonnante, en substituant au coefficient de transmission de chaleur k, qui s’applique à la surface de chauffe tubulaire proprement dite, une autre valeur, plus forte.
- Pour ce nouveau et plus grand coefficient de transmission de la chaleur K, la formule
- K = 54 -f- 0.514 (T0 — i0) — (1)
- dans laquelle le premier terme du second membre, 34 = k, représente le coefficient de transmission de chaleur défini dans l’annexe I pour la surface de chauffe des tubes à fumée; c’est une valeur qui concorde bien avec l’expérience. Le deuxième terme du second membre représente la chaleur rayonnante. T0 est la température de corn-
- R
- bustion en degrés centigrades, £0 celle de l’eau de la chaudière, q- , le rapport de la
- surface de grille à la surface de chauffe du foyer, cette dernière étant à considérer sans aucune déduction pour les trous des tubes à fumée.
- D’après l’annexe II, la chute de température qui a lieu à l’intérieur du foyer est exprimée par l’équation
- (M + 2N*0)L l1) T° ~ h + 2 N (T0 — t) = K • Bd............(2)
- t — t§
- Le produit du second membre s’applique aux foyers du type ordinaire ; il en est de même de la formule (1). Nous allons maintenant examiner comment il conviendrait d’établir la valeur K » Hd lorsqu’il s’agit d’un foyer Brotan.
- L’action de la chaleur rayonnante variant peu avec la forme, lisse ou ondulée, des parois verticales du foyer, nous constaterons tout d’abord que, pour la partie de K
- R
- qui exprime l’action delà chaleur rayonnante, le rapport -r=- doit être employé comme
- s’il s’agissait du mode de construction ordinaire; en d’autres termes, il faut déterminer Hd comme si les parois du foyer, tout en ayant les mêmes dimensions qu’en réalité, étaient planes. En désignant la surface de chauffe du foyer, calculée dans ces conditions, par H'd, nous obtenons pour le produit K • HÆ de la formule (2) l’expression
- K-H'd................................(3)
- qui représenterait la valeur de la fonction de température du premier membre s il s’agissait d’un foyer du type usuel ayant les mêmes dimensions que le foyer Brotan
- P) L = logarithme népérien.
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- en question. Or, il est évident que le premier terme du second membre de l’équation (1) s’applique à toute l’étendue Hd de la surface de chauffe du foyer Brotan, et il faudra donc ajouter à l’expression K • HV
- 54 (Hd - Hfd) = k (Hd — H'd)................ ' . (4)
- afin d’obtenir la valeur du second membre de l’équation (2) pour une chaudière Brotan.
- Nous aurons ainsi pour cette dernière la formule
- (M + 2Nf0)L^—^4-2N(T0 — f) = KH'* + A (Hd — H'd) ... (5)
- t — t o
- dans laquelle, d’après l’annexe I, k — 54 et Hd — HV est la différence entre la surface de chauffe du foyer de la chaudière Brotan et la surface de chauffe d’un foyer du type ordinaire, ayant les mêmes dimensions linéaires.
- Pour la chaudière, étudiée dans le paragraphe II, des locomotives à vapeur surchauffée Mallet (fig. 21 à 23), la différence Hd — HV serait de 4.2 mètres carrés, et par suite = HV + 4.2 = 14 -h 4.2 = 18.2 mètres carrés. On aurait donc K • HV + k (Hd — H’a) = 2,758 + 226.8 = 2,984,8 ou environ 2,985.
- Dans le cas examiné au chapitre II, § II-c, où M = 4,102,344, N = 0.53856 et T0 =1,335°, les gaz de la combustion serefroidissentdans le foyer jusqu’à T0 = 877°. Pour trouver le refroidissement dans un foyer Brotan ayant les mêmes dimensions extérieures, il suffit d’égaler à 2985 le premier membre de l’équation (5), ce qui donne pour TV
- TV — .837.7, ou environ 838.
- Ici la température de la plaque tubulaire est exactement de 39° inférieure à celle qui existe dans la chaudière du type ordinaire. Par conséquent, d’après la formule (13), la quantité de calorique absorbée par le foyer est
- WK == 4,102,344 (T0 — TV) + 0.53856 (T*0 — T'V) = 2,620,500 calories
- au lieu de 2,424,487 dans la chaudière ordinaire; différence en plus : 196,013 calories.
- Imaginons maintenant, comme c’est réellement le cas pour la locomotive Mallet a surchauffeur de ce chemin de fer, que le foyer est encore suivi de 186 mètres carrés de surface de chauffe des tubes à fumée de la chaudière. Nous avons alors, pour déterminer les températures de la boîte à fumée dans la machine à chaudière ordinaire, la formule :
- (M + 2 Nt0) L Tr ~ *°. 2 N (Tr — t) — 186 X 54 = 10,044 ... (6)
- t — 4
- Pour Tr = 877. Cette équation donne pour la température de la boîte à fumée
- t = T* = 270°.
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- Pour la chaudière Brotan, on aurait TV — 838, et par suite, la même équation (6) donnerait
- Ts = 263°.
- Ceci nous montre que l’écart des températures finales est faible et que, par conséquent, l’économie théorique de combustible réalisée avec la chaudière Brotan ne peut pas être considérable. Aussi trouvons-nous, à l’aide de la formule (15) (i) pour l’absorption de chaleur dans la zone des tubes à fumée, que la chaleur absorbée par ces derniers dans la chaudière ordinaire est
- W = 4,102.344 (877 — 272 ) -f 0.53856 (8772 — 2722) = 2,756,295.41 calories.
- Dans la chaudière Brotan, la surface de chauffe des tubes à fumée ne serait utilisée que pour
- W' = 4,102.344 (838 — 263) + 0.53856 (838* — 2632) = 2,695,410.51 calories.
- La raison en est que la puissance plus considérable du foyer Brotan entraîne une action plus faible de la surface de chauffé des tubes à fumée.
- Si, à la quantité de calorique absorbée par les tubes, on ajoute celle utilisée par le foyer, on obtient :
- Pour la chaudière ordinaire. . . . . . 2,756,295 -f- 2,424,487 == 5,180,782 calories.
- — — Brotan .............. 2,695,411 -f 2,620,500 = 5,315,911 —
- La différence est donc de 135,429 calories par heure, soit 2.42 p. c. de la chaleur produite sur la grille (6,354,202 calories).
- Cette économie correspond à l’hypothèse, prise pour base du calcul, que la surface de chauffe directe de la chaudière Brotan dépasse de 4.2 mètres carrés, ou 29 p. c., celle du foyer ordinaire, de 14 mètres carrés, cette dernière surface correspondant au type simple moderne, à plaques avant et arrière lisses et revêtues de briques.
- Or, le foyer d’une chaudière Brotan peut, à dimensions extérieures égales, posséder 50 p. c. de surface de chauffe de plus, et dans ce cas l’économie de combustible est proportionnellement plus grande.
- Si nous recherchons les raisons de l’augmentation très notable de l’économie de combustible constatée en service et dans les parcours d’essai, nous les trouverons d’une part dans la supériorité très nette des chaudières Brotan pendant la période d’allumage et la marche à régulateur fermé, ainsi que pendant les parcours où la chaudière doit fournir un très grand effort, notamment dans les cas où les coefficients de transmission de chaleur k et K sont diminués par la formation de tartre dans la chaudière du type ordinaire, tandis que dans la chaudière Brotan cette diminution ne se produit que pour la surface de chauffe des tubes à fumée.
- Lorsque la vaporisation est très faible (pendant les stationnements et les marches en pente), on ne peut plus compter sur l’une des conditions préalables delexis-
- p) Voir annexe II.
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- tence de K — 54; dès lors, des bulles de vapeur faisant obstacle à la transmission (je la chaleur restent adhérentes à la surface de chauffe.
- Le même phénomène se produit probablement, aux hautes puissances, dans le foyer du type ordinaire avec circulation d’eau insuffisante, surtout lorsque la lame d’eau a une largeur insuffisante.
- Quoi qu’il en soit, la question des raisons de l’économie de combustible relativement importante des chaudières Brotan reste ouverte, en attendant les nouveaux parcours d’essai à effectuer sur la section d’essai figure 16, et nous nous réservons de donner de vive voix des renseignements supplémentaires à ce sujet.
- Mentionnons enfin qu’au commencement les chaudières Brotan accusaient une tendance marquée à fuir aux tubes. On a remédié à cet inconvénient en plaçant des bagues en cuivre de 1/2 millimètre d’épaisseur dans les trous de la plaque tubulaire, avant de mettre les tubes en place.
- b) Expériences d'autres chemins cle fer russes.
- Parmi les locomotives à chaudières Brotan des autres chemins de fer russes il convient de mentionner les deux locomotives à marchandises nos 675 et 708, du type 0-8-0, en service sur les chemins de fer Sud-Est depuis décembre 1907.
- Les chaudières de ces machines sont du type représenté par les figures 26 à 28 : le corps cylindrique est formé d’une virole conique et de deux viroles cylindriques; les tubes du foyer sont mandrinés en haut dans le collecteur cylindrique rivé à son tour contre la plaque tubulaire en fer. La seule différence consiste en ce que, dans les chaudières des chemins de fer Sud-Est, le cadre tubulaire du foyer ne communique avec le corps cylindrique que par un seul tuyau de 202 millimètres de diamètre. Les principales dimensions de ces chaudières sont les suivantes :
- Chaudières des locomotives à marchandises 0-8-0 des chemins de fer Sud-Est à foyer Brotan.
- Timbre, en kilogrammes par centimètre carré .... 13
- Nombre de tubes à fumée ............................... 208
- Longueur entre les plaques tubulaires . . ... . 4.450 mètres.
- Surface de chauffe des tubes à fumée................... 133.8 mètres carrés.
- — — du foyer. ................................ 15.2 —
- — — totale....................................149 —
- Surface de grille......................... ... 1.94 —
- Poids de la chaudière, à vide . ...................... 13.85 tonnes.
- Après leur mise en service, les deux locomotives nos 675 et 708 munies de chaudières Brotan furent d’abord affectées à la division d’Orel-Werchowje qui, sur une longueur de 85 verstes (90.9 kilomètres), présente des rampes atteignant 9 millimètres par mètre et où la dureté de l’eau d’alimentation est de 13 à 17°. Le poids des trains (machine et tender non compris) s’élève l’été à environ 700 tonnes et l’hiver à 640 tonnes. En novembre 1908, les mêmes locomotives furent envoyées sur la division de Tschertkwo-Sulin, où les conditions d’exploitation sont sensiblement plus
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- dures, car cette ligne présente de nombreuses rampes de 8.9 à 10 millimètres par mètre et l’eau d’alimentation a de 20 à 35" de dureté.
- En travaillant dans ces conditions, les locomotives à chaudière Brotan ont donné des résultats très satisfaisants à tous les points de vue (1) : on signale surtout leur excellente vaporisation et le rendement élevé de la chaudière, permettant de regagner facilement les pertes de temps, ainsi que leur grande économie relativement à leurs congénères avec foyers ordinaires.
- En ce qui concerne l’économie de combustible, nous donnerons le tableau ci-dessous :
- Désignation des locomotives. Consommation de combustible en pouds (en kilogrammes). Parcours, en verstes (en kilomètres). Consommation de combustible, en pouds par locomotive-verste (en kilogrammes par locomotive-kilomètre).
- Nos675et708 avec chaudière Brotan. Les autres locomotives 0-4-0 . . . 57,940 (949,080) 321,810 (5,271,380) 45,668 (48,716) 205,817 (219,545) 1.268 (19.482) 1.563 (24.010)
- L’économie de combustible des locomotives à chaudières Brotan est, par conséquent, de :
- 1:563 — 1.218 1.563
- 100 = 18.87 p. c.
- Nous mentionnerons toutefois que l’administration n’attribue pas toute l’économie de combustible aux chaudières Brotan. En effet, en même temps que les machines nos 675 et 708 ont été munies de chaudières Brotan, on a remplacé le mécanisme de distribution Joy des locomotives à marchandises 0-8-0 du type russe normal par le mécanisme Heusinger; de plus, on a substitué aux tiroirs-plans ordinaires des mêmes machines des tiroirs équilibrés à compensateurs von Borries.
- En s’appuyant sur d’autres essais, le chemin de fer attribue à ces changements des détails dë construction une économie de combustible de 9 à 10 p. c., de sorte qu’il reste toujours une économie de 9 à 10 p. c. en faveur de la chaudière Brotan.
- Parmi les inconvénients, constatés en service, des chaudières Brotan, nous mentionnerons les suivants :
- 1° Fuites aux brides du cadre tubulaire et du tuyau de communication avec le corps cylindrique;
- 2° Pertes des tubes de fumée;
- 3° Fuites des tubes d’eau du foyer aux emmanchements dans le collecteur. Dans un cas, il a fallu remplacer un tube de foyer non étanche, que l’on n’avait pas man-driné en temps utile et qui, de ce fait, présentait des érosions. (*)
- (*) Voir Shmailowitsch « Les chaudières Brotan des chemins de fer Sud-Est » (en russe), dans L journal Ber Ingénieur, Kiew, mai 1909.
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- 'Cependant, ce remplacement ne demande que quelques heures et n’occasionna aucune espèce de difficultés. Le tube renouvelé présentait (après six mois de service) une couche de tartre de 0.75 à 1 millimètre d’épaisseur.
- En présence de ces faits, l’administration des chemins de fer Sud-Est juge le simple lavage des tubes du foyer insuffisant pour enlever le tartre qui se dépose lorsqu’on fait usage d’eau d’alimentation dure, et se propose d’employer des frappeurs pneumatiques du genre de ceux en usage sur le Paris-Lyon-Méditerranée pour ses chaudières à tubes d’eau Robert.
- Néanmoins, cette administration est d’avis que ces inconvénients peuvent être évités, soit à l’aide de modifications de construction faciles à exécuter, soit par l’entretien plus attentif des chaudières, et n’y voit aucun empêchement à la continuation de l’emploi de chaudières à foyer Brotan.
- Des résultats obtenus par les chemins de fer dont il a été question plus haut, on peut donc dégager les conclusions suivantes :
- 1° Rationnellement conduite, la chaudière Brotan travaille d’une manière sûre et économique. Contrairement aux premières hypothèses concernant la formation de la vapeur dans ces chaudières, la faible consommation d’eau des locomotives munies de la chaudière Brotan semble indiquer que, dans certains cas, la vapeur produite est plus sèche que dans la chaudière-locomotive du type ordinaire (r) ;
- 2° Les deux plaques tubulaires étant rivées dans le corps cylindrique, rigide dans le sens longitudinal, il semble que les tubes de fumée offrent moins d’élasticité dans la chaudière Brotan qu’avec le type usuel, ce qui peut donner lieu à des fuites, il conviendrait donc d’employer une virole de chaudière avec deux à trois ondulations laminées ;
- 3° Les réparations que l’on a eu à faire jusqu’à présent sont faciles et promptes à exécuter sur la chaudière Brotan, et il faut voir là un avantage absolu de ce type ;
- 4° Le foyer Brotan n’offre aucun point d’appui aux longerons et il faut donc pourvoir à d’autres moyens de consolidation;
- 5° La chaudière Brotan donne incontestablement de meilleurs résultats économiques que la chaudière ordinaire. L’économie de combustible calculée est de - à 5 p. e., mais en service on constate une réduction de consommation qui atteint •de 10 à 14 p. c. et dont on n’a pas encore pu déterminer les causes avec une certitude complète ;
- 6° La plupart des explosions de chaudières étant une conséquence de l’état défectueux des parois du foyer, il convient de reconnaître qu’à ce point de vue la chaudière Brotan offre une plus grande sécurité;
- 7° La dépense d’établissement de la chaudière Brotan est d’environ 15 p. c. moindre que celle de la chaudière ordinaire;
- 8° Etant donnés les résultats relatés, l’emploi de la chaudière Brotan se recommande.
- ( ) Ce fait s’explique peut-être par l’emploi d’appareils plus efficaces pour dégager l’eau de la vapeur.
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- CHAPITRE II.
- Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur surchauffée.
- AYANT-PROPOS.
- Les premiers renseignements authentiques sur les résultats obtenus par W. Schmidt de Cassel, dans le service pratique des locomotives, avec la vapeur surchauffée, nous furent fournis en 1899, par notre ami l’ingénieur J. Besser, de Berlin, malheureusement décédé trop tôt. C’est aussi à cet homme de haute valeur dont les longues années d’activité comme directeur de la plus grande et la plus réputée des fabriques de locomotives de la Russie, l’établissement de constructions mécaniques de Kolomna, ont contribué dans une si large mesure au développement de la construction des locomotives dans notre pays, que nous sommes redevable d’avoir pu, peu de temps après, nouer des relations personnelles étroites avec l’énergique et infatigable créateur des locomotives à vapeur surchauffée, Mr W. Schmidt.
- Jusqu’alors nous avions été partisan décidé du système compound et la locomotive à marchandises normale 0-8-0 du chemin de 1er deMoscou-Kazane (type AH) (1), con struite sur nos plans, avait donné des résultats économiques particulièrement avantageux au point de vue de la consommation de combustible et des frais de réparation, et contribué dans une mesure appréciable à l’extension de l’emploi de la locomotive compound en Russie. Néanmoins les raisons invoquées en raison de l’adoption de la vapeur surchauffée dans le service des locomotives nous parurent d’une nature si plausible qu’en notre qualité de membre de l’Administration de la compagnie du chemin de fer de Moscou-Kazane nous n’hésitâmes pas à proposer la construction immédiate d’une locomotive 4-6-0 pour trains express et omnibus, afin de pouvoir examiner la question de plus près.
- De ce fait, le chemin de fer de Moscou-Kazane fut le premier à introduire la surchauffe en Russie, et par conséquent l’exposé de l’évolution de la locomotive à sur-chauffeur sur ce chemin de fer n’est pas autre chose que l’historique de l’emploi de la surchauffe dans ce pays en général. Sur les autres chemins de fer privés, et notamment aussi sur les chemins de fer de l’État, l’appréciation de l’importance du progrès que représente la locomotive à vapeur surchauffée gagna si lentement du terrain que ces chemins de fer, ainsi qu’on le verra par la suite, n’ont acquis pour ainsi dire aucune expérience personnelle, jusqu’à présent, à ce sujet.
- La première difficulté qu’il s’agissait de surmonter fut l’obtention de l’autorisation ministérielle pour la construction de la première locomotive d’essai; car aux (*)
- (*) Le chemin de fer de Moscou-Kazane possède, à lui seul, 213 machines de ce genre. Mais elles ont aussi été introduites sur d’autres lignes.
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-
- termes des dispositions légales en vigueur en Russie, tous les chemins de fer, y compris les compagnies privées, ne peuvent faire construire leur matériel roulant que sur des projets approuvés par l’administration supérieure. Heureusement, grâce à l’intérêt éclairé que le président de la commission d’examen des nouveaux projets de matériel roulant, instituée auprès du ministère des voies de communication, le conseiller d’Etat effectif N. L. Stschukin, témoigna pour notre proposition, cette formalité préliminaire fut relativement vite terminée, et le chemin de fer put, le 12 octobre 1901, confier à l’établissement de constructions mécaniques de Kolomna la construction de la locomotive en question.
- Dans l’étude de la disposition d’ensemble et des détails de cette machine qui reçut, dans la nomenclature des locomotives de la compagnie, la désignation « Type B. n. » et le n° 181, on s’attacha à reproduire aussi exactement que possible la locomotive à voyageurs 4-6-0 du type B. r. construite par la maison Henschel, de Cassel, avec les seules modifications nécessitées par la substitution à la machine compound d’une machine à vapeur surchauffée et par l’adjonction du surchauffeur Schmidt dans la boîte à fumée.
- Ce type B. r., avec lequel la locomotive à vapeur surchauffée devait être comparée, peut être considéré comme le type par excellence de la locomotive à voyageurs compound à deux cylindres ; il est d’ailleurs très satisfaisant à tous les points de vue, notamment en ce qui concerne la consommation économique de combustible. Aussi les ingénieurs de traction dq la compagnie attendaient-ils avec un vif intérêt les résultats des essais comparatifs des deux sortes de machines.
- Pour faciliter l’intelligence des résultats, nous donnons ci-après un tableau des principales dimensions et des poids des locomotives compound E. r. construites par Henschel, de Cassel (voir aussi la fig. 1) :
- Locomotive compound B. F. pour trains de voyageurs et express.
- Diamètre des cylindres H. P............................ 500 millimètres.
- — — B. P.................................... 730 —
- Course des pistons..................................... 600 —
- Diamètre des roues motrices............................ 1.700 mètre.
- — — porteuses............................... 1.030 —
- Nombre de tubes de fumée................................. 210
- Diamètre extérieur des tubes à fumée................... 51 millimètres.
- Longueur entre les plaques tubulaires . . . . . 4.550 mètres.
- Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus des rails . . 2.500 —
- Longueur du foyer en cuivre (en haut) ...... 2.225 —
- Largeur du foyer au-dessus de la grille ...... 1.032 mètre.
- Surface de chauffe des tubes à fumée 'extérieurement) . 153.07 mètres carrés
- — — du foyer....................................... 12.75 —
- —• — totale........................................ 165.82 —
- — de la grille................................... 2.34 —
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- Pression effective.............
- Empattement....................
- Poids à vide...................
- — en charge..............
- Répartition de la charge :
- Bogie 10,260 + 10,280 . . ,
- Essieu couplé d’avant .
- — moteur.................
- — couplé d’arrière . . .
- Poids adhérent total. .
- 12 kilogrammes par centimètre carré.
- ............... 7,840 mètres.
- .............. 52,600 kilogrammes.
- ............... 58,720 —
- = 20,540 kilogrammes.
- 12,700 —
- . 12,900 —
- 12,580 —
- . 38,180 —
- I. — Résumé des résultats obtenus en service avec les premières locomotives à vapeur surchauffée du chemin de fer de Moscou-Kazane. Surchauffeur de boite à fumée de W. Schmidt. »
- Ainsi que nous l’avons déjà dit dans l’avant-propos, la première locomotive à vapeur surchauffée du chemin de fer de Moscou-Kazane (machine B. II. 181) fut munie d’un surchauffeur Schmidt placé dans la boîte à fumée (voir fig. 2 et 3), qui fut construit, dans les moindres détails, exactement d’après les instructions et plans fournis par l’inventeur.
- La disposition de ce surchauffèur pouvant être supposée généralement connue, nous nous contenterons de mentionner ici que, dans ce cas particulier, tous les tuyaux surchauffeurs ont le même diamètre (38/30 millimètres) et sont disposés sur quatre rangées qui, en allant de l’intérieur à l’extérieur, comprennent respectivement 16, 14, 16 et 14 tuyaux. Par suite, le surchauffeur est formé, au total, de 60 tuyaux constituant une surface de chauffe extérieure de 31.068 mètres carrés. Les collecteurs sont disposés de manière que la vapeur décrive deux circuits : elle entre dans le collecteur côté droit, partagé par une cloison transversale en deux compartiments d’égale longueur, de sorte que la vapeur arrivant dans le compartiment d’arrière passe d’abord par les 30 tuyaux qui partent de cette chambre et, après avoir accompli un circuit, débouche dans le collecteur du côté gauche, qui n’a pas de cloison. De là, les 30 tuyaux d’avant la conduisent dans le compartiment d’avant du collecteur côté droit, qui communique avec les tuyaux d’amenée des boites a tiroir. La vapeur fournie par la chaudière parcourt donc une fois, dans 30 tuyaux, le chemin de droite à gauche, et ensuite, dans le même nombre de tuyaux, le chemin de gauche à droite; elle décrit donc deux circuits. Il y a lieu de faire remarquer en outre que les deux rangées intérieures de tuyaux (voir les fig. 2 et 3) sont cintrées à leur partie inférieure de façon à aboutir au-dessus du gros tube à fumee de la chaudière, tandis que les tuyaux des troisième et quatrième rangées restent au-dessous de ce tube.
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- Quant au reste, les dimensions et poids de la locomotive à vapeur surchauffée dont il s’agit sont les suivants :
- Locomotive à vapeur surchauffée B. II. 181 pour trains-omnibus et express (par son apparence extérieure, cette locomotive ne se distingue que très peu de la précédente B. IL).
- Diamètre des cylindres..................................
- Course des pistons......................................
- Diamètre des roues motrices.............................
- — — porteuses ...............................
- Nombre de tubes à fumée.................... .
- Diamètre extérieur des tubes à fumée....................
- Longueur entre les plaques tubulaires. .................
- Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus des rails .
- Longueur du foyer, en cuivre (en hqut)..................
- Largeur du foyer (au-dessus de la grille)...............
- Surface de chauffe des tubes à fumée (extérieurement).
- — — du gros tube, de 285/305 de diamètre.
- — — au contact de l’eau...................
- — — totale...................................
- — de la grille................................ . .
- Timbre..................................................
- Empattement . ..............................
- Poids à vide............................................
- — en charge.................................... . .
- 520 millimètres.
- 600 —
- 1.700 mètre.
- 1.030 —
- 176
- 51 millimètres. 4.550 mètres.
- 2.500 —
- 2.250 —
- 1.032 mètre.
- 128.304 mètres carrés.
- 4.360 —
- 145.412 —
- 176.48 2.34 —
- 12 kg. par centim. carré.
- 7.840 mètres.
- 61,800 kilogrammes. 67,000 —
- Répartition de la charge : Bogie 11,200*4- 11,800 .
- Essieu couplé d’avant.
- — moteur ......
- — couplé d’arrière .
- Poids adhérent total ....
- 23,500
- 14,800
- 15,000
- 14,200
- 44,000
- L’augmentation de poids de cette machine, relativement à la précédente, s’élève donc à 8,280 kilogrammes. Elle est attribuable pour une certaine part à l’adjonction du surchauffeur, mais aussi, en majeure partie, à l’emploi des caissons et plaques de renfort que la compagnie place entre les longerons en tôle. Sur les locomotives com-pound construites par la maison Henschel & Sohn, de Cassel, ces pièces étaient remplacées par de légers assemblages de tôles rivées, afin d’échapper aux droits d entrée considérables. Les chiffres donnés montrent que l’excédent de poids, de 8)280 kilogrammes, se décompose en 2,460 kilogrammes sur le bogie et 5,820 kilogrammes d’augmentation du poids adhérent.
- La machine à vapeur surchauffée fut mise en service en 1902 et révéla aussitôt, relativement aux machines compound, une supériorité absolument étonnante qui Paraissait surtout due aux propriétés suivantes : a) Augmentation notable de la puissance, permettant à la nouvelle machine de
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- remorquer avec une facilité extrême des trains que la compound ne réussissait à conduire sans retard qu’en développant son effort maximum, et de regagner aisément des pertes de temps assez considérables ;
- b) Suppression de tous les inconvénients et défauts inhérents à la machine compound et notamment de la lenteur de démarrage, particulière aux locomotives compound à deux cylindres, si ingénieux que soient les appareils de démarrage dont on les munit, inconvénient qui entraîne de très appréciables pertes de temps, surtout dans les services de banlieue, et donne lieu, notamment l’hiver, à de fréquents retards;
- c) Roulement doux et sans chocs, surtout aux vitesses assez grandes, et diminution proportionnelle de l’usure des coussinets, des fusées et des tourillons. Le prétendu avantage, souvent invoqué en faveur de la machine compound, qui consiste dans la réduction des efforts des pistons, ne peut exister qu’aux faibles vitesses; avec les nombres de tours assez élevés, qui correspondent au diamètre de roue de 1,700 millimètres, habituellement adopté par notre compagnie pour les machines remorquant des trains de voyageurs et des trains express, la pression de la vapeur est incontestablement trop faible au commencement de la course, dans la machine compound, et sur ce point l’expérience est d’accord avec la théorie, comme l’a montré le professeur Radinger dans son ouvrage classique : Machines à vapeur à vitesses de piston élevées.
- Les locomotives du type qui nous occupe en ce moment se distinguent par une allure particulièrement stable à des vitesses dépassant 100 kilomètres à l’heure, et à mesure que la vitesse augmente et que l’admission diminue, la supériorité de la machine à vapeur surchauffée s’accuse de plus en plus nettement.
- Ce fait s’explique sans doute par les propriétés gazeuses de la vapeur surchauffée, qui permet une plus grande vitesse d’écoulement à travers les conduits de vapeur et notamment par leurs orifices qui, aux petites admissions, ne sont plus que de simples fentes ; de ce fait, on obtient des diagrammes plus nourris que dans le cas de fa vapeur saturée;
- d) Economie d’eau variant de 25 à 30 p. c., relativement aux machines compound : de ce fait, à nombre égal de lavages de la chaudière, la formation de tartre et la fatigue.de chaudière sont diminuées. 11 est évident que, pour la même raison, les frais relatifs à l’alimentation d’eau en service doivent diminuer dans la même proportion;
- e) Economie appréciable de combustible, fixée à 8 p. c. à la suite des premiers parcours d’essai, effectués par le chef du dépôt de Moscou, Mr R. Haenelt;
- f) Réduction très considérable de la proportion dans laquelle le rendement economique de la locomotive dépend de la différence entre la puissance normale poui laquelle elle a été construite et celle qu’elle développe en réalité le cas échéant.
- Il est certain que le surcroît de puissance de la locomotive à vapeur surchauffée, dont le poids adhérent est de .5,820 kilogrammes plus élevé, pourrait aussi etre
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- réalisé en partie avec une locomotive compound à vapeur saturée ayant le même poids adhérent. Mais ce qui distingue les deux types, c’est que, dans le second cas, la machine, sous une plus faible charge, travaillerait dans des conditions beaucoup plus désavantageuses que la locomotive à vapeur surchauffée, comme le montre l’expérience de tous les chemins de fer qui ont été obligés d’adopter des types plus lourds. L’économie de la machine à vapeur surchauffée dépend beaucoup moins de la puissance qu’elle est appelée à développer, et son champ d’emploi est beaucoup moins limité.
- Nous sommes d’avis que cette propriété de la machine à vapeur surchauffée est d’une très grande utilité pour le service des chemins de fer, surtout dans les pays où les conditions climatériques pendant la saison rigoureuse opposent à l’exploitation des difficultés qu’il est malaisé de surmonter.
- Avec la machine à vapeur saturée, qu’elle soit à simple ou à double expansion, on ne peut pas construire une locomotive à voyageurs, étudiée pour un service déterminé, en lui donnant une assez grande réserve de puissance, sans que cette machine « trop grande » donne lieu à des dépenses exagérées dans son service de chaque jour.
- La conséquence en est que, pour tirer de la vapeur saturée le meilleur parti économique, on assure le service avec des locomotives travaillant aux environs de leur limite de puissance quand les conditions sont normales et ne suffisant donc plus dès qu’on leur demande un surcroît de puissance relativement léger; généralement elles ne peuvent pas regagner les plus petits retards fortuits, et si, par hasard, on accroche un véhicule de plus ou si le train a à lutter contre un vent de travers tant soit peu fort, la double traction devient inévitable.
- Il était réservé à l’infatigable créateur de la locomotive à vapeur surchauffée, W. Schmidt de Gassel, de débarrasser l’exploitation des chemins de fer de cet inconvénient grave, en nous fournissant le moyen de construire des locomotives qui travaillent économiquement tout en développant une puissance sensiblement inférieure à la limite maximum.
- Du même coup, les chemins de fer sont mis à même de réaliser une ponctualité dans le service des trains de voyageurs à laquelle ils ne pouvaient pas songer auparavant.
- Les avantages que nous venons d’énumérer sont d’une nature si considérable , pour l’exploitation des chemins de fer; ils présentent une si haute importance que, dès le début, il aurait fallu des inconvénients ou obstacles absolument insurmontables pour nous faire renoncer à l’emploi de la surchauffe, après les brillants résultats qu’elle avait donnés.
- La machine n° 181 avait déjà fait six mois de service continuel lorsque l’accroissement du trafic amena la compagnieà commander huit nouvelles locomotives express.
- Nous estimions qu’il fallait les munir de la surchauffe, et comme jusqu’alors aucun incident anormal ne s’était produit sur la première machine, nous réussîmes a faire prévaloir cette manière de voir. .
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- Le temps manquait pour étudier des perfectionnements et on décida donc de construire ces huit locomotives exactement sur lé modèle de la machine n° 181, à la seule exception près du diamètre des cylindres, qui fut porté de 520 à 540 millimètres, afin de permettre l’emploi d’admissions moins longues et, par conséquent plus avantageuses avec la vapeur surchauffée.
- Entretemps, nous avions reçu, au sujet du fonctionnement de la première machine, des plaintes qui restèrent toutefois sans suite, en raison de l’impossibilité d’étudier de nouveaux détails dans le délai voulu.
- Nous nous disions que puisqu’il était démontré qu’on pouvait avantageusement produire, dans la chaudière de locomotive, de la vapeur fortement surchauffée et que, d’autre part, l’utilisation de cette vapeur surchauffée dans la machine donnait des résultats satisfaisants, toutes les petites améliorations nécessaires pourraient être ajournées à une époque ultérieure. Pour le moment, nous tenions à ce que les nouvelles locomotives ne fussent pas construites sur un type en retard par rapport aux machines à vapeur saturée.
- En conséquence, ces huit locomotives furent munies de surchauffeurs placés dans la boîte à fumée, bien que W. Schmidt eût déjà inventé son surchauffeur placé dans les tubes à fumée et en recommandât instamment l’application. Le temps manquait pour des innovations aussi radicales et les chaudières furent finalement construites d’après un dessin envoyé entretemps par W. Schmidt, avec des modifications de détail dans la division des plaques tubulaires ; elles furent donc munies, en somme, d’un surchauffeur de boîte à fumée conçu sur un nouveau plan.
- La principale différence de ce type avec l’ancien consiste en ce que le surchauffeur ne se compose pas, comme dans les figures 2 et 3, de quatre rangées de tuyaux parallèles, mais, comme le montrent les figures 4 et 5, de trois rangées seulement, dont une seule aboutit en bas au-dessus du tube à gaz chauds.
- La vapeur venant de la chaudière commence par entrer dans le collecteur du côté droit, partagé dans toute sa longueur en deux compartiments, de façon que la vapeur n’a accès qu’à la rangée intérieure de 18 tubes. En sortant de ces derniers, la vapeur arrive dans la chambre du collecteur côté gauche, à laquelle aboutissent les tuyaux de la rangée intérieure et de la seconde rangée, puis elle s’écoule par cette dernière rangée pour retourner au collecteur du côté droit, où les tuyaux de la seconde rangée (du milieu) et de la troisième (ou rangée extérieure) débouchent dans une chambre commune. De cette façon, la vapeur a ièi accès à cette derniere rangée de tuyaux et elle accomplit encore un troisième circuit, du collecteur de droite au collecteur de gauche, qui est en communication avec la boîte à tiroir. La rangée du milieu comprend 17 tuyaux, la rangée extérieure 18 ; le nombre total de tuyaux est donc de 53.
- Avec cette disposition, la vapeur est donc forcée d’accomplir trois circuits, en disposant, pour ce parcours de 7.3 mètres de longueur, de la section de 17 et 18 tuyaux, dont le diamètre intérieur est de 36.5 millimètres.
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- Dans la première machine, la vapeur s’écoule simultanément à travers 30 tuyaux
- 30 millimètres de diamètre intérieur, en parcourant un chemin de 4.3 mètres de longueur. La surface de chauffé du surchauftéur est presque exactement la même dans les deux cas (31.068 mètres carrés sur la machine n° 181 et 31.045 mètres carrés sur les huit autres).
- L’idée maîtresse de ce système est basée sur le fait que les coefficients de transmission de chaleur pour la surface de chauffe du surchauffeur doivent augmenter avec la vitesse de circulation de la vapeur et la prévision était donc justifiée que le surchauffeur du nouveau type donnerait un rendement plus élevé que celui de la machine n° 181.
- Cependant, nous étions tellement satisfait par les résultats obtenus avec la première machine à vapeur surchauffée, que ce n’est que malgré nous, et uniquement sur le conseil de W. Schmidt, que nous nous décidâmes à employer le type modifié.
- En règle générale, les coefficients de transmission de la chaleur augmentent, pour toute surface de chauffé, avec la vitesse de circulation de l’eau et des gaz : c’est là un fait notoire, et dès 1897, dans un mémoire concernant cette question, le professeur Petrow, de Saint-Pétersbourg, a exprimé l’avis qu’il n’était pas suffisamment tenu compte de cette propriété des variations de la chaleur dans l’étude de la forme des chaudières de locomotives. Aussi conseillait-il instamment, dans tous les cas où il s’agit d’utiliser les surfaces de chauffé le mieux possible, de donner aux gaz toute la vitesse qu’ils sont susceptibles d’atteindre.
- Mais dès cette époque, incité par cette brochure à nous occuper de l’étude de cette question, nous nous étions arrêté à la conclusion que si la transmission de chaleur est grandement facilitée par les vitesses élevées des gaz et de la vapeur, l’accroissement du coefficient qui la représente diminue de plus en plus quand la vitesse augmente et finit bientôt par dévenir nul. (Voir la note de l’annexe I : « Coefficient de transmission de chaleur des tubes à fumée dans la chaudière de locomotive. »)
- Or, avec la disposition initiale du surehauffêur de boîte à fumée (machine 181), la transmission de chaleur est déjà extrêmement énergique. En remorquant des trains express, la puissance de la surface de vaporisation monte jusqu’à 60 kilogrammes par mètre carré en une heure, ce qui, dans l’hypothèse d’une teneur en eau de 3 p. c. de la vapeur, conduit à un coefficient de transmission de la chaleur k = -60 à 61 calories par mètre carré de la surface de chauffe extérieure des tuyaux surchauffeurs.
- En comparant cette valeur numérique avec celle trouvée à l’aide de la formule (2) dans l’annexe I pour la transmission de chaleur à travers les parois des tubes à fumée (k = 54), on est nécessairement amené à conclure que déjà à la vitesse atteignant 18 mètres par seconde, aux puissances élevées, dans le surchauffeur de boîte à fumée de la locomotive n" 181, la vaprur n’absorbe pas moins énergiquement la chaleur de la surface intérieure des tuyaux surch au fleurs que l’eau de la chaudière la chaleur des tubes à fumée. Il faut donc que le coefficient de transmission de la chaleur, «2, qui représente l’absorption de chaleur par la vapeur traversant les tuyaux sur chauffeur s, ait une valeur assez élevée pour que, dans la formule (1), on
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- puisse négliger — , ou en d’autres termes, que a2 ne contribue plus dans une mesure *2
- appréciable à la formation de la valeur k = 60 à 61. Tl est évident aussi que, malgré l’épaisseur plus grande des parois du surchauffeur (4 millimètres), le deuxième terme du dénominateur de l’expression ne peut pas exercer une influence appréciable sur la valeur de k, de sorte que l’on doit avoir ici, comme en (la), k = 04.
- Fig. 7.
- Cette conclusion a été pleinement confirmée par les résultats obtenus avec le sur-chauffèur, modifié comme il est dit plus haut, des machines 182 à 189. En effet, malgré la vitesse augmentée en raison inverse des sections de tubes offertes à la
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- vapeur pour chaque circuit | ^
- 1.225j, on n’a pas observé, à puissance égale,
- la moindre augmentation du degré de surchauffe.
- Ce qui semble étrange et difficile à expliquer, c’est la valeur plus élevée de k=a1 s’appliquant au surchauffeur. On ne peut guère chercher l’explication de ce fait que dans la forme convexe des tuyaux surchauffeurs, dont la surface extérieure est baignée par les gaz chauds : à une surface longitudinale donnée de l’aire tubulaire, et à une certaine épaisseur 1 de la couche gazeuse adjacente, correspond dans ce cas un plus grand volume, de sorte que les particules gazeuses chaudes qui arrivent et les particules gazeuses refroidies qui quittent la surface peuvent plus facilement s’éviter que cela n’est possible avec une surface concave, comme celle des tubes à fumée. Apparemment, l’action de cette circonstance doit augmenter avec la vitesse croissante et être d’autant plus marquée que les diamètres des tubes sont plus petits.
- En nous appuyant sur les résultats expérimentaux obtenus, nous pourrons donc formuler la proposition suivante : « Avec le surchauffêur Schmidt placé dans la boîte à fumée, l’augmentation de la vitesse de circulation de la vapeur au delà de 18 mètres par seconde n’entraîne aucune élévation appréciable du rendement. »
- Cependant, pour dégager cette conclusion, il fallut un certain temps : les locomotives en question avaient fait quatre années de service, en produisant une surchauffé inférieure de 30 à 35° à celle donnée par la machine N° 181, munie du surchauffeur d’un type plus ancien.
- Tout d’abord^ la direction du service de la traction imputa cette différence au dia-
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- niètre des tuyaux surchauffeurs des nouvelles machines, dans lesquelles cette cote avait été portée de 3(1 à 36.5 millimètres. Mais nous découvrîmes la véritable raison ell comparant attentivement les dessins : l’enveloppe en fer du surchauffeur était trop étroite, et la rangée intérieure de tuyaux était tellement rapprochée de cette enveloppe que la circulation des gaz autour des tuyaux de cette rangée devait être très difficile, de sorte qu’une partie de la surface de surchauffe perdait beaucoup de son efficacité. Une fois qu’on eut remédié à cet inconvénient, la surchauffe atteignit, clans les locomotives en question, le même niveau que dans la machine n° 181, c’est-à-dire 290 à 300°.
- Aujourd’hui que la première locomotive munie d’un surchauffeur Schmidt dans la boîte à fumée a fait neuf années, et les huit machines commandées ensuite, plus de cinq années de service dur ininterrompu, sans qu’il se soit déclaré aucune espèce d’inconvénients, soit aux chaudières, soit aux surchauffeurs, la conclusion paraît justifiée que ce type, qu’il y a d’ailleurs lieu de supposer généralement connu, présente, au point de vue du bon fonctionnement, toutes les garanties désirées. Il est vrai que, dans la machine n° 181, trois tuyaux surchauffeurs se sont arrachés dans les neuf années de service, mais la cause de ces incidents était simplement un traitement irrationnel au moment du mandrinage des tuyaux. Si notre compagnie a adopté plus tard, pour les nouvelles locomotives, le surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée, cette décision n’a nullement été inspirée par la découverte d’un défaut quelconque des machines en service; elle a été prise uniquement à cause des propriétés plus précieuses encore de ce dernier type, qui peuvent se résumer comme suit :
- 1° Augmentation delà puissance;
- 2° Répartition plus avantageuse de la charge ;
- 3° Simplification de la construction du surchauffeur;
- 4° Accessibilité plus facile ;
- 5° Nettoyage plus facile et plus rapide.
- Nous consacrons à l’étude des résultats obtenus avec ce type de surchauffeur en service les chapitres suivants de cet exposé; toutefois nous allons donner ici quelques renseignements sur ceux donnés en service par les neuf locomotives express prémentionnées.
- Outre la disposition du surchaufifeur et l’augmentation de 4 mètres carrés de la surface de chauffe affectée à la vaporisation, les huit locomotives commandées en second lieu ne se distinguent de la machine n° 181 décrite ci-avant, que par le diamètre des cylindres, porté de 520 à 540 millimètres. Mais il paraît que l’avantage qui en résulte a été balancé jusqu’à ces derniers temps par une certaine différence en moins (de 30 à 35°) de la surchauffe, de sorte que les neuf machines ont donné en service des résultats à peu près équivalents.
- ; 0 une manière générale, et à part quelques exceptions tout à fait insignifiantes, 1 entretien et la conduite de la machine à vapeur surchauffée, depuis la première,
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- n’ont occasionné aux agents pour ainsi dire aucune difficulté. Il convient de noter cependant, à ce propos, que sur notre chemin de fer les garnitures métalliques étaient déjà employées avant l’adoption des locomotives à vapeur surchauffée.
- De ce fait, le service delà traction de notre compagnie évita les nombreuses peines et difficultés que l’introduction de cet élément de la locomotive à vapeur surchauffée avait occasionnées sur d’autres chemins de fer russes, et aujourd’hui encore cet obstacle est loin de pouvoir être considéré comme aplani sur la plupart de ces chemins de fer.
- Par suite de l’orientation singulière qui a été donnée aux services techniques sur la plupart des chemins de fer russes et qui consiste à charger les bureaux du plus gros de la besogne, il est devenu très difficile d’introduire des détails de constiuc-tion dont le fonctionnement exact et économique doit être précédé d’une étude minutieuse.
- Il va sans dire qu’il ne saurait être question de l’emploi de garnitures métalliques sur les lignes où l’on est habitué à voir travailler les crosses de piston avec un jeu de 3 à 4 millimètres, ou davantage, dans leurs glissières, ou bien où les tiges de piston sortent du tour avec des rainures visibles, causées par l’acier, pour user ensuite, comme une lime, les segments mous de métal blanc dans l’espace de quelques jours. Dans de telles conditions, les boîtes à garniture métallique donnent lieu à des frais considérables, sans remplir leur but qui est d’assurer l’étanchéité des tiges de piston, et ce surplus de dépense est alors souvent imputé, tout à fait à tort, à la vapeur surchauffée.
- Par contre, il est absolument hors de doute qu’avec un bon entretien des crosses et le réglage en temps utile des glissières, ainsi qu’avec, l’usinage rationnel des tiges de piston sur des machines à rectifier à l’émeri, la boîte à garniture métallique est la plus commode en service, la plus économique et celle qui ménage le plus la tige de piston.
- Parmi les griefs formulés par le personnel du chemin de fer de Moscou-Kazane contre le fonctionnement de la locomotive à vapeur surchauffée, un seul a été reconnu justifié : c’est celui qui concerne les fuites progressivement croissantes aux tiroirs cylindriques avec bagues fermées et la perte de vapeur qui en est la conséquence.
- Si, dans les rapports de la direction de ce chemin de fer sur la consommation de combustible des locomotives à vapeur surchauffée et à vapeur saturée, on trouve, en ce qui concerne les premières, des renseignements qui varient beaucoup, c’est uniquement aux pertes de vapeur par ces tiroirs que l’écart est attribuable Après chaque renouvellement des tiroirs, la machine accuse une diminution surprenante de la consommation du combustible; si, au contraire, pour une raison quelconque, il faut ajourner le renouvellement des tiroirs, la consommation de combustible croit rapidement, et il s’est présenté des cas où de ce fait, elle dépassait de 12 p. voire même, dans un cas, de 14 p. c., celle des locomotives à vapeur saturée
- En présence de ces faits, l’administration du chemin de fer de Moscou-Kazane
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- décida, en été 1907, d’abandonner définitivement l’emploi du tiroir cylindrique à bagues fermées, malgré sa séduisante simplicité et les brillants résultats obtenus avec ce tiroir sur les chemins de fer allemands (* 1), et à lui substituer un tiroir Schmidt simplifié de 220 millimètres de diamètre, avec segments élastiques. Après l’application de cette mesure et l’augmentation simultanée du vide entre l’enveloppe du surchauffeur et les tubes, la supériorité de la locomotive à vapeur surchauffée fut un fait affirmé non seulement par des parcours d’essai qui ne se font toujours qu’avec des machines individuelles, qui sont ordinairement dans un état d’entretien exceptionnellement satisfaisant, mais par les relevés statistiques du service de la traction pour toute la série de machines. C’est ainsi que nous voyons par ces états qu’en juillet 1909, sur la ligne de plaine de Moscou-Riazane, les locomotives à vapeur saturée 4-6 0 ont fait un parcours de 63,177 verstes (66,724 kilomètres), avec une consommation de naphte de 159.83 pouds = 2,618 kilogrammes par unité de travail (c’est-à-dire par 10,000 essieux-verstes). Sur la même ligne et le même mois, les locomotives à vapeur surchauffée, dont il est question plus haut, ont fait un parcours de 34,132 verstes (36,409 kilomètres), avec une consommation de naphte de 147,32 pouds = 2,413.1 kilogrammes par unité de travail; la différence en moins est., en nombre rond, de 8 p. c.
- En nous basant sur ces résultats, et d’autres similaires, obtenus sur le chemin de fer de Moscou-Kazane, nous croyons pouvoir énoncer en toute sécurité la conclusion suivante :
- L'économie de la locomotive à vapeur surchauffée dépend, pour une large part, du type des tiroirs cylindriques. Les tiroirs cylindriques Schmidt, munis de bagues fermées, n’ont pas donné de bons résultats.
- D’après les renseignements que nous avons réunis, c’est à la même conclusion que se sont arrêtés tous les autres chemins de fer russes qui ont des locomotives à surchauffeur en service.
- Ces chemins de fer sont les suivants :
- 1° le chemin de fer Nicolas (Saint-Pétersbourg-Moscou);
- 2’’ les chemins de fer Sud-Est; et 3° le chemin de fer de Moseou-Vinclau-Rybinsk (~).
- Pour terminer ce paragraphe, nous mentionnerons encore que, malgré les pertes de vapeur parfois très élevées dues au manque d’étanchéité des tiroirs à bagues fermées. les locomotives à vapeur surchauffé»! conservaient tous leurs avantages cités plus haut en a à f, à l’exception de e et, en partie, de d, et qu’il faut voir dans ce fait mie preuve éclatante de la puissance des chaudières munies de surchauffeurs et des machines à vapeur surchauffée proprement dites.
- L? ^°'r ^t.ARBK : Die Dampflokomotive der Gegenvoart.
- I ) Les locomotives à vapeur surchauffée du chemin de fer de Moscou-Kiev-Voronège sont toutes Munies tLoirs cylindriques Schmidt à segments élastiques.
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- IL — Résultats obtenus sur le chemin de fer de Moscou-Kazane avec les locomotives à surchaiiffeur-tubes à fumée. Considérations théoriques.
- a) Locomotive express type B. k.
- Lorsqu’en 4907 le trafic continuellement grandissant nécessita l’acquisition de dix nouvelles machines express, on fut de nouveau amené à se demander s’il fallait employer la vapeur saturée ou la vapeur surchauffée. Etant donnés les résultats du service des neuf premières locomotives express à vapeur surchauffée, résultats mentionnés dans le paragraphe I, il pourrait sembler étonnant que cette question ait pu seulement se poser, si entretemps on n’avait pas obtenu des chiffres très défavorables avec les locomotives Mallet à vapeur surchauffée 2 X 0-6-0. Malheureusement, à cette époque, nous n’avions pas encore eu l’occasion d’élucider sur place les raisons de cet insuccès, dont, à titre de partisan de la surchauffe sur les locomotives, on nous imputa la responsabilité. En effet, en 4906, année si funeste pour tout le pays, d’autres travaux urgents ne nous laissèrent pas les loisirs nécessaires pour aborder l’étude de cette question. Il n’y avait qu’un point que nous pouvions affirmer avec conviction : c’est que, de toute façon, la surchauffe elle-même ne pouvait pas causer la consommation exceptionnellement forte de combustible des machines Mallet, et que, pour cette'raison, les résultats peu satisfaisants obtenus avec ces machines particulières, résultats dont nous nous chargions de découvrir la cause, ne pouvaient pas constituer d’empêchement à la construction de nouvelles locomotives express à vapeur surchauffée.
- Heureusement, nous réussîmes encore une fois à faire triompher notre opinion. On procéda donc à l’étude et à la construction de la nouvelle machine express type B. k. du chemin de fer de Moscou-Kazane, machine dont les résultats obtenus jusqu’à présent doivent être considérés comme un grand succès de la surchauffé.
- Comme il est démontré que la locomotive à surchauffeur a un fonctionnement plus ou moins économique, même aux faibles puissances, et que sa supériorité économique sur la locomotive à vapeur saturée repose surtout, aux puissances réduites, sur la possibilité d’employer de faibles admissions (descendant jusqu’à 45 centièmes de la course) sans pertes notables par condensation, et, aux grandes puissances, sur la coopération d’une machine très parfaite avec une chaudière d’un haut degré de rendement, il s’agissait maintenant de créer une machine capable de remorquer sans difficulté, à une vitesse de 35 kilomètres, dans les conditions atmosphériques défavo râbles de l’biver, les trains les plus lourds (de 500 tonnes de poids des véhicules) sur les sections accidentées de la ligne (rampes de 40 millimètres par mètre, jointes à des courbes de 640 mètres de rayon) et de pouvoir aussi être employée au besoin sans consommation excessive de combustible sur la ligne de plaine (rampes attei gnant 6 millimètres par mètre, avec courbes de 4,000 mètres de rayon).
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- Pour satisfaire à ce programme, on donna à la nouvelle machine les dimensions et poids ci-après :
- Locomotive à vapeur surchauffée, type B. k., pour trains-omnibus et express.
- (Voir fig. 8 à 15.J
- Diamètre des cylindres . .........................
- Course des pistons......................................
- Diamètre des roues motrices...........................
- — — porteuses................................
- Nombre de tubes à fumée...............................
- Diamètre extérieur des tubes A fumée . . .
- Longueur entre les plaques tubulaires . . .
- Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus du rail .
- Longueur du foyer (en haut)...............
- Largeur du foyer (au-dessus de la grille) . . .
- Surface de chauffe des tubes à fumée (extérieurement) .
- — — du foyer...................
- — — des gros tubes à gaz chauds (124/133)
- — — baignée par l’eau..........
- — — du surchauffeur............
- — — totale ..................................
- — de grille..................................
- Timbre . ..............'.....................
- Empattement....................................
- Poids à vide..........................................
- — en charge..........................................
- 575 millimètres.
- 650 —
- 1.700 mètre.
- 1.030 —
- 147
- 51 millimètres. 4.660 mètres. , 3.100 —
- 2 321 —
- 1.192 mètre.
- 109.73 mètres carrés. 13.63 —
- 40.89 —
- 164.27 —
- 39.00 —
- 203.27 —
- 2.76 —
- 12 kg. par centim. carré. 7.930 mètres.
- 66,600 kilogrammes. 73,900
- Répartition du poids au contact :
- Bogie 13,200 + 13,300 ............
- Essieu couplé d’avant.................
- — moteur.........................
- — couplé d’arrière...............
- Poids adhérent total..................
- 26,500 kilogrammes. 15,800 —
- 16,000 —
- 15,600 —
- 47,400 —
- hette puissante locomotive présente une similitude surprenante avec la locomotive express 3/5, étudiée à la même époque par R. Garbe et décrite par lui dans son ouvrage Die Dampflokomotiven der Gegenwart (p. 448); cette similitude se retrouve jusque dans le fait que dans l’un et l’autre cas l’essieu couplé d’avant ne sert pas d essieu directeur dans la voie. Les bandages des roues de cet essieu n’ont d’ailleurs Pas de boudins et sont de 20 millimètres plus larges que les autres : c’est un détail construction appliqué depuis douze ans déjà par nous à toutes les locomotives 0-6-0 du chemin de fer de Moseou-Kazane. Le bogie a, de chaque côté, un jeu de 2o millimètres. L’ensemble des essieux est combiné de manière que les roues
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- du bogie puissent seules frotter contre les rails. C’est une disposition qui a donné d’excellents résultats à tous les points de vue.
- Fig. 13.
- Dans les premiers temps, après la mise en service de cette locomotive, il se produisit des difficultés pour l’entretien des tiroirs. Les segments étaient faits avec une qualité de fonte qui ne convenait pas, ils s’usaient rapidement, ne restaient pas étanches et cassaient fréquemment. Pour cette raison aussi la consommation de vapeur de ces locomotives était relativement élevée, et on exprima l’appréhension que ce nouveau type, auquel nous avions consacré tant d’efforts avec le concours de l’ingénieur en chef de l’établissement de constructions mécaniques de Kolomna, MrC. Gerstung, et de l’adjoint à l’inspecteur de la traction de la compagnie du chemin de fer, Mr P. Krassowsky, ne répondit pas aux espérances conçues.
- Mais lorsque les tiroirs eurent été munis, dans les ateliers du chemin de fer, de nouveaux segments, la situation se modifia tout d’un coup : avec leur grande puissance, les machines se montrèrent économiques et avantageuses au plus haut degre, dans les conditions les plus diverses.
- Mises en service comparatif sur la ligne de plaine avec les locomotives compound pesant 15,180 kilogrammes de moins, elles accusèrent les consommations de charbon indiquées dans le tableau I ci-après, et qui font nettement ressortir leur supériorité. Il est à noter qu’en raison de la puissance relativement faible qui leur était demandée, la vapeur était régulièrement ramenée par laminage à la pression de la boîte à tiroir, soit 6 kilogrammes par centimètre carré.
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- Tableau I.
- Type B. T. Type B. k. Consommation du
- Consommation de naphte. Mois de 1908. Par 100 locomotives- verstes (par 100 locomotives- kilomètres) Par 10,000 verstes (par 10,000 kilomètres) d’essieux de véhicules. Par 100 locomotives- verstes (par 100 locomotives- kilomètres). Par 10,000 verstes (par 10,000 kilomètres) d’essieux de véhicules. combustible du type B. k. comparée à celle du type B. I\, par 10,000 verstes (par 10,000 kilomètres) d’essieux de véhicules.
- Poucls (kilogrammes;. Pouds (kilogrammes). Différence en plus. Différence en moins.
- Juillet. 71.41 (1,096.74) 199.25 (3,059.71) 68.93 (1,058.50) 182.90 1,2,808.64) 8 p. c.
- Août 69.35 (1,064.95) 174.56 (2,680.57) 70.51 (1,082.76) 176.28 (2,706.98) 1 p. c.
- Septembre 72.95 (1,120.23) 178.92 (2,747.52) 67.31 (1,033.62) 164.45 (2,525.32) 8 p. c.
- Octobre 70.26 (1,078.92) 167.38 (2,510.31) 69.93 (1,073.86) 165.98 (2,548.81) 1 p. c.
- Novembre 75.30 (1,156.32) 180.78 (2,776.08) 72.86 (1,118.85) 175.32 (2,692.24) 3 p. c.
- Décembre 78.26 (1,201.77) 204.58 (3,141.56) 87.01 (1,336.19) 192.21 (2,951.60) 8 p. c.
- Il résulte de ces chiffres que l’opinion défendue par M1' Garbe, à savoir que la surchauffe permet de réaliser une marche économique avec un laminage étendu, est justifiée par les faits. Il va sans dire qu’ici encore il doit exister une limite, et nous estimons que les chiffres du tableau ci-dessus donnent une indication sur le point où se trouve cette limite, dans les conditions de la ligne de plaine (trains de 260 à 660 tonnes, avec les déclivités et rayons de courbe déjà mentionnés). D’autre part, il importe de savoir quel est le degré d’économie de fonctionnement des locomotives compound avec lesquelles on établit la comparaison, et, à ce point de vue, les locomotives à vapeur surchauffée ne sont pas favorisées dans la comparaison dont il s’agit, car la machine compound B. F. est un type de locomotive parfaitement conçu et d’un fonctionnement notoirement économique.
- Or, comme les économies de combustible citées dans le tableau I sont, en somme, légères, on est amené à conclure que, dans les conditions mentionnées, le laminage a atteint la limite où l’emploi de la surchauffe continue à présenter un certain avantage économique au point de vue de la consommation de combustible.
- Il semble donc qu’on puisse à bon droit formuler la supposition que le diamètre des cylindres d = 675 millimètres est judicieusement choisi, et qu’avec des cylindres plus gros encore (comme, par exemple, ceux de 590 millimètres de la locomotive prussienne de Garbe) et un degré de laminage proportionnellement plus éleve, ce genre de machines aurait perdu dans une certaine mesure le caractère d’universahte
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- qui appartient en propre à la locomotive à vapeur surchauffée, et, par conséquent, l’avantage de pouvoir être employée sur la ligne de plaine.
- Un autre fait qui trace des limites définies à l’agrandissement du diamètre des cylindres consiste dans la nécessité de renforcer encore davantage, en même temps, le mécanisme, ainsi que les fusées d’essieux et les tourillons de manivelles, de sorte qu’on serait obligé de se rapprocher déjà à un degré dangereux des conditions américaines en ce qui concerne l’augmentation des frottements et la diminution correspondante du rendement mécanique.
- Fig. 15.
- Sur les lignes accidentées, le type E. k. a donné des résultats véritablement brillants; nous noterons surtout que depuis son introduction la double traction a été complètement supprimée.
- Afin de comparer les deux types entre eux pour des puissances modérées et de vérifier le fonctionnement de la locomotive à vapeur surchauffée après un service prolongé, on a encore effectué récemment des parcours d’essai qui ont complètement confirmé la grande supériorité de la locomotive à vapeur surchauffée, supériorité reconnue d’ailleurs de toutes parts et hautement appréciée par tout le personnel de l’exploitation technique.
- Ces parcours d’essai ont eu lieu avec des trains réguliers, sous la direction de Mr l’ingénieur Taube, sur la ligne de Rusaewka-Arapowo ; c’est sur la même ligne que nous faisons procéder à tous les essais de locomotives, car nous savons par expérience que nous obtenons de cette façon des résultats exactement concordants et comparables.
- t Cette section d’essai, sur laquelle les parcours ont généralement lieu dans la direction de Rusaewka vers Arapowo, est reproduite dans la figure 16. En convertissant pour la section de Rusaewka-Paigarm les résistances des courbes, d’après la formule i = 6^0
- , en rampes additionnelles, on obtient pour toute la longueur de cette
- section une rampe moyenne de 7 millimètres par mètre; de même, pour la section e Paigarm-Chowanstschina, on trouve une rampe de 3.27 millimètres par mètre;
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- pour la section Rusaewka-Chowanstschina, cette rampe moyenne, calculée pour l’ensemble de la distance, est de 5.19:1,000.
- Les parcours d’essai ont accusé, sur la section entière de Rusaewka-Arapowo, pour les trains de poids moyen (le train de la locomotive B. pesait 285 tonnes métriques, celui de la locomotive B. r. 313), une économie, rapportée à l’unité de travail de 1,000 pouds-verstes (1), de 24.75 p. c. d’eau, 16 p. c. de combustible (naphte) en faveur de la locomotive à vapeur surchauffée B. k., relativement à la locomotive à vapeur saturée B. r.
- Sur la section la plus difficile de Rusaewka-Chowanstschina, où la locomotive à vapeur saturée travaillait avec de grandes admissions (de50 à 70 p. c. dans le cylindre à haute pression), les pertes par condensation ont dû être moindres, car ici l’économie d’eau n’a été que de 15.3 p. c., tandis que l’économie de combustible a été un peu plus grande que pour l’ensemble de la ligne et a atteint 16.5 p. c.
- Ces faits semblent indiquer qu’une partie de cette économie provient déjà du travail plus dur de la chaudière à vapeur saturée.
- Cette supposition est confirmée par les températures relevées dans la boîte à fumée et relatées dans le tableau II. Les séries d’observations contenues dans ce tableau permettent de reconnaître que dans la locomotive à vapeur saturée la température des gaz d’échappement n’a pas seulement été beaucoup plus élevée que la température des gaz sortant des tubes à fumée de la locomotive à vapeur surchauffée, mais qu’elle dépassait notablement celle qui existe à la sortie des gros tubes de surchauffe. D’ailleurs, la dépression beaucoup plus forte dans la boite
- O 1,C'00 pouds-verstes = 17.48 tonnes-kilomèties-
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- à fumée de la machine à vapeur saturée fait conclure à une fatigue incomparablement plus considérable de la chaudière.
- Tableau II.
- Locomotive à vapeur saturée B. IL 129. Locomotive à vapeur surchauffée B. k. 146.
- Horaire. Boîte à fumée. Boîte à fumée.
- Dépression, en millimètres. Température, en degrés centigrades. Dépression, en millimètres en degrés cemigrades. Température des gaz sortant des tubes à fumée en degrés centigrades. Température 1 des gaz sortant des gros tuhes de surchauffe en degrés centigrades. Température de la vapeur en degrés centigrades.
- Rusaewka, départ à 7 h. 25 . .
- - — à 7 h. 30 . . 70 290 50 254 280 240
- — — à 7 h. 35 . . 80 372 60 305 320 280
- — — à 7 h. 40 . . CO 330 60 313 330 288
- — — à 7 h. 45 . 80 375 40 284 290 285
- — — à 7 h. 50 . . 70 312 50 282 290 290
- — — à 7 h. 55 . . 80 310 60 317 320 300
- — — à 8 h. 00 . . 80 380 50 270 280 280
- — — à 8 h. 05 . . 90 380 40 303 310 300
- — à 8 h. 10 . . 100 380 50 305 310 298
- — — à 8 h. 15 . . 90 380 50 280 290 290
- Chowanstschino, arrivée . . .
- Observations. — La machine E. T. 129 a remorqué le train n“ 9 le 10 septembre 1909, et la machine B. k. 146 le même train le 9 septembre 1909.
- On voit donc que la surchauffe laisse un peu à désirer; néanmoins elle s’élève, quand la puissance augmente, à 300 à 320° C.
- Ii est bien entendu qu’à mesure que la charge augmente, la supériorité de la locomotive à vapeur surchauffée s’accentue jusqu’à concurrence de sa charge maximum-, tandis que la locomotive à vapeur saturée arrive déjà à sa limite pour un train de 360 tonnes.
- Les états statistiques du service de la traction montrent que l’introduction de la locomotive à vapeur surchauffée B. k. a entraîné une transformation dans tout le service de la ligne plus difficile Riazane-Rusaewka.
- Avec la vapeur saturée, la consommation de combustible par unité de travail a dépassé sur cette ligne de 30 p. c. en moyenne celle obtenue sur la ligne de plaine de Moscou-Riazane; de plus, les retards et les doubles tractions se produisaient legulièrement. Depuis l’introduction de la nouvelle série de machines, la consom-
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- mation de combustible est la même que sur la ligne de plaine et le service des trains de voyageurs se fait avec beaucoup d’exactitude. Ce dernier fait est dû à ce que tous les retards fortuits (stationnements aux points de croisement avec des trains de marchandises) sont facilement regagnés. La grande économie de combustible est due pour une certaine part (44 à 18 p. c.) au travail beaucoup plus économique de la locomotive à vapeur surchauffée, et pour le surplus à la suppression complète du service de renfort.
- L’effort de traction de la locomotive à vapeur surchauffée, calculée d’après la formule
- est de 11,377 kilogrammes, tandis que pour la locomotive à vapeur saturée on obtient, à l’aide de
- Z =0.55^
- d^nl C1) 20“
- un effort de 6,205 kilogrammes.
- Si l’on compare encore les prix des locomotives par 1,000 kilogrammes d’effort de traction, on trouve 4,145 roubles (12,435 francs) pour la locomotive à vapeur surchauffée, dont la dépense d’établissement est de 47,155 roubles (141,465 francs), et 6,733 roubles (20,199 francs) pour la locomotive à vapeur saturée, dont la dépense d’établissement, est de 41,785 roubles (125,355 francs).
- En ce qui concerne les frais d’entretien, ils ne sont pas, jusqu’à présent, plus élevés pour les locomotives à vapeur surchauffée B. k. que pour leurs congénères à vapeur saturée, et il n’est nullement a prévoir qu’il pourrait en être autrement à l’avenir. En effet, s’il convient de reconnaître qu’il faudra renouveler les tuyaux surchauffeurs au bout d’un certain temps; on peut, en s’appuyant sur les résultats obtenus avec le surchauffeur-tubes à fumée, évaluer à dix ans au moins leur durée de service. Si l’on considère en outre que la chaudière à surchauffe a 63 tubes à fumée de moins et vaporise jusqu’à 20 p. c. d’eau de moins, ce qui donne lieu à une diminution proportionnelle de sa fatigue, on trouvera finalement que le bilan est en faveur de la chaudière à vapeur surchauffée.
- Le mécanisme moteur et distributeur, rationnellement construit et entretenu, occasionne certainement moins de frais d’entretien que sur les machines à vapeur saturée équivalentes, avec leurs lourdes distributions par tiroirs-plans.
- Le mouvement des tiroirs cylindriques à admission centrale, et sans garnitures sur les tiges, absorbe une quantité de travail insignifiante ; il en résulte une beaucoup plus faible usure des articulations du mécanisme de distribution que sur les locomotives à vapeur saturée munies de tiroirs plans. D’autre part, le graissage automa-
- (i) d — diamètre des cylindres; dn = diamètre du cylindre B. P.; p = pression effective dans la chaudière; l = course des pistons; D = diamètre des roues motrices. (Voir Garbe, Die Dampf-okomo tive der Gtegenwart, p. 25.)
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- tique par presses à huile, indispensable sur toutes les locomotives à vapenr surchauffée, contribue notablement à améliorer la durée des surfaces frottantes dans les cylindres et les boîtes à tiroir. Ces graisseurs distribuant l’huile très économiquement, la différence de prix de l’huile pour vapeur surchauffée perd beaucoup de son importance.
- b) Locomotive à vapeur surchauffée à marchandises 0-8-0 type A. H.
- Dans le courant de l’été 1909, on a mis en service régulier (*) les vingt lourdes locomotives à marchandises, à vapeur surchauffée, étudiées simultanément avec les locomotives à voyageurs, à vapeur surchauffée, 4-6-0, décrites plus haut.
- Le tableau ci-après indique leurs principales dimensions et la répartition des charges :
- Locomotive à marchandises à vapeur surchauffée type A. II.
- Diamètre des cylindres................................
- Course des pistons. ................................
- Diamètre des roues motrices...........................
- Nombre de tubes à fumée ..............................
- Diamètre extérieur des tubes à fumée. .
- Longueur entre les plaques tubulaires.................
- Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus des rails .
- Longueur du foyer (en haut)...........................
- Largeur du foyer (au-dessus de la grille).............
- Surface de chaufïè des tubes à fumée (extérieurement)
- — — — de surchauffe 124/133 mill.
- — — du foyer...............................
- — — baignée par Peau.........................
- — — du surchauffeur.............................
- — — totale...................................
- — de la grille.................................
- Timbre.................................'..............
- Empattement . .................
- Poids à vide..........................................
- — en ordre de marche................................
- 575 millimètres.
- 650 —
- 1.220 mètre.
- 147
- 51 millimètres. 4.660 mètres.
- 2.860 —
- 2.079 —
- 1.444 mètre.
- 119.73 m êtres carrés. 40.89 —
- 12.96 —
- 163.38 —
- 39.00 —
- 202.38 —
- 3.03 —
- 12 kg. par centim. carré. 3.890 mètres.
- 59,5()0 kilogrammes. 64,400 —
- Charge adhérente :
- Premier essieu couplé.................................... 15,750
- Deuxième essieu couplé................................... 16,000
- Essieu moteur.............................................16,400
- Essieu couplé d’arrière...................................16,250
- parc ^US,?U ® Posent ces machines n’ont circulé que sur quelques sections d’assez faible longueur, TJ d a fallu que leur mise en service fût précédée du renforcement de certains ponts.
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- L’effort de traction de cette locomotive, calculé à l’aide de la formule
- d*l
- Z =0.75 p- —
- est de 15,884 kilogrammes et peut être complètement utilisé avec un coefficient d’adhérence de 1/4.06. La dépense d’établissement de chaque locomotive est de 40,754 roubles (122,262 francs), et s’élève donc à 2,750 roubles (8,250 francs) par 1,000 kilogrammes d’effort de traction, contre 3,919 roubles (11,757 francs) pour les locomotives à vapeur saturée 0-4-0 de notre compagnie.
- Si pour une locomotive à voyageurs, à cause des charges très variables qu’elle est appelée à remorquer, la possibilité de son emploi économique dans les limites les plus étendues a une très haute importance, il faut, étant données les conditions d’exploitation du chemin de fer de Moscou-Kazane, demander aux locomotives à marchandises, avant tout, de grandes puissances absolues et la capacit’é d’utiliser intégralement, dans toutes les circonstances, le poids adhérent disponible, afin d’assurer dans un délai aussi court que possible le transport des expéditions énormes qui se présentent dans les années de bonnes récoltes. Gomme ces bonnes récoltes sont habituellement séparées par des périodes de quatre à six ans où le trafic des marchandises est plus ou moins ralenti, le doublement des voies sur les lignes de la Compagnie serait une opération très peu économique, et c’est pour cette rai on que l’emploi de locomotives 'aussi lourdes que possible devient une nécessité impérieuse.
- Pour faciliter l’entretien, les locomotives dont il est question en ce moment ont les mêmes cylindres, surchauffeurs, tubes à fumée, accessoires de la chaudière, etc., que les locomotives décrites précédemment.
- Le foyer a reçu une largeur un peu plus grande, dans la mesure des facilités qui s’offraient à cet effet. D’après l’expérience de la compagnie, il est plus avantageux de réaliser les grandes surfaces de grille devenues nécessaires en n’allongeant pas seulement la grille, mais aussi en l’élargissant, et c’est cette considération qui a fait adopter la grande hauteur de l’axe de la chaudière pour les nouvelles locomotives 2-3-0 et 0-4-0. Il va sans dire que quand l’axe de la chaudière est très élevé, il faut veiller à ce que les longerons soient solidement entretoisés sous le foyer.
- Jusqu’à présent, il est impossible de se prononcer définitivement sur les résultats de service obtenus avec ces locomotives; car, d’une part, on n’a pas encore procédé à une enquête minutieuse au sujet de leur rendement économique et, d’autre part, les locomotives 2 X (0-6-0) en service sur les mêmes lignes ont donne jusqu’à présent des résultats si désavantageux qu’elles ne pourraient pas servir utilement de terme de comparaison. Ce n’est que prochainement, lorsqu’on aura complètement effectué les modifications ayant pour objet l’amélioration des locomotives à vapeur surchauffée Mallet au point de vue économique, qu’il sera possible d’établir des comparaisons étendues. Pour le moment, nous devons nous borner constater que les locomotives en question remorquent des trains de 975 tonnes sur
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- Coupe par la boîte à fumée.
- Tue d’avant.
- Fig. 20. — Coupe par l’abri.
- Fig. 19. — Plan.
- lïon^Mcallo1»» des terme» allemands *. Sohmerpress® -— Presse ù huile. — Seitliche Kuppelunjç zwischen Ma^chine und Tender = Attelage latéral entre machine et tender. Hîikon zmn Aushlason (1er Rimohrohren — Prise de vapeur pour le nettoyage des tubes à fumée.
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- la ligne représentée dans la figure 16 et ne consomment pas, par unité de puissance, plus d’eau et de charbon que les locomotives compound Mallet, à surchauffe, beaucoup plus compliquées, depuis qu’elles sont munies du tiroir cylindrique perfectionné (voir le paragraphe III). Mais comme ces dernières sont capables de remorquer des charges de 1,250 tonnes, on ne saurait encore dire, malgré leur construction plus compliquée, auquel des deux types il faut donner, le cas échéant, la préférence (voir aussi le paragraphe III).
- Avec une dépression de 70 à 100 millimètres dans la boîte à fumée, les températures de vapeur atteintes variaient entre 270 et 325°, et il semble que ces machines, munies d’un plus grand surchauffeur, auraient donné des résultats meilleurs encore. En conséquence, dans les nouvelles constructions, les chaudières de ce type de machines auront 24 tubes de surchauffe, au lieu de 21 actuellement. Par contre, en ce qui concerne le diamètre des cylindres (d = 575 pour un diamètre des roues D = 1,220, ce qui correspond à d = 605 pour le diamètre des roues D = 1,350 millimètres adopté sur les locomotives à marchandises 0-4-0 de l’Etat prussien), nous nous proposons de nous en tenir à la cote actuelle (1).
- Mentionnons, pour terminer, un détail par lequel le surchauffeur-tubes à fumée des locomotives du chemin de fer de Moscou-Kazane diffère du type Schmidt ordinaire; nous voulons parler du collecteur placé dans la boîte à fumée (voir fig. 14). On verra que la communication avec le régulateur est établie par un tuyau situé au-dessus de la chaudière et protégé par une pièce spéciale de l’enveloppe de la chaudière contre le rayonnement. Après démontage de cette tôle d’enveloppe, les boulons d’assemblage de la bride sont facilement accessibles, contrairement à ce qui se produit avec le type usuel. En outre, le collecteur peut être fixé plus solidement et plus facilement dans la boîte à fumée. Cette disposition du collecteur a donné d’excellents résultats. La compagnie du chemin de fer en est redevable à l’ingénieur en chef des usines de Poutiloff, Mr Gololoboff.
- c) Fonctionnement du sur chauffeur-tubes à fumée Schmidt et rendement de la chaudière à vapeur surchauffée.
- En calculant, au moyen de la formule L
- m
- /. 1 pe v
- . Po^'o 1-------• — . —
- m — 1 \ m p0 ta
- 1 (*
- m po v
- le travail théorique L produit par 4 kilogramme de vapeur saturée, ayant une près
- (7)
- 6) Le service de l’exploitation apprécie beaucoup ces machines à cause de la rapidité avec laquelle elles se mettent en vitesse et du peu de temps qu’elles nécessitent en quittant les gares pour franchir les sections de bloc et libérer les signaux.
- l'I Dans cette formule, poi v0, pe et v représentent la pression en kilogrammes par centimètre carré e le volume au commencement et à la fin de la détente, p la contre-pression en kilogrammes par centimètre carré. On néglige l'influence de la compression et les espaces nuisibles.
- *
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-
-
-
- VI
- 378
- sion initiale p0 de 10 et 13 kilogrammes par centimètre carré, dans l’hypothèse
- V
- d’une admission de 25 centièmes, c’est-à-dire d’un rapport des volumes —. = 4 et
- vo
- d’une teneur en eau de 3 p. c., on obtient, pour
- m= 1.035 + 0.1 X 0.97 = 1.132
- Pe
- Po
- Vojn
- / ni. 132
- '4/
- 0.1649
- et en supposant une contre-pression de 1.2 kilogramme par centimètre carré, ou p = 12,000 kilogrammes par mètre carré,
- pour 10 kilogrammes.............L = 34,568.71 kilogrammètres
- — 13 — ............L = 37,272.91 —
- Comme la dépense de chaleur nécessaire pour la production de 1 kilogramme de vapeur saturée sous les pressions indiquées, avec une température de l’eau d’alimentation de 20° G., s’élève, pour 10 kilogrammes de pression, à
- 0.97 x 661.1 -j- 0.03 x 181.5 — 20 = 631.56 calories et pour 13 kilogrammes à
- 0.97 x 668.9 + 0.03 X 193.7 — 20 = 634.64 calories
- le travail produit par calorie absorbée est le suivant :
- pour 10 kilogrammes :
- 34,568 631.56
- = 54.73 kilogrammètres
- pour 13 kilogrammes :
- 37,272.91
- 634.64
- 58.73 kilogrammètres.
- En effectuant les mêmes calculs pour la vapeur surchauffée à la température de 315°, dans l’hypothèse que la vapeur reste surchauffée jusqu’à la fin de la détente, c’est-à-dire d’après la même formule (7), et en utilisant le coefficient m = 1-3 valable pour la vapeur surchauffée, on obtient
- pour 10 kilogrammes:
- Lü = 43,167.40 kilogrammètres et pour 13 kilogrammes :
- L« = 45,224.77 kilogrammètres.
- Si maintenant, en nous servant des valeurs (cp)m = 0.528 pour une pression de 10 kilogrammes et pour t’ = 315°, et (cr)TO = 0.541 pour la même température et pour 13 kilogrammes de pression, valeurs tirées, pour les cas qui nous occupent,
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-
-
- VI
- r -
- 379
- par interpolation, de celles trouvées par Knoblauch et Jacob pour la chaleur spécifique moyenne (cp)m de la vapeur d’eau surchauffée f1), nous obtenons, pour la production de 1 kilogramme de vapeur surchauffée, dans l’hypothèse d’une température de l’eau d’alimentation de 20°, et en appliquant la formule
- = X -}- (Cp)m (t1 — t) — 20.................. (8)
- pour 10 kilogrammes de pression :
- 717.96 calories
- et pour 13 kilogrammes de pression :
- 716.96 calories.
- Par conséquent, avec la vapeur surchauffée, le travail correspondant à chaque calorie dépensée s’élève,
- pour 10 kilogrammes de pression, à :
- 43,167.40
- 717.96
- = 60.52 kilogrammètres
- et pour 13 kilogrammes de pression à :
- 45,224.77
- 716.20]
- = 63.14 kilogrammètres.
- En comparant ces nomb res avec ceux calculés pour la vapeur saturée, on trouve qu’avec l’emploi de vapeur saturée, la dépense de chaleur par 1,000 kilogrammètres est, respectivement, de
- 1,000
- ------- — 18.27 calories
- 54.73
- et
- - ’ 0 — 17.03 calories
- Oo. 7 o
- et avec la vapeur surchauffée, respectivement de
- et
- il résulte de ces chiffres que, grâce à l’emploi de la surchauffe, dans les condi-
- pour le même travail et sous les mêmes pressions,
- 1,000 „ o , - = 16.63 calories 60.12
- 1,000
- ——-- = 15.84 calories.
- 63.4
- ( ) Voir Schüle, Wàrmemechanik (Mécanique de la chaleur), p. 150.
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-
-
- VI
- 380
- tions indiquées et en supposant le même rendement de la chaudière, on réalise aussi une économie de combustible de
- et respectivement de
- (18.27 — 16.63) x 100 18.27
- (17.03 — 15.84) x 100 17.03
- 8.98 p. c.
- 6.99 p. c.
- Pour calculer l’économie d’eau, il y a lieu de considérer que la consommation par 1,000 kilogrammètres s’élève, avec la vapeur saturée, à
- 1,000
- et respectivement
- 34,568.71
- 1,000
- 37,272.91
- et avec la vapeur saturée, à
- .,000
- et respectivement
- 43,167.40
- 1,000
- 45,224.77
- = 0.0289 kilogrammes = 0.0268 kilogrammes
- = 0.0232 kilogrammes
- — 0.0221 kilogrammes.
- L’économie d’eau est donc respectivement de (289 — 232) x 100
- et
- 289
- (268 — 221) X 100
- 268
- = 19.7 p. c. = 17.5 p. c.
- Si l’économie d’eau et surtout de chaleur (ou de combustible) diminue quand la pression s’élève, cela s’explique principalement par le fait que lorsque la vapeur est chauffée jusqu’à une température déterminée, la surchauffe devient d’autant plus faible que la pression de vapeur est élevée, puisque la température de la vapeur saturée monte avec la pression.
- Il est donc à peu près inutile de dépasser, avec la vapeur surchauffée, 43 kilogrammes pour le timbre de la chaudière, surtout parce qu’une pression plus élevee entraînerait l’aggravation des pertes par la cheminée et par fuites. Un des plus grands avantages de la surchauffe est précisément que l’on peut tirer parti de toute sa supériorité sans employer de pressions élevées, c’est-à-dire dépassant 13 kilogrammes, ce qui entraîne de nombreux avantages d’ordre technique et économique.
- D’autre part, une plus forte surchauffe, par exemple jusqu’à la température de 350°,
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- vi-381
- Fig. 22.
- Diamètre du cylindre H. P.
- — — B. P.
- Course des pistous . . .
- Diamètre des roues motrices Timbre....................
- . = 2 X 510 millimètres. Surface de chauffe du foyer. . = 14.85 mètres carrés.
- . =2X710 - — — tubulaire . = 160.35 — —
- . = 650 — Surface de chauffe du surchauf-
- = 1.220 mètre. feur = 39.00 — —
- — 12 kilogrammes par centi-
- mètre carré.
- Surface de chauffe totale — de la grille . .
- Poids à vide . . .
- — en charge . . .
- = 214.2 mètres carrés.
- . = 81 tonnes.
- . =89 —
- Fig. 21 à 23. — Chemin de fer de Moscou-Kazane. — Locomotive à manchons compound Mallet, 4 cylindres (0-6-6-0) avec surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée, construit par la Société de constructions mécaniques de Kolomna et les usines Poutiloff, de Saint-Pétersbourg.
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- VI
- 383
- avec la même pression de 13 kilogrammes par centimètre carré, porterait l’économie de chaleur, relativement à la vapeur saturée, à 10.S p. c. et l’économie d’eau à 22.6 p. c.
- En examinant maintenant de plus près les conditions dans lesquelles les économies possibles, calculées plus haut sur la base des opérations théoriques, pourraient être réalisées, on serait nécessairement amené à la conclusion que sur la grande majorité des locomotives à surchauffeur construites jusqu’à ce jour, y compris les types B. k. et A. IL décrits précédemment, ces conditions ne sont remplies que d’une manière fort incomplète.
- Ce fait est dû, avant tout, à l’insuffisance de la surchauffe; le tableau II montre en effet que la température de la vapeur n’atteint 300° qu’exceptionnellement et qu’on peut admettre quelle est en moyenne de 280°. Or comme, d’après les observations effectuées sur ces machines, la chute de température entre le collecteur et la boîte à tiroir est d’au moins 20°, la température de la vapeur pendant l’admission ne peut pas être évaluée à plus de 260°. En calculant le travail produit par 1 kilogramme de vapeur surchauffée à cette température, d'après la formule (7), dans les mêmes hypothèses, on trouve
- \,u = 40,651.06 kilogrammètres
- ou, par calorie dépensée,
- 40,651.06
- 687.85
- = 59.09 kilogrammètres.
- v
- Pour la vapeur saturée, nous avions trouvé 38.73 kilogrammètres, de sorte qu’il ne reste pour ainsi dire aucun bénéfice.
- Mais, dans la réalité, différentes autres pertes viennent s’y ajouter. La détente de la vapeur ne s’opère pas adiabatiquement, mais est accompagnée d’un échange de chaleur avec les parois du cylindre. Il est vrai que la vapeur surchauffée a une très faible conductibilité thermique, mais seulement à l’état de repos. Nous avons déjà vu, par l’exemple du surchauffeur placé dans la boîte à fumée, que la vapeur circulant à une grande vitesse soustrait avidement de la chaleur aux surfaces métalliques qui l’entourent, ou inversement leur en cède rapidement et se refroidit en conséquence. Or, la vapeur surchauffée passe, avec une grande vitesse et en formant de violents remous, par les lumières, que le tiroir ne démasque que peu aux faibles admissions, et pour cette raison l’influence des grands espaces nuisibles doit être considérable.
- Nous avons supposé, en outre, que la vapeur reste surchauffée jusqu’à la fin de la détente; or, tel n’est pas le cas ici. En effet, au bout d’une certaine expansion, la vapeur atteint le point de rosée et continue ensuite à se détendre comme de la vapeur saturée, avec condensation sur les parois du cylindre. L’eau ainsi formée s’évapore pendant l’échappement aux dépens de la chaleur des parois, dont la température moyenne devient, de ce fait, plus basse, une fois le régime atteint.
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-
- VI
- 384
- En désignant par p' la pression sous laquelle, dans l’exemple que nous avons cité (admission de 25 centièmes), la vapeur surchauffée de pression initiale Po = 130,000 kilogrammes par mètre carré et de température initiale 315°, passe, en détente adiabatique, à l’état saturé, et par v' le volume correspondant, on a, d’après la loi connue :
- Lorsqu’un kilogramme de vapeur saturée sèche, dépréssion initiale p0, se détend d’après la courbe-limite, il doit exister sur cette dernière un point qui exprime l’état saturé p', v', auquel la vapeur surchauffée est arrivée en détente adiabatique. L’équation de la courbe-limite s’exprimant par
- 16
- P_ __ |V,15
- Po _ U)
- (10)
- où vs représente le volume de 1 kilogramme de vapeur saturée sèche, on a
- 16
- £ _ /^)l5 Po ~ [v'I
- En combinant cette équation avec l’équation (9), on obtient
- 16
- /«V,1-3 _ /Vus
- Cette équation donne, par calculs logarithmiques :
- pourpo = 10 kilogrammes...............
- et
- pour po — 13 kilogrammes
- - = 3.412
- »,
- — = 3.19 vo
- Nous voyons donc que le point de rosée se produit avant la fin de la détente à quatre volumes, et beaucoup plus tôt pour la vapeur moins surchauffée, à plus haute pression.
- Il résulte de ce que nous venons de dire que la surchauffe atteinte sur les locomotives décrites jusqu’à présent est beaucoup trop faible et qu'on peut dire avec une grande certitude qu'il n’est tiré aucun parti du travail qui pourrait être produit par le cycle théorique plus parfait. Si, malgré cela, on obtient en réalité des économies de combustible si importantes, atteignant de 16 à 20 p. c. et davantage, la raison n en est qu’à un degré minime la perfection plus grande du fonctionnement ; il faut surtout la chercher dans le fait qu’avec l’emploi de la vapeur surchauffée les condensations dans les cylindres sont, sinon complètement évitées, du moins notablement atténuées.
- Par conséquent, si nous avons cru pouvoir dire que les deux types de locomotives
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- Fig. 27.
- Fig. 20a à 28. — Dimensions principales et poids.
- Diamètre des cylindres d....................
- Course des pistons l.......................
- Diamètre des roues motrices I).............
- — — porteuses.....................
- Timbre.....................................
- N ombre de tubes à fumée...................
- — — de surchauffe....................
- Diamètre des tubes à fumée.................
- — — de. surchauffe.............
- — — dos tuyaux surchaulfeurs .
- Surface de ehautVo du foyer lld...........
- = 575 millimètres.
- = 650
- = 1.500 mètre = 1.030 -
- == 12 kilogr. par centimètre carré. = 132 = '24
- = 51/40 millimètres.
- = ™lnô -
- Ki.'.JS mètres carrés.
- Surface de chauffe des tubes à fumée (extérieurement,'.
- — -- — de surchauffe —
- — au contact de l’eau.....................
- Surface de chauffe du surchauffeur....................
- — — totale .............................
- Surface de la grille...................................
- Poids fi vide........................ .................
- — ou charge.......................................
- — adhérent .......................................
- J-iftbrt de traction Z = 0.5 -f-——-..................
- = 98.28 mètres carrés. = 26.72 - -
- = 161.88 - -
- = 47.20 - —
- = 209.08 — —
- = 2.53 — -
- == 62.8 tonnes.
- = 09.03 -
- = 50.00 —
- = S,Ô90 kilogrammes.
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- décrits en dernier lieu constituent un succès éclatant de la surchauffe, nous ne manquerons pas d’ajouter qu’en employant des degrés de surchauffe plus élevés, on pourra obtenir des résultats encore beaucoup plus satisfaisants, car il sera possible, par ce moyen, de réaliser effectivement une grande partie de l’avantage résultant du perfectionnement du cycle théorique.
- Aussi l’administration de notre chemin de fer a-t-elle décidé de munir les quinze locomotives à voyageurs à vapeur surchauffée, qui- doivent être construites dans le courant de l’année, de vingt-quatre tubes de surchauffe (fig. 26 à 28), dans le but d’obtenir des températures de vapeur de 340 à 350°.
- On a fait valoir, par contre, que les locomotives ne travaillent pas toujours avec de faibles admissions et qu’aux admissions prolongées il peut arriver que la vapeur s’échappe à l’état surchauffé; d’ou des pertes évidentes de chaleur.
- Tel n’est cependant pas le cas. Il est vrai que les admissions avec lequelles une locomotive travaille dépendent de la charge, du profil de la ligne, de la vitesse, etc., et que, par suite, chaque locomotive marche, suivant les moments, aux admissions les plus diverses; bien entendu, l’économie de combustible et d’eau est alors d’autant plus considérable que la machine peut travailler avec des admissions avantageuses. Néanmoins, l’avantage inhérent à la nature de la locomotive à vapeur surchauffée de pouvoir travailler économiquement avec de faibles admissions ne doit pas être négligé et il faut donc s’attacher à réaliser une surchauffe aussi élevée que possible.
- Même avec une surchauffe atteignant la température de 350°, on trouve que, pour la vapeur travaillant sous une admission de 23 centièmes, le point de saturation, calculé d’après la méthode indiquée plus haut, correspond au rapport des volumes
- V1
- - = 3.92 v0 i 0
- et se produit donc encore avant la fin de la course, ce qui permet de dire que toutes les fois que la machine travaille avec de faibles admissions, il faut pousser la surchauffe à un degré aussi élevé que possible.
- Parmi les nombreux parcours d’essai que nous avons effectués dans ces deux dernières années avec les locomotives à vapeur surchauffée de notre compagnie, nous n’en avons remarqué aucun indiquant une surchauffe exagérée, et d’ici peu nous essayerons d’amener plus de chaleur aux surchauffeurs par le rétrécissement des orifices des tubes à fumée dans la plaque tubulaire, sur les locomotives B. k. et A. il. Au contraire, tous les essais faits jusqu’à présent ont démontré que le travail des locomotives s’améliorait à mesure que la surchauffe atteignait un degré plus e^ev®; aussi sommes-nous d’avis qu’il est sans importance qu’un peu de chaleur parte avec la vapeur d’échappement. Cette chaleur n’est pas perdue pour le rende-ft^nt, puisqu’elle chauffe les parois du cylindre et des espaces nuisibles et les conserve dans un état qui affaiblit moins l’action de la vapeur surchauffée nouvellement lntroduite que si le cylindre venait d’évacuer de la vapeur fortement refroidie ou
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- 388
- même humide. Ces faits prennent d’autant plus d’importance que les fluctuations de température pénètrent plus profondément dans les parois du cylindre, c’est-à-dire, en particulier, aux faibles vitesses.
- L’idée d’éviter complètement le refroidissement par la vapeur d’échappement a servi de base à la conception de la distribution Stumpf, décrite dans le paragraphe suivant : avec ce système, il se produit donc une perte lorsque la vapeur quitte le cylindre dans un état de trop forte surchauffe.
- En réalité, le risque d’une perte appréciable due à ce que la vapeur d’échappement reste surchauffée aux longues admissions, n’existe guère.
- Supposons, par exemple, que les 7,200.5 kilogrammes de vapeur surchauffée à 315°, produits en une heure dans la chaudière, examinée à la fin de ce paragraphe, de la locomotive 2a (0-3-0), type H. IL, soient utilisés dans une locomotive travaillant avec une admission de 40 p. c.
- Dans ce cas, d’après la formule (9), la pression finale sera pe = 3.95 kilogrammes par centimètre carré, et la température à la fin de la détente sera approximativement, d’après
- V_ Po T_
- Ko P To
- (H)
- t = 173.9°.
- S’il s’agissait de vapeur saturée sèche, sa température, correspondant à la pression de 3.95 kilogrammes par centimètre carré, serait de 142.3°, et la quantité de chaleur serait diminuée de toute la chaleur de surchauffe. Dans ce cas, (ep)m — 0.508 et la chaleur de surchauffe 0.508 X (173,9 — 142.3) = 16.053 calories, soit, pour le poids total de vapeur par heure (7,200.5 kilogrammes), 115,590 calories.
- Le bilan de la chaleur montre que la chaudière produit chaque heure 5 millions 162,095 calories. La perte serait donc d’environ 2.24 p. c. Mais, d’autre part, il est évident que, pour que la vapeur soit saturée sèche à la fin de la détente, il faut que la température de la vapeur introduite soit bien inférieure à 315°. Au moyen de la formule (11), on trouve qu’elle est d’environ 273°; par suite, le travail de 1 kilogramme de vapeur sera beaucoup moindre, comme il est facile de s’en rendre compte à l’aide de la formule (7). La différence est, par calorie, d’environ 5.19 p.c. Le gain de travail, dû à une plus forte surchauffe, l’emporte donc très notablement sur la perte de chaleur. Mais il faut évidemment tenir compte aussi de ce que la production de 1 kilogramme de vapeur à 315° nécessite dans la chaudière une plus grande dépense de chaleur que si la température de la vapeur n’était que de 273°.
- Admettons, pour ce cas, la plus faible température moyenne des gaz perdus, correspondant à une surchauffe moyenne, égale à 242°. Le rendement de la surface de chauffe serait alors
- 1,335 — 242 1,335
- = 0.819
- O-
- (6 Pour une température de la flamme de 1,335° G.
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-
-
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- w
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- Nous examinons attentivement, ci-après, le cas où la chaudière fournit de la vapeur surchauffée à 315°. Dans ce cas, à la température admise ici de 1,335°, les gaz chauds du foyer possèdent une chaleur totale de 6,436,464 calories, sur lesquelles 1,239,774 se perdent par la cheminée. Le rendement de la surface de chauffe est donc
- 6,436,464 — 1,239,774 6,436,464
- = 0.807.
- L’utilisation de la chaleur dans la chaudière n’est que de 1.46 p. c. plus mauvaise clans le cas de la génération de vapeur plus fortement surchauffée.
- En tenant compte de tous ces faits, on constate donc, malgré la perte due à la vapeur d’échappement surchauffée, un certain avantage en faveur de la surchauffe plus élevée.
- Ainsi que nous l’avons déjà dit, c’est sur l’idée d’éviter le refroidissement par la vapeur d’échappement qu’est basé le principe de la distribution Stumpf, décrite plus loin.
- Pour revenir à l’avantage d’une surchauffe aussi élevée que possible (jusqu’à la température de 350°), nous ferons remarquer que, d’après l’expérience du chemin de fer de Moseou-Kazane, la surchauffe dite modérée doit être considérée, relativement à la forte surchauffe, comme absolument désavantageuse, même sur les locomotives compound.
- Les appai*eils de surchauffe modérée donnent lieu aux mêmes frais et exigent, de la part du personnel, autant d’attention et de soin, mais leur utilité est beaucoup moindre.
- Notre compagnie possède au total trente locomotives Mallet 0-6-6-0 (voir les figures 21 à 23), construites en 1906 et munies de surchauffeurs, qui sont à peu près identiques dans tous leurs détails et ne se distinguent que par leurs surchauffeurs : douze de ces locomotives, à quinze tubes de surchauffe, ont été étudiées pour une surchauffe modérée, et les dix-huit autres, à vingt et un tubes de surchauffe, pour une forte surchauffe. La surface de chauffe de ces deux catégories se décompose comme suit :
- Surchauffe modérée : Forte' surchauffe :
- t du foyer............ 14.85 mètres carrés. 14.85 mètres carrés.
- Surface de chauffe : j des tubes à fumée . . . 137.43 — — (184 tubes). 119.5 — — (160 tubes).
- ( des tubes de surchauffe. 27.81 — — (15 — ). 40.512 — — (21 — ).
- Un certain nombre de parcours d’essai ont été faits, sous notre direction, sur la ligne d’essai figure 16, dans le sens Rasaewka-Arapowo, avec des trains de marchandises réguliers. Ils ont montré que les locomotives à forte surchauffé sont supérieures, à tous les points de vue, à leurs congénères ayant une plus petite surface de surchauffe. Leur consommation d’eau est d’au moins 12 p. c. plus faible que celle des locomotives à surchauffe modérée et, fait qui est étonnant, l’économie de charbon est encore un peu plus grande.
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-
-
- La température de la vapeur varie, sur les machines à surchauffe modérée, entre 240° et 260° et n’a guère été beaucoup plus élevée, au commencement, sur celles à plus grands surchauffeurs (de 270° à 285°). Ce n’est que grâce aux modifications décrites plus loin qui furent apportées à ces machines que l’on réussit à augmenter notablement la surchauffe.
- L’objet des premiers parcours d’essai entrepris par l,e rapporteur sur la ligne représentée par la figure 16 fut de rechercher la cause de la consommation excessive de charbon des locomotives Mallet à vapeur surchauffée. Ces parcours d’essai ne tardèrent pas à se révéler, à plus d’un point de vue, si utiles et si instructifs qu’ils ont été maintenus sur notre chemin de fer à titre d’institution permanente pour la vérification de l’état des locomotives et de la qualité du charbon fourni et qu’on les répète périodiquement en observant des instructions rédigées par le rapporteur.
- On prête une attention particulière à la détermination aussi exacte que possible de la consommation d’eau d’alimentation, car c’est ce facteur qui constitue la base principale pour l’appréciation de l’état des locomotives. Le dépôt de Rusaewka possède, pour les différents types de machines, des tenders jaugés avec soin et munis de quatre tubes indicateurs du niveau de l’eau, à l’aide desquels on peut déterminer exactement le volume d’eau qui se trouve dans la caisse, même si, par suite d’une dénivellation de la voie, le tender n’est pas placé dans une position exactement horizontale. L’eau de, trop-plein des injecteurs est recueillie, mesurée et portée en déduction; on procède de même pour celle employée à l’arrosage de la houille.
- Le rapport du poids d’eau consommé depuis Rusaewka jusqu’à la station de Paigann, exprimé en livres russes pour 1 millième du produit du poids du train, machine et tender compris, multiplié par la distance en verstea de la section de Rusaewka-Paigarm, donne un chiffre qui a reçu la dénomination de « caractéristique » de la locomotive en question.
- Autant que possible, on détermine le même jour, sur deux trains se succédant immédiatement, la caractéristique de deux locomotives; cette base d’appréciation de l’état des locomotives dont il s’agit, au point de vue de leur rendement économique, est la meilleure pour le service pratique, sinon la seule offrant les garanties nécessaires d’exactitude. La détermination de cette caractéristique ne nécessite pas d’instruments de précision, ni un personnel nombreux d’expérimentateurs; elle n’exige pas non plus, de la part des agents qui l’effectuent, une instruction spéciale. C’est un chiffre facile à déterminer en service régulier avec une exactitude relativement grande et dont, d’autre part, la valeur a une importance extrême pour le contrôle technique.
- Depuis qu’on détermine, dans ces conditions, la caractéristique des locomotives du même type et desservant la même ligne, mais attachées à différents dépôts, et que l’on dispose par ce moyen d’un terme de comparaison du soin avec lequel les locomotives sont entretenues, l’administration possède un nouvel élément d’appréciation des différents chefs de dépôt au point de vue des efforts tentés pour
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- obtenir un service économique. De nombreux détails surprenants ont été révélés, mais surtout on a constaté des différences considérables entre le service de certaines locomotives du même type.
- En premier lieu, on a reconnu combien il importe de connaître réellement les machines avec lesquelles on compare une nouvelle locomotive et de ne s’appuyer que sur les résultats des essais qui, répétés un nombre quelconque de fois, aboutissent toujours aux mêmes conclusions.
- Après avoir définitivement constaté de cette façon qu’avec une surchauffe modérée on ne pouvait obtenir que des avantages insignifiants, même sur les locomotives compound, et que la température de la vapeur était encore insuffisante sur les machines étudiées en vue d’une forte surchauffé (vingt et un tubes de grand diamètre), le rapporteur fit munir la boîte à fumée d’une locomotive d’essai d’un écran en tôle de fer, mobile autour d’un axe vertical, et permettant de ralentir le tirage à travers les tubes à fumée et de faire passer une plus grande partie des gaz chauds par les tubes de surchauffe.
- L’expérience montra qu’il é1 ait avantageux de maintenir l’écran constamment dans sa position extrême, c’est-à-dire celle dans laquelle il s’opposait le plus énergiquement au passage des gaz par les tubes à fumée. En conséquence, on démonta l’écran et l’on réduisit, sur la moitié des tubes à fumée, la section des ouvertures libres dans la plaque tubulaire par l’introduction de bagues en fer plat de 2 millimètres d’épaisseur. En même temps, nous donnâmes l’ordre de ne détacher, dans les nettoyages des chaudières, le tartre adhérent aux tubes de surchauffé que sur une longueur de 800 millimètres à partir de la plaque tubulaire d’arrière, et de le laisser subsister, dans la zone des tuyaux surchauffeurs, en couches de 2 à 3 millimètres d’épaisseur, afin d’empêcher en partie la transmission de chaleur à l’eau de la chaudière et de conserver aux gaz de la combustion plus de chaleur pour les tuyaux surchauffeurs.
- Grâce à ces mesures, la température de la vapeur atteignit un maximum de 300°, et le rendement économique de la machine s’en ressentit très avantageusement. Ensuite, on réduisit la section de tous les tubes à fumée; la température maximum de la vapeur s’éleva alors à 330° et il en résulta une nouvelle augmentation de l’économie d’eau et de charbon.
- Ces résultats, obtenus par des parcours d’essai répétés, permettent d’énoncer la conclusion que, pour la machine à simple expansion aussi bien que pour la compound, l élévation de la température de la vapeur constitue un avantage absolu au point de vue de l’économie d’eau et de combustible et de la puissance de la locomotive. Or, l’expérience ayant montré que toutes les pièces de la locomotive avec lesquelles la vapeur est en contact, peuvent supporter des températures de vapeur de 350'’, c’est cette température qui doit être non seulement atteinte exceptionnellement, mais maintenue continuellement, en service pratique, sans difficulté.
- Si de nouveaux progrès venaient à être réalisés dans la fabrication des huiles à cylindres, nous avons la conviction qu’il sera très avantageux de pousser la sur-
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- chauffe un peu plus loin encore, de façon à alimenter les cylindres de vapeur à la température de 300”. Non seulement on fera ainsi des économies plus considérables encore de combustible et d’eau, mais la fatigue de la chaudière sera moindre.
- On pourra objecter qu’aux températures actuellement usuelles de la vapeur, le rendement de la chaudière k surchauffeur est déjà au-dessous de celle de l’ancienne chaudière à vapeur saturée et que, de ce fait, on perd une partie des avantages acquis; mais nous répondrons que l’expérience du chemin de fer de Moscou-Kazane conduit à la conclusion contraire.
- 11 n’est pas facile de déterminer exactement le mode de fonctionnement d’une chaudière. En effet, la détermination exacte du travail de régime de la chaudière-locomotive se heurte à des difficultés considérables et, de plus, on est réduit à faire beaucoup d’hypothèses, sinon d’une manière tout à fait arbitraire, du moins par voie d’approximation.
- Malgré cela, nous sommes d’avis qu’en utilisant complètement les résultats expérimentaux obtenus, même sans emploi de méthodes de mesure exceptionnellement précises et coûteuses, on peut se faire une idée très complète de l’action de la chaudière-locomotive : il suffit de mener les calculs jusqu’au bout dans chaque sens et d’établir un bilan intégral de la chaleur.
- Nous allons donner ci-dessous l’étude d’un parcours d’essai que nous avons dirigé et nous le faisons, d’une part, pour mettre en évidence le travail de la chaudière des locomotives à marchandises compound à quatre cylindres à vapeur surchauffée Mallet; d’autre part, pour montrer comment on peut procéder pour étudier de plus près le rendement de la chaudière à vapeur surchauffée et le fonctionnement du surchauffeur placé dans les tubes à fumée.
- Les parcours eurent lieu les 26 août et 8 septembre 1909, avec la locomotive n° 864 et le train 93. Le poids de la locomotive était de 86 tonnes, le poids moyen du tender de 37 tonnes, et le poids du train (120 essieux) de 1,106 tonnes.
- La ligne de Rusaewka-Paigarm (voir fig. 16), d’une longueur de 13.36 verstes (14.468 kilomètres), fut franchie en 63 minutes, y compris un arrêt de 9 minutes à la station de croisement de Pischlia. En cours de route, le régulateur resta fermé 4 minutes, et pendant 8 minutes on marcha si lentement que le temps de la vaporisation pouvait être supposé réduit de moitié; ces rectifications faites, on obtient
- un temps de marche net de 63 — (9 -|- 4 + = 46 minutes.
- Par suite, la consommation d’eau déterminée pour le parcours et qui est exactement de 6,620.39 kilogrammes (l) correspond à une vaporisation horaire de
- 5,520.39 X 60 46
- = 7,200.5 kilogrammes.
- P) Les nombres doublement soulignés ici et par la suite sont des valeurs observées, ou calculées à la suite d’observations, avec une certitude absolue, et qui ne sont donc susceptibles d’aucune erreur.
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- La pression moyenne de la vapeur en cours de route a été de 13.4 kilogrammes et s’est maintenue tout le temps, avec de très légers écarts.
- La teneur en eau (déterminée à l’aide du calorimètre Carpenter) de la vapeur introduite dans le surchauffeur a été de 2/7 p. c.
- Cette valeur s’est répétée pour le type de machines en question, avec de très faibles écarts (en moins) dans de nombreux parcours d’essai. Les valeurs extrêmes furent 1.73 et 2.7 p. c., et il semble donc qu’on puisse dire, d’accord avec les valeurs trouvées précédemment sur des installations d’essais, que les anciennes idées exagérées sur la teneur en eau de la vapeur, fournie par la chaudière de la locomotive, sont surtout dues à la méconnaissance de l’importance réelle des condensations à l’introduction ; on avait une tendance à expliquer leur grande quantité en partie par l’hypothèse de hauts degrés d’humidité de la vapeur.
- La pression et la teneur en eau observées correspondent à une chaleur nécessaire pour la génération de la vapeur
- W = 0.027 qt -f 0.973 X* — 20.18 = 636.40,
- où le nombre 20.18 représente la température de l’eau d’alimentation.
- Or, comme la consommation horaire d’eau est de 7,200.5 kilogrammes, la vaporisation de ce poids d’eau nécessite
- 636.40 x 7,200.5 = 4,582,398.2 = Wd calories.
- Des essais spécialement effectués dans ce but ont montré que l’enveloppe de la chaudière, qui entoure les surfaces baignées par l’eau et la vapeur, rayonne, par un temps chaud et presque au calme plat, comme le jour de l’expérience, 34,595 = Ws calories par heure. Cette quantité de chaleur est cédée par la vapeur et l’eau, à travers les tôles de la chaudière, à l’enveloppe, et il faut qu’elle leur soit rendue par les gaz chauds à travers la surface de chauffe baignée par l’eau.
- En additionnant les quantités de chaleur Wd et Ws, on obtient la chaleur totale passant en une heure par la surface de chauffe baignée par l’eau :
- w* = Wd + ws................................ . (12)
- Il est évident que la quantité de chaleur Ws qui se perd par rayonnement extérieur ne semble pas être déterminée d’une façon irréprochable, car il est impossible de placer la locomotive, pendant l’essai servant à déterminer Ws, exactement dans les memes conditions où elle se trouve en marche, au point de vue des rayons solaires, des courants d’air, etc. Mais, d’autre part, la valeur de Ws, rapprochée de celle de est si faible qu’une erreur commise dans sa détermination est d’une importance tout à fait secondaire pour l’ensemble de la recherche, et que, par suite, on peut ^admettre que , a été déterminé sans erreur. On a alors :
- Wh — + Ws = 4,582,398.2 -f 34,595 = 4,616,993.2 soit 4,616,993 calories
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- pour la quantité totale de chaleur passant en une heure par la surface de chauffe baignée par l’eau.
- On peut calculer tout aussi facilement la quantité de chaleur produite dans le sur-Chauffeur pour le séchage et la surchauffe de la vapeur.
- Pour chaque kilogramme de vapeur, elle est égale à
- 0.027 • r -f- (Gp)m ('t' — t0).
- Avec une pression de 13.4 kilogrammes, la chaleur de vaporisation r 474.18 (i) et la température de l’eau de la chaudière tQ = 191°9. A la température moyenne observée de la vapeur surchauffée
- t' = 315°
- la surchauffe sera donc t’ — t0 = 123°1 et la chaleur spécifique moyenne, correspondant à ces conditions, de la vapeur surchauffée
- (Gp)m = 0.55 calorie (2).
- Par conséquent, la quantité totale de chaleur WM nécessaire pour le séchage et la surchauffe de la vapeur saturée fournie par la chaudière
- W„ = 7,200.5 (0.027 x 474.18 -f 0.55 x 123.1) — 7,200.5 (12.803 + 67.705)
- = 7,200.5 X 80.508 = 579,697.854 ou, en nombre rond, 579.698 calories.
- Le terme entre parenthèses montre l’influence extrêmement importante de l’humidité de la vapeur. Dans les parcours d’essai, on a remarqué que la surchauffe commençait à diminuer dès que le niveau de l’eau dépassait la hauteur de 150 millimètres au-dessus du ciel du foyer : il y a lieu de conclure de ce fait à une augmentation des entraînements d’eau, due à la hauteur d’eau excessive, et qu’il faut donc éviter surtout dans les locomotives à vapeur surchauffée.
- La consommation de charbon est particulièrement difficile à déterminer et ne peut être évaluée que d’une façon approximative, bien que, dans les parcours d’essai, le poids de charbon chargé par verste (1.067 kilomètre) ait été pesé exactement, à l’aide d’une bascule à ressort. La difficulté est due à l’évaluation du poids de charbon qui se trouvait sur la grille au moment de l’arrivée à Paigarm, et au rétablissement de l’état où se trouvait le feu au moment du départ.
- Des essais spéciaux ont permis de constater que l’allumage de la machine dont il s’agit et réchauffement de l’eau d’alimentation et de la chaudière jusqu’à la température correspondant à la pression de 10 kilogrammes, nécessitent 573.3 kilogrammes de charbon (pour une température initiale de l’eau de 20°), et cette quantité a été déduite de la consommation réelle de charbon.
- Dans ces conditions, on a supposé le poids de charbon consommé sur la ligne de
- (1) Voir Schüle, Warmemechanik, p. 356.
- (2) Ibid, p. 150.
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- Rusaewka-Paigarm égal à 44 pouds 12 livres ou 725.47 kilogrammes (1), ce qui équivaut à une consommation horaire de
- 946.38 kilogrammes
- 725.47 X 60
- 46
- Il en résulte, pour la surface de grille de 3.4 mètres carrés, une vaporisation de
- 946.38
- 3.4
- 278.3 kilogrammes par heure.
- La chaleur We fournie par la chaudière se compose de la chaleur de vaporisation
- Wd et de la chaleur de surchauffe Ww; elle est donc, d’après ce qui précède :
- we = Wd + W« = .4,582,398 + 579,698 = 5,162,096 calories.
- Par conséquent, il est produit par kilogramme de charbon brûlé
- 5,162,096 e Art„ , .
- -Ô7TÔ5- ' = 5>454'° calories.
- Le combustible employé est un charbon menu très agglutinant, de la société franco-russe, en provenance du bassin du Donetz, avec une très haute valeur calorifique qui, calculée d’après la formule du Verein (2), s’élève à 8,141 calories (3). A cause de sa consistance pulvérulente, il faut arroser ce charbon très fortement, à raison de 20 kilogrammes d’eau par 100 kilogrammes de houille. De ce fait, la composition du charbon devient la suivante :
- C................................................... 67.08 p.c.
- H.................................................... 5.00 —
- O.................................................... 3.33 —
- S.................................................... 1.25 —
- W................................................ 18.34 —
- A..................*. . A-'.................. 5.00
- 100.(H) p. c.
- Pour déterminer les éléments des gaz de la combustion, on employa un appareil Fiseher-Orsat. Pour les calculs ultérieurs, on a admis, comme la plus probable, la composition suivante, correspondant au régime :
- C02.........................................................11.75
- O......................................................... 7.36
- Az..........................................................80.89
- 100.00
- en pour cent du volume des gaz chauds secs (c’est-à-dire non compris la vapeur d’eau).
- (b h a été brûlé 46 pouds = 753.46 kilogrammes ; on a déduit 1.71 oud pour la continuation de la route, ce qui correspond à 7/J2 du dernier panier pesé.
- (2) C = 81.00 G 4 290.00 [h — -f 25.00 S — 6.00 Wv
- (3) Les éléments du charbon sont en moyenne environ : Carbone (C), 80.5 p. c.; hydrogène (H), •6 P. c. ; oxygène (O), 4.0 p. c. ; soufre (S), 1.5 p. c. ; eau (W), 2.0 p. c. ; cendres (A), 6.0 p. c.
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- Par suite, la consommation théorique d’air sera
- L0 kilogrammes
- 23.56 3
- — C + 8H — 0 =9.15 kilogrammes.
- En supposant une combustion complète, sans formation d’oxyde de carbone, le coeliicient de l’excès d’air est
- H___2.
- ! , ^x3 ________Ë
- 21 + 100 X C
- CO?
- h-2
- 1 + 3
- ou, pour CO2 11.75,
- a = 1.522.
- La consommation réelle d’air est donc de
- L& kilogrammes = 9.15 X 1.522 = 13.93 kilogrammes
- et le poids des gaz chauds par kilogramme de combustible,
- Gb = L -j- 1 — 0.01 A = 13.93 -f- 1 — 0.05 = 14.88 kilogrammes
- en admettant, à la place des 946 kilogrammes brûlés de charbon sec, une consommation horaire BA de combustible de
- 120 t
- Bu = 946 X Yqq =1,135kilogrammes.
- En raison de la composition en pour cent du charbon changée par l’arrosage, sa valeur calorifique sera
- K — 6,652.9, soit 6,653 calories
- et la production horaire de gaz de la combustion
- G& B fi = 14.88 X 1,135 = 16,888.80, soit 16,889 kilogrammes.
- Pour une température de to, la chaleur totale de cette masse de gaz est, d’après les formules (10) et (12) de l’annexe II,
- W' = C • Gfe • Bh • t + G&-Bh-8 • «2 = N.**.............(13)
- ou, pour le cas qui nous occupe,
- W'= 4,102.344* + 0.53856^ (<) . . . . • (14)
- (l) Le rapporteur se réserve-d’expliquer oralement pourquoi les coefficients de la formule (14) n ont pas été corrigés en ce qui concerne les parties de carbone non brûlées et comment cette formule peut être employée pour déterminer quel est l’excédent d’air.
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- Une question qui joue un rôle très important dans l’étude des chaudières de locomotives est la détermination exacte de la chaleur absorbée par la surface de chauffe dite directe (c’est-à-dire du foyer). S’il était possible de déterminer la température de combustion T0 et celle des gaz delà combustion T1} à l’entrée dans les tubes de surchauffe et de fumée, nous obtiendrions la chaleur transmise par les parois du foyer à l’eau de la chaudière, Wf, d’après (14), à l’aide de la formule
- WP = 4,102.344 (T0 — T,) + 0.53856 (T02 — TV)............(15)
- Malheureusement, il ne nous a pas été possible de déterminer T0 par voie d’observation, les instruments de mesure que nous comptions employer à cet effet n’étant pas encore arrivés à l’époque des parcours d’essai. Il ne nous reste donc qu’à calculer la température de combustion probable en évaluant les pertes ayant lieu pendant la combustion, comme suit :
- A la combustion sans perte de toute la quantité de charbon chargée dans le foyer de 1,135 kilogrammes correspond, comme il résulte des chiffres cités plus haut, la quantité de chaleur
- Ba • £ = 1,135 x 6,653 = 7,551,155 calories.
- En y ajoutant la chaleur contenue dans le combustible et l’air de la combustion, que l’on obtient approximativement par l’introduction de t = 20 dans l’équation (14), savoir 82,262 calories, on obtient la chaleur totale des gaz chauds après la combustion, soit
- 7,551,155 + 82,262 = 7,633,417 calories.
- L’équation
- 4,102.344 T0 + 0.53856 T02 = 7,633,417
- donne alors la température de 1,550° C. théoriquement réalisable avec l’arrivée d’air calculée plus haut.
- Mais cette température n’est pas atteinte en réalité, car, par suite des pertes qui se produisent pendant la combustion, la quantité de chaleur n’est pas intégralement développée.
- C’est ainsi que l’on a reconnu, à la fin du parcours d’essai, qu’il restait dans le cendrier, la boîte à fumée et sur la grille, un poids de résidus : cendres, mâchefers et charbon et coke non brûlés, de 108.12 + 38.50 + 74.12 = 220.74 kilogrammes, représentant 9.4 p. c. du tonnage total de houille enfournée (i). Si, en nous basant sur les parcours d’essai antérieurs, nous ajoutons encore 4.7 p. c. de pertes par étincelles et fumée et 1.75 p. c. pour rayonnement par la grille et chaleur perdue avec les résidus tombés par la grille, nous obtenons en tout une perte d’environ 15-85 p. c. (2),
- t1) 2,330 kilogrammes.
- ( ) La possibilité d’utiliser de nombreux parcours d’essai pour l’évaluation des pertes de cette nature constitue un avantage particulier de la méthode consistant à effectuer tous les parcours d’essai sur la oieme ligne et avec des trains d’un poids sensiblement égal.
- *
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- Sur la production possible totale de chaleur, représentant 7,551,155 calories, U n’a par conséquent été utilisé en réalité que
- 7,551,155 x 0.8415 = 6,354,202 calories
- pour l’élévation de température des produits de la combustion. En y ajoutant la chaleur initiale du combustible et de l’air, on obtient une chaleur totale de
- 6,354,202 82,262 = 6,436,464 calories.
- En conséquence, la température de combustion dans le foyer, déterminée à l’aide de la formule
- 4,102.344 T0 + 0.53856 T0* = 6,436,464 (i6)
- sera
- T0 = 1,335° C.
- D’après la formule (1), donnée dans le chapitre I, savoir :
- K = 54 + 0.514 (T0 - t0)
- nous pouvons maintenant déterminer le coefficient de transmission de chaleur, s’appliquant au foyer. Dans le cas qui nous occupe, on a R = 3.4 et Ha = 14 (*), R
- par suite = 0.243,
- H d
- K = 54 + 0.514 X (1,335 — 191.9) x 0.243 = 196.77, soit 197.
- Dès lors, la formule mentionnée dans l’annexe II
- (M + 2 N<0) lgn ,r—~ - + 2 N (T0 — t) = K Rd .... (17)
- t — t o
- permet de calculer la température des gaz à l’entrée dans les tubes de surchauffé et de fumée.
- En substituant, par tâtonnement, des valeurs approximatives et en procédant par interpolation, nous trouvons que pour
- M 4,102.344, N = 0.53856 .....................[voir (14)]
- et
- K • Ha = 197 x 14 = 2,758, t — 877 satisfait à l’équation (17).
- En désignant cette valeur par Tr, nous obtenons pour la chaleur résidant dans le foyer
- 4,102.344 (T„ — Tr) 4- 0.53856 (V — T4) = Wf = 2,424,486.6 soit 2,424,487 calories.
- P) Sans déduire les trous des tubes, mais supposé égal à 14 mètres carrés à cause de la non-efficacite d’une largeur de 150 millimètres le long de la grille.
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- Nous arrivons ainsi à la question intéressante et importante de la répartition des gaz- de la combustion entre les tubes à fumée et les tubes de surchauffe. Pour que le surchauffeur fonctionne avantageusement, il faut qu’il lui soit amené une quantité tout à fait déterminée de gaz de la combustion et par conséquent, avec eux, une quantité bien déterminée de chaleur.
- Cette dernière doit être au moins suffisante pour éviter le refroidissement de la vapeur surchauffée dans la partie antérieure des tubes de surchauffe; en d’autres termes, il faut que la température des gaz quittant les tubes de surchauffe soit au moins aussi élevée que la température de la vapeur sortant du surchauffeur.
- Or, d’après l’expérience du chemin de fer de Moscou-Kazane, ce résultat n’est généralement pas très facile à obtenir, comme le montre, dans le cas qui nous occupe, le moyen artificiel du rétrécissement des trous de tubes à fumée, qu’il a fallu employer pour augmenter le volume des gaz entrant dans le surchaufféur.
- 11 s’ensuit que si l’on conserve la disposition du surchauffeur indiquée dans la figure 21 (tubes de surchauffe de 133/124 millimètres, tuyaux surchauffeurs de 35/27 millimètres, section libre pour le passage des gaz dans le tube de surchauffe y — 4w — 12,076 — 3,648 = 8,228 millimètres carrés (1), il faut employer tous les moyens pour diminuer la résistance qui s’oppose à l’écoulement des gaz. En particulier, il est rationnel de ne pas donner une épaisseur excessive aux boucles des tuyaux et à ne pas trop rapprocher des orifices des tubes de surchauffe les brides qui assemblent les extrémités des surchauffeurs dans la boîte à fumée.
- A l’origine, la température des gaz de la combustion, au sortir des tubes de surchauffe, ne fut pas seulement, sur le type de machine dont il s’agit, plus basse que celle de la vapeur surchauffée, mais resta d’environ 20° au-dessous de celle des gaz sortant des tubes à fumée (283° contre 303°). Ce n’est qu’après la formation d’une couche de tartre sur les tubes de surchauffe et le rétrécissement des trous des tubes à fumée au moyen de bagues, que la proportion fut renversée : ainsi, dans le parcours d’essai qui nous occupe, la température des gaz quittant les tubes à fumée pour entrer dans la boîte à fumée a été de 262°, tandis que ceux sortant des tubes de surchauffe ont accusé une température moyenne de 318°.
- Par conséquent, nous croyons pouvoir conclure qu’avec les dimensions du surchauffeur indiquées dans les figures 14 et 21, les tubes à fumée de 46j40 millimètres de diamètre seront plus avantageux que ceux de 51/46 millimètres.
- Parmi les 13 locomotives à voyageurs 2-8-0, actuellement en construction, de notre compagnie, une partie seront munies de ces tubes à fumée de plus petit diamètre. De plus, on emploiera sur toutes ces locomotives les boucles soudées, à sommets renforcés, fabriquées par les forges de Lauchkammer et représentées par la figure 29.
- Il serait néanmoins erroné de supposer que les rétrécissements de la section dans
- (1) O = Section d’un tube de surchauffe, calculée intérieurement, w = Section d’un tuyau surchauffeur, calculée extérieurement.
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- les tubes de surchauffe sont le seul élément déterminant de la répartition de la nappe de gaz entre les tubes de surchauffe et les tubes à fumée. Le frottement des gaz sur les parois des tubes de surchauffe et des tuyaux surchauffeurs joue un rôle tout
- Fig. 29.
- au moins aussi important, et le fonctionnement du surchauffeur sera d’autant meilleur que la relation de la section libre q — 4w au contour de cette section est plus grand. Si l’on désigne par D* le diamètre intérieur d’un tube de surchauffe, par da le diamètre extérieur d’un tuyau surchauffeur, le surchauffeur agit d’autant plus efficacement que le rapport
- 7tDî2 4 Kde?
- 4 4 _ 1 D? — 4 dg?
- 7rD^ -j- 4 Kda 4 Dî -j- 4 da
- est plus grand.
- La question de la répartition des gaz de la combustion sur la plaque tubulaire peut être facilement résolue par la voie du calcul, du moment qu’on dispose d’observations sur la température de la partie des gaz quittant les tubes à fumée, comme dans le cas qui nous occupe, où elle a été en moyenne, comme on l’a vu plus haut, de 262°.
- En effet, si le courant total des gaz de la combustion se divise de manière que la fraction (3 passe par les tubes de surchauffe, tandis que 4 — (3 s’échappe par les tubes à fumée, il faut, si la chaleur totale de tout le courant, avant la division, est désignée, comme précédemment, par
- W = Mi + Ni2 = 4,102.344 t + 0.53856 ?
- que, dans la partie des gaz passant par les tubes à fumée, la quantité de chaleur soit égale à . .
- W" = (1 — S) Mt + (1 — £) Nt*..........................(18)
- et l’on aura, pour la chute de température dans les tubes à fumée, l’expression
- (1 _ (5) (M + 2 Nt0) Ign
- + (1 — P) 2 N (Tr — t) = kHs .
- (19)
- t — f0
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- où Hs représente la surface de chauffe des tubes à fumée qui, dans le cas donné, est de 107.75 mètres carrés pour la surface intérieure, au contact de la flamme. On a donc Jtüs = 5,818.5. Or, comme t a une valeur observée = 262°, il ‘ est facile de calculer 1 — P à l’aide de l’équation qui précède. Puisque M = 4,102.344, N 0.53856, Tr = 877, t0 = 191.9, on a
- Tr ~ *° = = 9.77318, d’où lgn 9.77318 = 2.2796418
- t— *0 70.1 8
- et 1 — p = 0.5549, par suite p = 0.4451, ou, avec une approximation suffisante :
- 1 — p = 0.555 et 3 = 0.445.
- Telle est la proportion dans laquelle s’opère la répartition des gaz de la combustion. Le rapport des sections des orifices des tubes à fumée à celles des tubes de surchauffe dans la plaque tubulaire est initialement 0.201062 mètre carré : 0.168248 mètre carré = 1.195, et après le rétrécissement 0.162161 : 0.168248 = 0.968, tandis que les gaz se répartissent dans la proportion de 0.555 : 0.445 = 1.247.
- On voit donc que le frottement sur les tuyaux surchauffeurs oppose aux gaz une résistance relativement grande et que les gaz sont surtout refoulés à travers les tubes à fumée. Aussi, comme nous l’avons déjà dit, conviendrait-il non seulement d’augmenter le nombre des tubes de surchauffe, mais d’employer des tubes à fumée de plus petit diamètre.
- La chaleur totale des gaz dans les tubes de surchauffe est donc
- W' = 0.445 (4,102.344 £ + 0.53856 <») = 1,825.5431 + 0.23966** . . (20)
- tandis que celle des gaz dans les tubes à fumée est exprimée par
- W" = 0.555 (4,102,344*+ 0.53856**) = 2,276,8011 + 0.29890 ** . . (21)
- Nous savons que les gaz de la combustion se refroidissent dans les tubes à fumée de 877° jusqu’à 262°; par conséquent, la quantité de chaleur cédée par la surface de chauffe des tubes à fumée à l’eau de la chaudière est
- W+ = 2,276.801 (877 —262)+0.29890 i'8772 — 2622)= 1,609,607.8,
- soit 1,609,608 calories .....................(22)
- Or nous avons vu que dans la chaudière, pour former la vapeur contenant 2.7 p.c. d eau, et pour compenser les pertes par rayonnement, il faut que la surface de chauffe baignée par l’eau absorbe la quantité de chaleur -
- Wh = Wd + ws = 4,582,398 + 34,595 == 4,616,993 calories . . . (23)
- Il résulte de ces derniers chiffres que la chaleur dépensée à couvrir la perte par
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- rayonnement extérieur représente 0.75 p. c. de l’ensemble du calorique qui a passé par la surface de chauffe baignée par l’eau. Si l’on considère que cette valeur se rapporte à une puissance très élevée développée par la chaudière en une heure, on reconnaîtra qu’elle concorde presque exactement avec la valeur moyenne usuelle de
- 1 p. c.
- Or, nous avons vu que les parois du foyer transmettent une quantité Wp = 2,424,487 calories, tandis que les tubes à fumée absorbent W'V = 1,609,608 calories.
- Il faut donc que les tubes de surchauffé cèdent à l’eau de la chaudière WV = Wft — (Wp + W'V) = 4,616,993 — (2,424,487 + 1,609,608) = 582,898 calories.
- D’après (20) il entre, à 877°, avec les gaz de la combustion, dans les tubes de surchauffe
- W' = (1,825.543 X 877) + (0.23966 x 877?) = 1,785,331 calories.
- Sur ce total, il faut que Ww = 579,698 calories soient employées au séchage et à la surchauffé de la vapeur et passent donc par les tuyaux sur chauffeur s; WV = 582,898 calories sont cédées par la surface de chauffe baignée par l’eau à l’eau de la chaudière; enfin, il se perd par la cheminée
- W' — (W„ + WV) = 1,785,331 — (579,698 + 582,898) = 622,735 calories . (24)
- D’autre part, la perte par la cheminée qui est due aux gaz s’écoulant à travers les tubes à fumée dans la boîte à fumée s’établit comme suit :
- D’après (21) les gaz de la combustion quittent le foyer et entrent dans les tubes avec une chaleur totale, correspondant à la température Tr = 877°, de
- W" = (2,276.801 x 877) + (0.29890 X 8772) = 2,226,647 calories.
- Comme les tubes absorbent W'V = 1,609,608 calories, la perte par la cheminée est de
- W" — W'V = 2,226,647 — 1,609,608 = 617,039 calories. . . . (25)
- La perte totale par la cheminée est donc
- W# = 622,735 -f- 617,039 = 1,239,774 calories.
- Mais ce chiffre comprend les 82,262 calories initialement contenues dans le combustible et dans l’air^servant à la combustion. En rapportant^les pertes à la quantité de chaleur que le combustible pouvait théoriquement développer, il n’y a lieu de considérer que la différence .
- 1,239,774 — 82,262 = 1,157,512 calories.
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- Nous arrivons ainsi au bilan ci-après de la chaleur : Dégagement théoriquement possible de calories
- Ç • B* = 6,653 X 1,135 = 7,551,155 calories.
- 1° Pertes par la chaleur des cendres, le rayonnement vers le cendrier, par des particules de charbon tombées, le fraisil de la boîte à fumée, les étincelles,
- ensemble 15.85 p. c., soit........................ . 1,196,953 calories.
- (il est produit 6,351,202 calories sur la grille).
- 2° Pertes par rayonnement extérieur.................. 34,595 —
- 3° Perte totale par la cheminée *....................1,157,512 —
- 4° La chaudière utilise pour la vaporisation, le séchage et la surchauffe de la vapeur, 4~ WM = 4,582,398 + 579,698 5,162,096
- 7,551,155 calories.
- Le rendement de l’ensemble de la chaudière est donc
- f)
- 5,162,096
- 7,551,155
- = 0.684
- p.
- c.
- 0).
- Pour Je parcours total, cette valeur/rapportée au charbon sec, a été trouvée égale à 0.73, valeur qui peut être considérée comme concordant assez bien avec le -q calculé, puisque la partie du parcours prise pour base du calcul a été celle où la chaudière a fourni son plus grand effort.
- La preuve de l’exactitude des calculs, formules et hypothèses ci-dessus sera maintenant le degré de concordance de la température calculée des gaz de la combustion sortant des tubes de surchauffe avec la température réellement observée.
- Nous trouvons pour les pertes par la cheminée, avec les gaz du surchauffeur, la valeur 622,735 calories’.
- D’après la formule de la chaleur totale dans les tubes de surchauffe (20)
- W' = 1,825.5431 -f 0.23966
- le nombre de calories 622,735 correspond à la température
- t = 327°.
- La température moyenne observée de ces gaz est de 318°, soit seulement 9° de
- (9 Toutefois, en prenant pour base la valeur calorifique du charbon sec dont la consommation a été de 946.38 kilogrammes, on trouve une valeur plus faible
- 5,162,096 5,162,096
- /j = -------------— = ----------- = 0.67.
- 946.38 X 8,141 7,704,480
- Mais la chaudière n’est pour rien dans la nature pulvérulente du charbon : aussi avons-nous adopté le chiffre donné ci-dessus.
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- moins; on peut dire que c’est une concordance remarquable, puisque toutes les erreurs devaient nécessairement s’accumuler sur ce point.
- Nous pourrons maintenant utiliser pour certaines conclusions et recherches ultérieures les résultats vérifiés dans ces conditions.
- Comparaison du rendement de la chaudière à vapeur surchauffée avec celui de la chaudière à vapeur saturée.
- Dans le chapitre I, nous avons fait, comparativement avec la chaudière Brotan, un calcul relatif à la chaudière de la locomotive compound Mallet à vapeur saturée, en prenant pour base les conditions observées dans notre parcours d’essai. Les dimensions du foyer étant les mêmes, le foyer de la chaudière à vapeur saturée absorberait, exactement comme dans notre exemple, WF = 2,424,487 calories, à dépression égale dans la boîte à fumée. Les tubes de la locomotive à vapeur saturée (voir l’annexe II) recevraient 2,756,295 calories, ce qui donne en tout 5,180,782 calories. Après déduction des 34,595 calories qui se perdent par rayonnement extérieur, on trouve, pour la chaleur disponible dans la chaudière, 5,146,187 calories, soit un rendement de
- ,146,187
- — --- O.1
- 7,551,155
- contre 0.684 pour la chaudière à vapeur surchauffée. Par conséquent, dans ce cas, cette dernière n’a pas un fonctionnement plus désavantageux,- mais au contraire un peu meilleur que la chaudière à vapeur saturée.
- Nous avons déjà fait la remarque que, par suite de la résistance opposée par les tuyaux surchauffeurs, les gaz de la combustion sont principalement refoulés par les tubes à fumée. Pour chaque proportion donnée de la section des orifices des tubes de surchauffe et des tubes à fumée dans la plaque tubulaire, le rapport de la répartition des gaz chauds j3 : (1 — (3) dépend de l’intensité du tirage. Le rapport 0.445 : 0.555 que nous avons trouvé s’applique à la dépression moyenne observée de 103 millimètres de colonne d’eau dans la boîte à fumée et de 57 millimètres dans le foyer. Lorsque le tirage augmente, la part des tubes à fumée devient plus petite, car la contraction croissante des filets de gaz, aux orifices des tubes, a plus d’influence sur les tubes à fumée, de faible diamètre, que sur les gros tubes de surchauffe. Il en résulte un régime remarquable du rendement : en effet, quand (3 augmente, la quantité de gaz dans le surchauffeur augmente, et avec elle la température de la vapeur,.mais aussi la perte du surchauffeur par la cheminée; par contre, la quantité de gaz dans les tubes à fumée diminue, et par suite sa température finale baisse, par conséquent aussi la perte par la cheminée des tubes à fumée diminue.
- Il va sans dire que cet échange n’a lieu que dans certaines limites, car la diminution de la température des gaz de la combustion à l’extrémité des tubes à fumee diminue de plus en plus avec l’abaissement de la température déjà atteint.
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- Quoi qu’il en soit, l’exemple mentionné montre que le rendement de la chaudière à vapeur surchauffée ne peut pas différer beaucoup de celui de la chaudière à vapeur saturée. Il y a là une preuve éclatante de la supériorité de la chaudière à surchauffeur, puisque la vapeur qu’elle produit possède des propriétés incomparablement plus avantageuses que la vapeur saturée.
- Les mêmes conclusions ne s’appliquent, bien entendu, qu’aux chaudières dont les dimensions et les conditions de service se rapprochent assez sensiblement de celles de la chaudière de la locomotive d’essai. Pour des conditions différentes, on trouvera le rendement à l’aide de calculs analogues.
- Mode de fonctionnement du surchauffeur.
- Nous avons vu que, pour l’ensemble des courants gazeux traversant les tubes de surchauffe, la chaleur totale est exprimée par l’équation (20)
- W' = 1,825.5431 + 0.23966 fi
- Il y a lieu d’examiner tout d’abord comment cette masse gazeuse se comporte dans la partie du tube de surchauffe qui est située entre la plaque tubulaire et les boucles des tuyaux surchauffeurs et dont la surface de chauffe, au contact du feu, est égale à 6.1743 mètres carrés.
- Ici, tous les calculs effectués montrent que, par suite de la vitesse élevée des gaz de la combustion et du diamètre de ces tubes, notablement plus grand que celui des tubes à fumée, il n’y a pas équilibre de la température dans chacune de leurs sections. Au contraire, la transmission de la chaleur se fait avec division apparente du courant gazeux indiqué par l’équation (20) en deux filets égaux, savoir : un filet central (A) qui enveloppe l’axe longitudinal des tubes de surchauffe, et un filet périphérique qui suit les parois des tubes de surchauffe. Le filet intérieur ne cède pas de chaleur, tandis que le filet extérieur se refroidit sur les parois des tubes de surchauffe comme s’il se faisait un échange complet de température. Les deüx filets sont identiques au point de vue de leurs quantités de gaz.
- Tl va sans dire que cette hypothèse ne doit être considérée que comme l’expression simple d’un processus compliqué. Qu’un filet gazeux axial puisse s’écouler sans refroidissement, on le comprendra facilement. Mais quant au filet périphérique, sa température doit augmenter progressivement à partir de la paroi du tube, vers l’intérieur. Cependant, pour plus de simplicité, on peut imaginer le processus comme il vient d’être indiqué, seulement on se gardera d’oublier que le rapport des poids des deux filets est différent, dans la distribution réelle des températures, de celui admis dans un but de simplification.
- (d) Pour abréger le langage, nous sous-entendons toujours ici, en parlant d’un seul filet de gaz, ensemble des vingt et un filets similaires dans tous les tubes de surchauffe.
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- Pour le calcul, nous considérons donc le courant gazeux (20) comme divisé en deux filets, savoir :
- W'i = 912.771 t + 0.11983 *2 et W'2 = 912.771* + 0.11983 *2 . . (26)
- Le premier s'écoule à la température Tr = 877 régnant dans le foyer, sur la plaque tubulaire, et atteint sans refroidissement les boucles des tuyaux surchauffeurs. Le second se refroidit au contraire d’après la formule
- (M + 2 Nf0) lgn Tr~h + 2 N (T,. — t) = kBf = 54 X 6.1743 = 333.4143. (27)
- t *n
- dans laquelle, pour le cas qui nous occupe,
- Cette formule donne
- M = 912.771 et N = 0.11983. * = 699°.
- En rencontrant la boucle du tuyau, les deux jets se confondent de nouveau et renferment, à partir de ce point, la somme des quantités de chaleur
- W'* = (912.771 x 877) + (0.11983 x 8772) et W'a = (912.771 X 699) + (0.11983 x 6992)
- Ou 1
- W'4 + W'j = (912.771 X 1,576) + (0.11983 x 1,257,730) = 1,589,240.88 calories.
- A son entrée dans les tubes de surchauffe, le courant gazeux total renfermait 1,785,330 calories. Par conséquent, les tubes de surchauffe ont cédé à l’eau de la chaudière une quantité de chaleur de
- 1,785,330 — 1,589,241 = 196,089 calories,
- sur laquelle quantité, d’après ce qui a été dit plus haut, il convient de considérer 0.75 p. c. ou 1,471 calories comme servant à remplacer la chaleur perdue par rayonnement extérieur, tandis que 196,089 — 1,471 = 194,618 ont été utilisées pour la vaporisation.
- La chaleur que renferme le courant gazeux traversant les tubes de surchauffe est, d’après ce qui a été dit précédemment, à l’origine des tuyaux surchauffeurs, égale a 1,589,241 calories. Elle correspond, d’après l’équation (22), à la température
- 788.8°, soit 789°.
- Sur cette chaleur, les gaz de la combustion ont cédé à la vapeur traversant les tuyaux surchauffeurs 579,698 calories et à l’eau de la chaudière, à travers les parois des tubes de surchauffe, 582,898 — 196,089 =• 386,809 calories.
- Les températures initiale et finale du courant gazeux étant connues (nous venons de trouver que la température initiale est de 789° et nous avons vu plus haut que la
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- température finale est de 327°), on peut étudier le mode de fonctionnement du surchauffeur dans différentes hypothèses. Pour plus de clarté, toutes les températures données sont indiquées, aux points correspondants, sur le croquis figure 30 représentant un tuyaux surchauffeur. Or, si nous faisons maintenant des suppositions précises relativement aux coefficients de transmission de chaleur pour le tube de
- Fig. 30.'
- surchauffe et le tuyau surchauffeur et si nous évaluons approximativement les températures qui régnent dans les boucles FG et KL, nous pourrons vérifier par le calcul, avec une approximation aussi grande que nous voudrons, l'exactitude de cette hypothèse. A cet effet, il suffit de partager le surchauffeur en un nombre déterminé d’éléments longitudinaux (par exemple 20) et, en partant de l’une des extrémités, de calculer pour chaque élément l’échange de chaleur qui se produit, en supposant que la température reste constante dans l’étendue de chaque élément. Si les hypothèses faites sont exactes, il faut : 1° que la température trouvée pour la boucle HJ, ou celle du dernier élément, soit la même dans les tuyaux GH et KJ, et 2° que les quantités de chaleur cédées dans le tuyau surchauffeur à la vapeur répondent à celles déterminées dans la répartition générale de la chaleur dans la chaudière.
- Par des tâtonnements répétés, on arrive peu à peu à une concordance satisfaisante.
- Pour le cas qui nous occupe ici, ainsi que pour plusieurs autres parcours d’essai, ces longs et fastidieux calculs ont été effectués très habilement par M. l’ingénieur Taube, à qui nous sommes très reconnaissant de ce fait.
- Dans le cas présent, on a trouvé pour le tube de surchauffe le coefficient de transmission de chaleur 39, ce qui, étant donnée la couche de tartre permise, peut être regardé comme vraisemblable. Pour le coefficient de transmission de chaleur de la surface de chauffe du surchauffeur, plusieurs calculs ont été d’accord pour donner ku = 63.
- D est évident que la valeur de ku dépend plus ou moins des hypothèses que l’on fait relativement à l’évaporation de l’eau contenue dans la vapeur de la chaudière.
- Us esf grand le nombre des éléments entre lesquels on répartit la vaporisation de eau> Plus la valeur de ku est faible, car l’eau a nécessairement la température de la 'aPeur de la chaudière, et partout où une bulle d’eau rencontre la paroi du tuyau surchauffeur, il en résulte une plus forte chute de température. Si ceci se produit Ners fextrémité du tuyau surchauffeur, il est évident que la transmission de cha-
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- /
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- leur sera le plus fortement activée, car à l’origine du tuyau, en E, cette chute existe tout naturellement, et si elle est rétablie plus tard par le choc d’une particule d’eau cela sera d’autant plus avantageux pour la transmission de chaleur que la chute qui existe dans chaque partie du surchauffeur est moindre aux points de rencontre des bulles d’eau avec la paroi, car en ces points la chute existante est précisément remplacée par la chute initiale.
- La valeur indiquée plus haut de ku = 65 s’applique au cas où toute la surface des éléments du tuyau surchauffeur sert exclusivement à la vaporisation de l’eau tant qu’il reste de l’eau dans la vapeur. Cette hypothèse repose sur la considération que l’eau entraînée hors de la chaudière est projetée dans la boucle du tuyau surchauffeur, en E, contre les parois de ce tuyau, et est chassée par le courant de vapeur le long de ces parois jusqu’à ce qu’elle soit évaporée.
- 16 4 1
- Le calcul montre qu’il faut à cet effet ^ de la longueur du tuyau EF ou ^ - de
- la longueur d’un tuyau surchauffeur entier : mais ceci ne s’applique qu’au cas où l’eau ne dépasse pas de plus de 150 millimètres le ciel du foyer. Un niveau d’eau plus élevé dans la chaudière doit être proscrit, car, comme l’apprend l’expérience, la teneur en eau de la vapeur s’élève, dans ce cas, et la température de surchauffe diminue considérablement. Les calculs sont basés sur une proportion de 2.7 p. c. cl’eau dans la vapeur.
- Un autre cas extrême se présente pour ku, si l’on suppose que les boucles FG et KL du tuyau bénéficient du rayonnement de chaleur par suite de leur faible distance du foyer, ce qui paraît être surtout le cas pour les houilles à longue flamme. La chaleur transmise de cette façon aux tuyaux surchauffeurs, propagée par conduction dans les tuyaux sur une assez grande longueur et cédée à la vapeur, pourrait diminuer notablement la valeur de ku. On trouve dans cette hypothèse la valeur ku = 62, concordant avec la valeur k pour le surchaufl'eur placé dans la boîte à fumée.
- Les données relatives à ces calculs sont trop nombreuses pour être citées ici, et nous nous réservons de donner à ce sujet des renseignements détaillés de vive voix.
- De toute façon, il est certain, d’après les très nombreux parcours d’essai effectues sur la ligne figure 16, que vingt et un tubes de surchauffe ne suffisent pas pour maintenir des températures de vapeur suffisamment élevées : c’est pourquoi on est obligé de recourir à des moyens artificiels pour refouler une plus grande partie des gaz de la combustion dans les tubes de surchauffe.
- Il semble donc plus correct de suivre la méthode inverse et, en employant vingt-quatre tubes de surchauffe, de conduire dans le surchauffeur une partie du courant de gaz chauds suffisante pour tous les cas, puisqu’un organe déjà existant, l’étouffoir, offre le moyen d’atténuer au besoin la surchauffe. Toutefois, il n’est pas à prévoir, d’après l’expérience actuelle, que ce besoin puisse jamais se produire en réalité.
- Afin de donner un aperçu synoptique de toute la distribution de la chaleur dans la chaudière expérimentée, nous avons groupé les résultats des observations et calculs dans le tableau III, qui peut se passer de tout commentaire.
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-
- Tableau III.
- Chaleur disponible
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- "S -g 0) ° CU o3
- Chaleur contenue dans le combustible et l’air introduit Chaleur produite sur la grille par la com-bustion Chaleur totale contenue dans les gaz de la combustion Chaleur cédée par le foyer à l’eau de la chaudière 82,262 calories. 6,354,202 — 6,436,264 calories. 2,424,487 — 2,406,303 18,187
- Chaleur transmise par la plaque tubulaire Chaleur introduite dans les tubes de sur- chauffe Avant le surchauffeur 4,011,977 calories. 1,785,331 - 194,618 1,471
- Dans l’étendne du surchauffeur . . . 383,941 579,698 2,868 622,735
- Chaleur introduite dans les tubes à fumée 2,226,646 calories. 1,597,535 12,072 617,039
- Total. . . 4,582,397 579,698 34,595 1,239,774
- Sous déduction de la chaleur contenue dans le combustible et l’air introduit 5,16 2,095 82,262
- • ... J 1,157,512 1,192,107
- Mentionnons, pour terminer, que la vitesse de la vapeur surchauffée dans la chaudière expérimentée, en sortant du surchauffeur, est de 526.52 mètres. Dans les locomotives construites pour une surchauffe modérée, avec quinze tubes de surchauffe seulement, la même vitesse est de 37.13 mètres, et dans ce cas la valeur du coefficient de transmission de chaleur a été, d’après les déterminations effectuées, exactement 65 comme plus haut. Nous en tirons la conclusion qu’à la vitesse de 26.52 mètres la valeur maximum du coefficient de transmission de chaleur est déjà atteinte et qu’il n’existe donc aucune raison d’admettre des vitesses plus élevées.
- Mais il faut bien remarquer que ces vitesses élevées sont pourtant d’une certaine utilité en pratique dans les cas où la locomotive ne développe pas toute sa puissance.
- n est plus sûr alors que la vitesse reste assez grande pour prévenir un décroissent du coefficient de conductibilité.
- 0Ur être complet, nous ajouterons que la consommation de charbon de la loco-
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- VI
- 410
- motive expérimentée H. II. n° 864, pour toute la ligne d’essai de Rusaewka-Arapowo (fig, 16),y compris les 29.8 pouds = 488.12 kilogrammes de charbon employés pour l’allumage, s’est élevée à 147.46 pouds = 2,416.23 kilogrammes, soit par unité de travail (1,000 pouds-verstes de charge remorquée) 1.08 livre russe = 26.27 kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres. Si l’on ne comprend pas dans la consommation de combustible les 488.12 kilogrammes de charbon employés à l’allumage, on trouve, pour la consommation en marche, par unité de travail (1,000 pouds-verstes) 0.863 livre russe = 20.217 kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres.
- Le poids d’eau vaporisée sur toute la ligne d’essai s’est élevé à 926.6 pouds = 16,176.4 kilogrammes. Pour la section de Rusaewka-Paigarm, on a trouvé une consommation d’eau de 337.02pouds = 6,620.39 kilogrammes, soit par 1,000 pouds-verstes de poids du train, y compris la locomotive et le tender, 13.48 livres russes ^ 316.4 kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres (voir Caractéristique de la locomotive).
- CHAPITRE [II.
- Application de la surchauffe aux locomotives compound Mallet 2 x 0-6-0.
- Distribution de la vapeur surchauffée dans les locomotives.
- a) Les efforts tentés pour rendre l’exploitation plus simple et plus économique par l’augmentation des charges de train, même sur les lignes à voie faible, ont conduit à l’emploi de la locomotive Mallet 2 x 0-6-0 sur des lignes qui pourraient apparemment se contenter de locomotives plus légères, et il faut reconnaître qu’au point de vue de la diminution de la fatigue de la voie ce type de machine a complètement répondu aux prévisions. Lorsqu’on voit, en effet, une locomotive pesant 84 tonnes en charge remorquer un train de marchandises de 1,260 tonnes sur des lignes dont les voies sont posées avec des rails ne pesant que 20 livres russes par pied anglais (27.03 kilogrammes par mètre courant) sans qu’il en résulte le moindre aléa pour la sécurité de la voie, ni la moindre difficulté dans son entretien, on est bien forcé de reconnaître que cette construction des locomotives donne des résultats remarquables.
- Mais, comme nous l’avons noté dans le chapitre I, le service des lourdes locomotives à vapeur saturée présente aussi des inconvénients, surtout lorsque, comme dans le cas qui nous occupe, les charges sont principalement remorquées dans un sens (de l’est à l’ouest) et que les grandes locomotives, faisant leur parcours de retour avec des trains ne comprenant pour ainsi dire que des wagons vides, ne développent qu’une partie de leur puissance et travaillent donc dans des conditions extrêmement mauvaises au point de vue économique.
- Pour cette raison, et parce que le long réservoir intermédiaire, de section relativement faible, est exposé à un refroidissement intense, nous étions bien fonde a présumer que c’était précisément sur des locomotives compound Mallet que 1 adoption de la surchauffe devait donner lieu aux avantages les plus appréciables.
- A notre grand étonnement, contrairement à ces prévisions, les locomotives coffl^ pound Mallet à vapeur surchauffée représentées par les figures 21 et
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- n’étaient en service que depuis peu de temps lorsqu’on leur reprocha une consommation excessive de combustible. Au commencement, on chercha à expliquer ce fait par les conditions défavorables du service, mais on ne tarda pas à constater qu’à puissance égale les locomotives Mallet à surchauffeur consommaient beaucoup plus de charbon que les locomotives similaires à vapeur saturée, et cette constatation contribua pour une large part à une certaine prévention, en Russie, contre l’emploi de la surchauffe sur les locomotives.
- Les locomotives en question avaient été construites, les unes par les usines Pou-tüofF de Saint-Pétersbourg, les autres par l’établissement de constructions mécaniques de Kolomna. Chacun de ces établissements s’était efforcé de produire les meilleures machines, et comme, d’après la théorie qui avait cours à l’époque, le grand problème, dont la solution rationnelle devait aboutir à un rendement économique très favorable, consistait à établir des tiroirs à basse pression aussi étanches que possible, chacune des deux firmes s’était réservée la faculté de pouvoir employer un mode de construction spécial pour cet important organe de la machine, tout en observant la cote prescrite pour le diamètre par la compagnie du chemin de fer.
- Les locomotives construites par les usines Poutiloff furent munies de tiroirs très compliqués du système Ricour.
- Ces tiroirs se composent du corps de piston a (fig.31), du plateau b et du segment de piston c, muni d’une nervure par l’intermédiaire de laquelle le piston et le plateau entraînent le segment dans le mouvement de va et vient du tiroir.
- Le segment c est muni de deux rainures annulaires servant à améliorer le graissage et l’étanchéité ; il présente une coupure rabotée dont les dimensions sont calculées de manière qu’il reste un vide de 15 millimètres entre les extrémités du segment en place.
- Cette disposition a pour but de permettre une nouvelle compression de la bague et d’offrir, en cas d’accumulation d’eau, une issue à cette dernière, de façon à éviter les avaries du cylindre et du mécanisme.
- Au droit de la coupure la pièce creuse, en bronze e, est appuyée du dedans contre le segment par le ressort f prenant appui sur le talon du plateau b ; de la sorte la vapeur passe difficilement par la coupure.
- La saillie h de la pièce e s’applique contre la nervure intérieure, mentionnée plus haut, du segment.
- Afin que cette nervure forme toujours un joint étanche avec le plateau b, elle est appuyée élastiquement contre ce dernier par un ressort spécial en acier (*) introduit entre le piston et le plateau.
- De cette façon le segment ne peut pas cogner et par suite il fait un plus long service. Outre e, il y a deux autres pièces creuses cylindriques i, munies de ressorts f (voir fig. 31 k), qui assurent la position concentrique du segment.
- Le diamètre du segment est un peu plus faible que celui de la boîte à tiroir, de
- f1) Indiqué en noir dans la figure 31.
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- sorte que pendant la marche à régulateur fermé, il ne peut se produire ni contact du tiroir avec le fourreau, ni aucune espèce de frottement. Lorsqu’il entre de la vapeur entre les deux pistons, la pression se propage, par des trous 0,0 spécialement percés à cet effet dans le plateau, vers l’intérieur du piston : le segment est alors appuyé contre le fourreau.
- Fig. 31
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- Avec ce tiroir, il faut veiller spécialement à ce que le segment de piston ne soit appuyé que par la bague cornière élastique contre le plateau et qu’il ne puisse pas se coincer. En surmontant l’effort élastique de la bague cornière, il faut que le serment de piston ait un jeu d’environ 0.5 millimètre dans la direction de la tige de tiroir.
- Les segments de piston de ces tiroirs sont en bronze sur la moitié des locomotives, en fonte sur l’autre moitié.
- Ce sont ces derniers qui ont fait le meilleur service.
- Fig. 32,
- Les locomotives de l’établissement de constructions mécaniques de Kolomna ont des tiéoirs à basse pression du type beaucoup plus simple reproduit dans la figure 32. Les segments massifs, en deux pièces, portent les couronnes à double bague, reproduites à plus grande échelle, en a, qui sont saisies par les pistons en b et en c.
- A l’origine, les segments étaient posés de manière que la coupure du segment de
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- faible largeur était située dans le prolongement de celle de l’autre, plus large; mais plus tard, sur l’ordre de la direction de la traction, on croisa les segments comme l’indique la figure 32a, cette disposition donnant une meilleure étanchéité.
- Malgré tous les soins apportés par les constructeurs à l’étude et à l’exécution des tiroirs, on constata, comme il a déjà été dit, que toutes les locomotives Mallet à vapeur surchauffée consommaient 20 p. c., et davantage, de combustible de plus que leurs congénères à vapeur saturée. Les chefs de dépôt attribuèrent ce fait en partie aux pertes de vapeur par les tiroirs cylindriques à basse pression; mais, d’autre part, ils le citèrent comme une preuve que les avantages que peut donner la surchauffe sont de nature problématique et ne peuvent, de toute façon, pas être réalisés dans tous les cas.
- En raison de ces inconvénients, les locomotives Mallet à vapeur surchauffée furent utilisées aussi peu que possible et lorsque le trafic des marchandises commença à se ralentir, on les retira du service à la première occasion. Cet état des choses s’était prolongé pendant deux ans lorsque, sur une des machines, un cylindre à basse pression fut avarié. Saisissant cette occasion, l’administration décida de renouveler les deux cylindres et de les remplacer par d’autres à tiroirs plans.
- Dans cette décision, on continuait à s’inspirer du même principe, à savoir qu’il fallait veiller surtout à l’étanchéité des tiroirs à basse pression, puisqu’en cas de fuites aux tiroirs à haute pression la vapeur n’était pas perdue et continuait au contraire à faire un travail utile dans les cylindres à basse pression.
- La locomotive H. II. n° 836, munie de tiroirs plans, ne tarda pas à être remise en service, et on l’expérimenta sur la ligne (fig. 16) choisie entre-temps pour les essais de ce genre. On reconnut que, par la substitution de tiroirs plans, la machine n’était pas devenue le moins du monde plus économique, et que par conséquent l’augmentation de la consommation de combustible n’était pas imputable aux tiroirs cylindriques, regardés jusqu’alors d’un œil si méfiant.
- Entre-temps, nous avions réussi à pousser plus loin nos études théoriques sur les frottements dans les courbes des véhicules de chemins de fer, et ces études nous conduisirent à examiner de près la question des frottements entre roue et rail dans les courbes et à élucider les conditions d’adhérence des locomotives Mallet.
- Il ne serait pas possible, sans dépasser beaucoup le cadre de cet exposé, de reproduire intégralement ici d’une façon très complète les résultats de ces recherches; -aussi nous contenterons-nous de citer les points les plus essentiels.
- En alignement droit, l’effort de traction est la conséquence de l’adhérence entre le bandage de la roue et le rail. Il ne se produit pas de patinage et la valeur de l’effort d’adhérence mis en action dans chaque cas particulier varie, suivant le couple, entre les limites O et f± • Plv en désignant par f± le coefficient d’adhérence au moment du démarrage.
- Pendant le passage dans une courbe, les points des bandages qui viennent successivement en contact avec les rails sont forcés de se déplacer aussi dans le sens transversal sur le champignon du rail, dé sorte qu’ici il s’agit littéralement non plus
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- adhérence, mais de frottement de glissement, c’est-à-dire d’une force qui combat à tout instant le mouvement de glissement du point de contact du bandage sur le champignon du rail.
- Le premier problème qui se pose dans la théorie de cette question consiste donc à trouver la direction de ce mouvement ou, ce qui revient au même, la direction de la vitesse de ce mouvement.
- Si le point d’appui d’une roue ne se déplaçait que transversalement au rail, cette r0ue ne pourrait évidemment contribuer en rien à l’effort de traction exercé par la locomotive, puisque la réaction du rail serait perpendiculaire au plan de la roue. 11 faut donc, pour que la roue en question produise une partie de l’effort de traction, que le point d’appui parcoure aussi en glissant, sur le champignon du rail, un certain chemin d’avant en arrière. Dans ce cas, la résultante des deux mouvements sera dirigée obliquement vers l’arrière, et par suite la réaction du rail sera dirigée obliquement vers l’avant; ceci donnera une partie de l’effort de traction.
- On peut en conclure que plus l’effort de traction à fournir par un point d’appui doit être grand, plus le chemin parcouru par ce point d’appui en glissant vers l’arrière sur le rail doit être long. Si, par exemple, ce chemin de glissement en arrière est égal à celui que le point d’appui décrit transversalement au rail, le parcours total des points d’appui et par suite aussi l’effort d’adhérence formera un angle d’environ 45° avec l’axe longitudinal de la locomotive, et l’effort de traction dû au
- P, en désignant
- f- P
- frottement f • P en ce point d’appui sera égal à —^ - 0.71 f
- \/ 2
- par f le coefficient d’adhérence et par P la charge de la roue.
- Pour que l’effort de traction augmente, il faut que le chemin de glissement dans la direction longitudinale augmente aussi ; si, le coefficient d’adhérence étant supposé invariable, on désirait obtenir la valeur intégrale f • P comme effort de traction, il faudrait évidemment que la vitesse de glissement du point d’appui dans le sens longitudinal devînt infiniment grande. Mais comme le coefficient d’adhérence f décroît à mesure que la vitesse augmente, il n’est pas possible de réaliser en courbe l’effort de traction f • P.
- Nous voyons donc que, pendant le passage en courbe, il faut que les roues des locomotives glissent d’autant plus sur les rails, dans le sens longitudinal, que l’on demande un plus grand effort de traction; on voit aussi que ce mouvement de glissement peut devenir très considérable lorsque l’effort de traction demandé à une roue se rapproche de la valeur f • P.
- Ce fait entraîne une différence radicale entre les locomotives ordinaires, que nous appellerons « locomotives à adhérence concentrée » et les types Mallet, Meyer et autres, qu’il convient de désigner sous le nom de locomotives « à adhérence divisée ».
- Dans les premières, pour chaque effort de traction désiré, il y a, en vertu du (( principe du moindre effort », la valeur minimum, égale pour tous les essieux accouplés, de la vitesse angulaire w qui donne précisément lieu à l’effort de traction
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- désiré : la locomotive travaille alors avec une proportion bien déterminée du mouvement de glissement des points d’appui dans la direction longitudinale du rail, en d’autres termes « avec un rendement nettement déterminé de l’adhérence ».
- Sur une locomotive « à adhérence divisée », au contraire, la répartition de l’effort de traction entre les deux châssis peut s’effectuer d’une manière très variable : il se peut qu’avec la locomotive Mallet, trois essieux produisent une si grande partie de l’effort de traction qu’il en résulte une vitesse angulaire w élevée très peu économique, avec un très grand frottement longitudinal, et dans ce cas il faut que la machine produise beaucoup plus de travail qui est dépensé à augmenter inutilement l’usure des bandages.
- En alignement droit, le patinage des roues se fait aussitôt remarquer, surtout avec l’adhérence concentrée, car l’adhérence /i • P est sensiblement plus élevée que l’effort de frottement f • P après le commencement du patinage. C’est pourquoi les roues qui patinent continuent aussitôt à tourner avec une vitesse angulaire croissante et ne peuvent être ramenées à l’état de l’« adhérence » que par la réduction immédiate de la pression dans la boîte à tiroir (diminution de l’ouverture du régulateur).
- Dans une courbe, au contraire, les roues glissent constamment, et nous avons donc ici à mettre en compte le coefficient de frottement f dont la valeur ne se modifie pas brusquement. Il peut donc exister une proportion inutilement élevée de frottement de glissement, sans qu’il se produise des phénomènes particulièrement surprenants dans le travail de la locomotive; on peut même obtenir encore de très bons diagrammes d’indicateur.
- Même dans les courbes, les patinages excessifs sont plus faciles à remarquer avec les locomotives à adhérence concentrée. Avec l’adhérence divisée, il n’y a patinage que sur la moitié des essieux, et de ce fait la locomotive conserve une certaine stabilité qui rend la découverte du patinage plus difficile.
- Nous remerciâmes Dieu de cette constatation qui nous donnait immédiatement l’explication du travail médiocre des locomotives Mallet H. n. : des compteurs de tours montés sur une machine accusèrent le patinage excessif des essieux conduits par le moteur à basse pression, et il était évident que par suite de l’étanchéité insuffisante des tiroirs à haute pression, avec bagues fermées, la pression dans le réservoir intermédiaire s’élevait trop, et que, de ce fait, une trop forte partie de l’effort de traction était transmise au bogie d’avant.
- Il s’agissait maintenant de porter promptement, remède à cette situation, et les moyens employés furent les suivants :
- Ainsi que l’indique la figure 33, nous fîmes tourner dans la « bague fermée » du tiroir Schmidt six gorges de 20 millimètres de largeur et 6 millimètres de profondeur, dans lesquelles on introduisit autant de segments élastiques.
- Le succès fut éclatant, car les parcours d’essai effectués sur la ligne figure 46 apres cette modification montrèrent que les locomotives à vapeur surchauffée H. D. con
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- sommaient, par unité de travail, 16.7 p. c. d’eau et 12.2 p. c. de charbon de moins que leurs congénères à vapeur saturée (1).
- Fig. 33.
- De ce fait, les résultats obtenus jusqu’alors et défavorables à la vapeur surchauffée étaient brillamment réfutés, et les locomotives Mallet H. n. devenaient des machines très économiques. Encore les chiffres cités comme économies ne sont-ils à considérer que comme un résultat provisoire qui s’améliorera encore beaucoup à la suite des perfectionnements à faire progressivement, comme on en a déjà eu la preuve sur quelques locomotives.
- b) Distribution de lu vapeur surchauffée dans les locomotives.
- De tout ce qui précède il résulte d’une façon indubitable que dans 1 état actuel de la surchauffe les tiroirs bien étanches sont la principale condition d’un succès véritable. Aussi le chemin de fer db Moscou-Kazane a-t-il apporté une attention toute particulière à cet organe.
- ( ) Parcours d’essai des locomotives H. n° 817 et H. II. n° 854 en juin 1909.
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- Une question importante est ici la simplicité du mode de construction, car si excellents que soient les résultats donnés par des tiroirs d’un type compliqué sur des locomotives d’essai, on ne sera certainement pas satisfait, à la longue, des tiroirs de ce genre lorsque l’entretien et la surveillance sont difficiles, comme par exemple sur les locomotives Mallet.
- En conséquence, notre compagnie, en s’appuyant sur son expérience, doit se prononcer catégoriquement contre l’emploi de types aussi compliqués que celui de Ricour, représenté dans les figures 31 a à k et déjà examiné plus haut.
- Le type Schmidt à segments élastiques décrit par R. Garbe (1) est employé par le chemin de fer de Moscou-Kazane sur ses locomotives à voyageurs B. H. et B. k. et sur ses locomotives à marchandises A. II. et fait, en somme, un service satisfaisant.
- L’inconvénient de ce tiroir consiste dans la difficulté d’ajuster par meulage deux faces annulaires sur chaque côté.
- Pour cette raison, la compagnie ne se sert pas de ce tiroir sur la locomotive Mallet, où l’étanchéité joue un rôle essentiel.
- Sur ces machines, le tiroir reproduit dans la figure 33, qui a pour point faible ses segments minces, cassant au bout de quelque temps d’usure, est remplacé par celui des figures 34 et 35, étudié par Mr l’inspecteur adjoint de la traction, L. Brunsel.
- Ce dernier tiroir comprend un piston, soit en une pièce (fig. 34), soit, pour faciliter la pose des segments, en trois pièces (fig. 35), avec deux segments de 27 millimètres de largeur et 10 millimètres d’épaisseur. Chacun de ces segments a une coupure de forme rectangulaire (fig. 34a) dans laquefle pénètre l’extrémité plane dun goujon vissé dans le piston pour empêcher les segments de tourner. Ainsi que le
- (') Die Dampflokomotiven der Geg ente art, p. 325.
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- montre la figure 34, la coupure du segment extérieur est placée en bas et celle du segment intérieur en haut.
- Le fourreau réchauffé du tiroir Schmidt est, comme le montrent les]figures, remplacé par un fourreau simple, ce qui a permis de porter à 224 millimètres le diamètre du tiroir.
- Fig. 35.
- Ces tiroirs, d’une construction si simple, ont un fonctionnement excellent, s’usent peu et restent bien étanches. De même qu’avec tous les pistons cylindriques, un bon métal mou et la tension exacte des segments sont les conditions essentielles. On verra par la figure 34a que la distance entre les extrémités des segments de piston est de 4 millimètres à l’état libre et de 1 millimètre avec le tiroir en place.
- L’une des locomotives H. II. a été munie, à titre d’essai, de tiroirs à haute pression Fester, qui ont aussi un fonctionnement très satisfaisant, mais n’ont accusé jusqu’à présent aucune espèce d’avantage sur les tiroirs plus simples que nous venons de décrire. Afin de pouvoir juger définitivement le tiroir Fester, l’administration du chemin de fer a décidé d’en munir les quinze locomotives à voyageurs en construction (fig. 26 à 28), et nous nous réservons de donner encore de vive voix des renseignements sur ce point.
- Distribution de la locomotive Mallet à vapeur surchauffée.
- 'dVous avons dit plus haut que sur les locomotives Mallet H. II. les tiroirs Schmidt à «bagues fermées», employés tout d’abord, furent remplacés par d’autres plus étanchés. Après cette substitution, on constata un inconvénient contraire : si, précédemment, la pression dans le réservoir intermédiaire fêtait trop élevée sous l’action des fuites, elle est maintenant trop faible, et pour cette raison la machine à haute
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- pression patine trop dans les courbes, avec des trains sous pleine charge, de sorte que, comme des essais à l’indicateur l’ont démontré, la machine à haute pression fournit désormais les deux tiers de tout l’effort de traction. Pour l’alléger, il faut augmenter la pression dans le réservoir intermédiaire, et ce desideratum ne peut être réalisé que par la réduction des admissions dans la machine à basse pression.
- Etant donnée la position que la locomotive Mallet prend dans les courbes, on trouve que les distances m (voir annexe III), par suite aussi les jeux transversaux des points d’appui, sont plus favorables pour les trois essieux d’arrière que pour ceux d’avant. Il est donc rationnel de reporter un peu plus de la moitié, soit les neuf seizièmes, de la valeur maximum de l’effort de traction sur les points d’appui du bogie d’arrière, tandis que les trois essieux d’avant n’auraient à produire que les sept seizièmes. Or, il est évident qu’un réglage aussi précis n’est possible que si le rapport des admissions dans les deux machines peut être varié à volonté, et l’on procède actuellement sur les locomotives H. n. aux modifications nécessaires dans ce but. Il est hors de doute qu’ensuite les machines H. II. à forte surchauffe feront un travail meilleur et plus élevé en valeur absolue qu’à l’heure actuelle, bien que dès maintenant il convienne de les ranger parmi les meilleures locomotives de la compagnie et qu’elles ne consomment pas plus d’eau ni de combustible par unité de travail que le type plus récent A. n. (fig. 18 à 20).
- Il semble à peine croyable, et pourtant le fait est bien exact, que grâce à la modification apportée aux tiroirs et grâce aux mesures prises dans le but d’augmenter la surchauffe, comme il est dit au chapitre II, la consommation d’eau des locomotives H. n. a déjà diminué d’au moins 40 p. c. Aujourd’hui cette puissante locomotive est ce qu’elle devait être dès le début, et la preuve est donc faite qu’une forte surchauffe appliquée au type Mallet comporte des avantages particulièrement appréciables.
- L’expérience acquise par le chemin de fer de Moscou-Kazane avec ses locomotives Mallet à vapeur surchauffée permet de formuler la conclusion qu’un manomètre placé dans l’abri, accusant la pression dans le réservoir intermédiaire, et une distribution divisée ne doivent manquer sur aucune locomotive de ce type. En outre, il faut que les mécaniciens sachent se servir de la distribution divisée de façon que, quand l’admission augmente dans la machine à haute pression, la pression dans le réservoir intermédiaire s’élève dans la même proportion, sans dépasser toutefois la limite supérieure fixée, afin qu’il ne se produise pas de patinage excessif des roues de la machine à basse pression.
- Il résulte de ce qui est dit plus haut que le service des locomotives à « adhérence divisée » offre des particularités et demande à être étudié spécialement. En revanche, la locomotive Mallet convient mieux que toute autre lorsqu’il s’agit de faire circuler des locomotives et trains d’un poids considérable sur une voie légère. Dans les circonstances de ce genre, elle ne peut être remplacée par aucun type avec essieux à déplacement parallèle.
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- Distribution système Stnmpf pour locomotives à vapeur surchauffée.
- Sur la proposition du professeur J. Stumpf, l’une des locomotives à marchandises A. IL 0-4-0 (n° 520) a été munie de la distribution qu’il a fait breveter et dont les figures 36 à 39 montrent la disposition.
- L’admission se fait, pour chaque cylindre, par deux soupapes logées dans des enveloppes spéciales venues de fonte avec les fonds de cylindre; celle d’avant se voit dans la coupe longitudinale du cylindre (fig. 36). L’échappement se fait par des fentes pratiquées au milieu du cylindre, qui sont masquées par un piston très allongé et que celui-ci démasque en approchant de ses fonds de course. Ces fentes sont particulièrement bien visibles dans la figure 37.
- Ainsi que le montre la figure 36, l’échappement anticipé n’est que de 66 millimètres, ce qui ne représente que 10.1 p. c. de la course de 650 millimètres. L’échappement pendant la course de retour n’est pas plus long, de sorte que la compression a lieu pendant 90 p. c. de la course du piston.
- Pour éviter les pressions finales excessives, on dispose de deux moyens : ou bien on emploie, comme l’indiquent les figures 36, 37 et 38, un petit tiroir auxiliaire de sortie, monté sur la tige de tiroir et auquel la vapeur est amenée des extrémités du cylindre par des tuyaux spéciaux (les ouvertures correspondant à ces tuyaux sont nettement visibles dans la figure 37 sur la face intérieure du cylindre), ou bien on augmente suffisamment les espaces nuisibles.
- Ainsi que le montre la figure 38, le chemin de fer de Moscou-Kazane a eu d’abord recours au premier de ces moyens, c’est-à-dire au tiroir auxiliaire. Mais plus tard, en modifiant le piston, on a agrandi les espaces nuisibles à 13 y2 p. c. et, pour simplifier la construction, on a supprimé le tiroir auxiliaire.
- La commande des soupapes d’admission se fait directement par la tige, de tiroir, à l’aide de galets qui tournent dans des rainures fraisées et qui, en butant contre des taquets fixés sur le guide de la tige de soupape, provoquent la levée de la soupape.
- On voit que toute la construction est extrêmement ingénieuse et simple; elle est basée sur l’idée remarquable de faire suivre à la vapeur qui arrive et à celle qui s échappé des chemins différents et d’éviter de la sorte l’inconvénient du refroidissement par la vapeur d’échappement.
- La bielle indiquée dans les figures 36 et 38 au-dessus des cylindres, devant le tuyau d’échappement, et manœuvrable de l’abri à l’aide d’un levier et d’une tringle, Sert à imprimer la levée initiale aux soupapes pendant la marche à régulateur fermé : c’est une disposition qui remplace de la manière la plus parfaite le compensateur de pression qui serait autrement nécessaire.
- Le piston se compose, comme le montrent les figures 36 et 39, de deux légers Pitons du type suédois, emmanchés sur la tige de piston, chacun avec deux segments
- e garniture Schmidt, et d’un tuyau en tôle d’acier de 7 à 8 millimètres d’épaisseur intercalé entre les pistons.
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- Au commencement, le professeur J. Stumpf lui avait assigné le rôle de piston porteur, et le tuyau en acier devait glisser sur les parois du cylindre (voir fig. 39).
- Cependant cette disposition n’a pas été reconnue satisfaisante sur nos lignes et donnait lieu à des avaries des surfaces frottantes. Par conséquent, on réduisit le diamètre du tuyau en acier et on munit les pistons de tiges continues, de sorte qu’ils travaillent maintenant tout à fait comme des pistons ordinaires. Depuis cette modification, la machine a déjà fait sept mois de service sans que les pistons aient donné lieu à aucune plainte.
- . Bien que la distribution Stumpf produise des diagrammes d’indicateur exceptionnellement beaux (1) et paraisse convenir parfaitement, à tous les points de vue, pour la surchauffe, son emploi pour les locomotives ne peut pas encore être considéré comme une question résolue complètement. Toutefois, les avantages possibles sont si considérables que la suppression des inconvénients qui subsistent vaudrait largement la peine qu’elle nécessiterait.
- Des parcours d’essai faits sur la ligne d’essai de Rusaewka-Arapowo (fig. 16) avec des trains pesant 1,000 tonnes, ont donné les résultats suivants :
- 1° Pour toute la ligne, la consommation d’eau de la locomotive à distribution Stumpf par 1,000 pouds-verstes (17.48 tonnes-kilomètres) est de 6.71 livres russes (157.2 kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres), tandis que la locomotive A. II. à vapeur surchauffée avec tiroirs cylindriques Schmidt, munis de segments élastiques, consomme 7.00 livres russes (164.015 kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres).
- Par conséquent, la consommation d’eau de la locomotive Stumpf est de 4.1 p. c. moindre;
- 2° Pour la section de Rusaewka-Paigarm, sur laquelle on marche la plupart du temps avec 40 p. c. d’admission, la locomotive Stumpf consomme plus d’eau que la locomotive ordinaire, savoir 17.79 livres russes par 1,000 pouds-verstes (416.8 kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres), contre 16.35 livres russes par 1,000 pouds-verstes (383kilogrammes par 1,000 tonnes-kilomètres) pour la locomotive ordinaire; la différence en plus est de 8.1 p. c.
- Ce fait qui se répète régulièrement n’est pas suffisamment élucidé jusqu’à présent ; il prouve toutefois qu’aux longues admissions la locomotive Stumpf consomme plus de vapeur que le type ordinaire, tandis qu’aux faibles admissions elle est beaucoup plus économique. Si l’on compare les deux machines au point de vue de la consommation d’eau pour la section de Paigarm-Arapowo, on trouve, en faveur de la locomotive Stumpf, une économie de 12.1 p. c.; l’excédent initial n’est donc pas seulement racheté, mais on réalise encore sur la ligne entière l’économie de 4.1 p. c. indiquée plus haut, au 1°.
- d) Il est vrai que ces diagrammes ont été pris lorsque l’échappement auxiliaire existait encore. Aux faibles admissions, ils se rapprochent beaucoup des diagrammes de moteurs à gaz et on ne peut les obtenir aussi parfaits avec aucune distribution par tiroirs pour locomotives.
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- 3° Sur l’ensemble du parcours, la consommation de houille est de 6.1 p. c. plus forte que pour la locomotive ordinaire.
- La raison de cette anomalie apparente (plus de charbon pour moins d’eau) se trouve dans l’échappement particulier de la locomotive Stumpf et dans la consistance de la houille employée.
- En effet, au moment où les fentes sont démasquées par le piston, il se produit, aux admissions dépassant 30 p. c., un coup d’échappement extrêmement vif qui agit très désavantageusement sur le feu et occasionne une forte perte par étincelles, sans que la dépression moyenne de l’air soit plus grande que sur les locomotives ordinaires. L’élargissement notable de la tuyère d’échappement et l’emploi d’une cheminée cylindrique de plus grand diamètre n’ont pas amené une amélioration notable de cette situation ; aussi comptons-nous faire l’essai d’un autre moyen, consistant à envoyer la vapeur d’échappement dans un réservoir intermédiaire spécial où elle puisse se détendre avant'de sortir par la cheminée.
- 4° Les lourds pistons donnent lieu à un mouvement de lacet sensiblement plus intense de la locomotive, les contrepoids étant restés les mêmes que sur les autres machines A. II.
- 5° Les fentes d’échappement et la lumière ménagée dans la partie inférieure de la chambre d’échappement assurent un excellent assèchement des cylindres.
- A utres détails de construction des locomotives à vapeur surchauffée du chemin de fer de Moscou-Kazane. — Garniture métallique de la « Métallic Packing Company ». — Compensateur Siablow. — Frais du graissage.
- Comme il n’est pas à recommander d’employer avec la surchauffe des segments de piston coupés en biais, parce qu’ils ne sont jamais aussi étanches que ceux à coupure droite, les ateliers de Moscou confectionnent de nouveaux segments (fig. 40) qui donnent de bons résultats; afin d’obtenir avec l’étroit segment Schmidt une coupure rectangulaire, on rive à l’une des extrémités du segment une cale en acier de 5 millimètres d’épaisseur, munie d’un ergot qui empêche le segment de tourner.
- Fig. 40
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- D’autre part, la compagnie emploie avec succès le compensateur automatique Siablow (fig. 15). Cet appareil consiste en un cylindre A communiquant par les tuyaux B et C avec les extrémités du cylindre à vapeur, et en un piston D maintenu par le ressort E à son fond de course inférieur lorsque le régulateur est fermé. De cette façon, les deux extrémités du cylindre à vapeur communiquent entre elles par les tuyaux B, A, C, tant qu'il n’y a pas de pression dans le collecteur de la boîte à fumée. Lorsque le régulateur est ouvert et qu’il y a donc de la vapeur dans le collecteur, la pression de cette vapeur passe aussitôt par le tuyau inférieur,aboutissant à la boîte à tiroir, dans le cylindre A; le piston B monte, malgré la résistance du ressort, pour prendre la position indiquée, et isole donc les extrémités du cylindre entre elles tant que le régulateur reste ouvert.
- Outre les garnitures Schmidt, qui font un service très satisfaisant, nous en employons aussi de Y American Metallic Packing Company. Elles donnent d’excellents résultats, mais coûtent notablement plus cher que celles de Schmidt.
- Pour le graissage des organes du mécanisme (piston, tiroirs) qui sont en contact avec la vapeur surchauffée, il ne faut employer que de l’huile minérale de première qualité, à haut degré d’ignition, que l’on peut obtenir en Russie à un prix assez abordable. Avec une consommation d’huile de cylindres, de la locomotive à deux cylindres, de 15 livres russes par 1,000 locomotives-verstes (5.75 kilogrammes par 1,000 locomotives-kilomètres), les frais de graissage sont de 0.25 à 0.3 kopeck par locomotive-verste (0.616 à 0.74 centime par locomotive-kilomètre).
- Avant de terminer ce chapitre, nous tenons encore à exprimer à Mrs L. Brunsel et W. Fraehn nos remerciements pour l’empressement infatigable avec lequel ils nous ont prêté leur concours compétent dans l’exécution et le calcul de nombreux parcours d’essai.
- Tout ce que nous avons dit jusqu’à présent peut se résumer en ce fait que le chemin de fer de Moscou-Kazane voit dans l’adoption de la surchauffe, avec emploi du type Schmidt dans la boîte à fumée et surtout dans les tubes à fumée,un immense progrès au double point de vue économique (8 à 20 p. c. d’économie de charbon, 17 à 30 p. c. d’économie d’eau) et technique (augmentation de la puissance).
- La conduite des locomotives à surchauffeur n’a occasionné au personnel aucune espèce de difficultés et l’administration persiste à penser qu’après les résultats obtenus avec la première locomotive à vapeur surchauffée il serait inopportun de faire construire des locomotives à vapeur saturée, quel qu’en soit le type, parce que celles-ci représentent désormais un mode de construction suranné.
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- CHAPITRE III.
- La surchauffe sur d’autres chemins de fer russes.
- /
- Les administrations des chemins de fer mentionnés ci-après ont eu l’obligeance, et nous leur en sommes extrêmement reconnaissant, de mettre à la disposition de l’ingénieur S. Charitschkin, délégué à cet effet par le chemin de fer de Moscou-Kazane, les données et renseignements qu’ils avaient réunis au sujet de leurs locomotives à vapeur surchauffée.
- 1° Chemins de fer du Sud-Est.
- Les quinze premières locomotives à voyageurs 4-6-0 munies du surchauffeur-tubes à fumée Schmidt ont été mises en service par cette compagnie en 1906.
- Ces locomotives ont un diamètre des roues motrices D -= 1,700 millimètres, un diamètre des pistons d = 575 millimètres, une course des pistons l = 600 millimètres et des tiroirs Schmidt à « bagues fermées » de 150 millimètres de diamètre. Le foyer a une surface de chauffe = 12.6 mètres carrés, les 139 tubes à fumée 101.3 mètres carrés, les 18 tubes de surchauffe 32.68 mètres carrés, les tuyaux surchauffeurs 31 mètres carrés de surface de chauffe. La surface de grille est de 2.34 mètres carrés, le timbre de 12 atmosphères, le poids en charge de 65.3 tonnes, dont 42.9 de poids adhérent.
- Au début, ces locomotives travaillaient à l’entière satisfaction de l’administration du chemin de fer. La température de la vapeur était en moyenne de 300°, mais atteignait 340° dans les longues rampes.
- Les foyers étaient munis de voûtes en briques réfractaires, qu’il fallut toutefois retirer au bout d’une année, car les parois se brûlaient rapidement dans le voisinage des appuis de la voûte, aux points où le feu attaque celle-ci, et ne présentaient par endroits que 2 millimètres d’épaisseur. Après enlèvement des voûtes, la température de la vapeur baissa très notablement ; la valeur maximum descendit de 340 à 300° et la valeur moyenne de 300 à 270° ou 280°. Peu après, il se déclara, dans le collecteur en fonte, des criques qui firent remplacer ces pièces. Quatre locomotives seulement ont encore maintenant leur collecteur initial; sur les onze autres il y a eu jusqu’à présent dix-neuf remplacements. Actuellement on emploie des collecteurs en acier moulé qui font un très bon service.
- Ensuite, on constata des fentes dans les cylindres moteurs, au raccord avec la bride d’attache, et il en résulta en peu de temps le remplacement de sept cylindres du côté droit et trois du côté gauche.
- Outre les cylindres, il a fallu remplacer plusieurs essieux moteurs et tourillons de manivelles, par suite de ruptures; mais, par un hasard assez étrange, il ne s’est
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- pas produit un seul cas d’avarie des plateaux de cylindres ou de forcement des bielles motrices.
- Les chefs de dépôt disent que les tuyaux-surchauffeurs se nettoient facilement; on se sert à cet effet d’un jet de vapeur ou d’air comprimé. En outre, après chaque période de neuf mois, on les retire, pour nettoyage complet, des tubes de surchauffe.
- On ne remarque pas d’entraînement d’eau. La chute de température entre le collecteur et le cylindre est de 10 à 15°.
- L’administration n’est pas satisfaite des tiroirs cylindriques. On les remplace actuellement par d’autres, à segments élastiques, et l’on a remarqué dès maintenant que les locomotives développent une plus grande puissance et sont notablement plus économiques.
- En 1908, ce chemin de fer a fait construire dix nouvelles locomotives à voyageurs, avec cylindres dont le diamètre a été réduit à 550 millimètres (x), tandis que la course des pistons a été portée à 700 millimètres. La pression effective de la vapeur est de 13 atmosphères.
- L’administration considère les locomotives à vapeur surchauffée comme incomparablement plus puissantes que les eompounds, et aussi comme plus avantageuses au point de vue économique, bien que leur consommation de charbon ait été jusqu’à présent plus élevée que celle des machines compound. L’avantage s’explique par la suppression de la double traction.
- Il n’a pas encore été fait de déterminations exactes des chiffres de la consommation d’eau et de charbon.
- 2° Chemin de fer de Moscou- Vindau-Rybinsk,
- Les premières locomotives à vapeur surchauffée datent de 1907. Ce sont des locomotives à voyageurs 2-6-0 fournies par les usines Poutilolf, les unes (4) avec sur-chauffeur Schmidt dans la boîte à fumée, les autres (4) avec surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée. Les tiroirs cylindriques, de 150 millimètres de diamètre, étaient munis de « bagues fermées ».
- Les premières difficultés auxquelles ces locomotives donnèrent lieu, provenaient de ce que les enveloppes en tôle de la boîte à fumée brûlaient ou se gondolaient et <]uon ne pouvait plus assurer le bon fonctionnement des clapets. En même temps d se produisait des avaries aux tiroirs cylindriques, avec rupture ou coincement de ces derniers, de sorte que dans quelques cas les tiges de tiroir s’arrachaient.
- L enquête sur ces incidents révéla que les fourreaux des tiroirs manquaient de conduits de chauffe ou que ces conduits étaient engorgés par suite de l’emploi d huile de qualité inférieure.
- A la suite de ces constatations, l’administration décida de remplacer les tiroirs Par rï autres à segments élastiques.
- ( ) Évidemment de crainte de nouvelles ruptures des essieux et des cylindres.
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- Depuis quelque temps, il arrive assez fréquemment que des tuyaux du surchauf feur de boîte à fumée se brûlent; cet incident a toujours lieu dans la partie infé rieure, au point où les tuyaux passent devant le gros tube a gaz chauds.
- Le brûlement des tuyaux s’explique surtout par l’accumulation de particules de charbon entraînées à travers le tube de surchauffe. Depuis qu’on emploie de la houille de Gorlowsk (Russie méridionale), il faut complètement démonter et nettoyer l’enveloppe du surchauffeur toutes les quatre à six semaines : c’est une opération très coûteuse et à laquelle on ne procède que quand la surchauffe a été complètement suspendue entre-temps.
- En ce qui concerne au contraire les surchauffeurs placés dans les tubes à fumée ils ne donnent lieu à aucune espèce de difficultés et produisent en moyenne des températures de vapeur plus élevées, en moyenne 290 à 300°, tandis qu’avec les surchauffeurs placés dans la boîte à fumée la température atteint, au plus, 280°. En outre, sur chacune des quatre locomotives munies du surchauffeur-boîte à fumée, il s’est déclaré, dans l’arrondi des brides des tubes de surchauffe rivées contre la plaque tubulaire, des criques qui ont obligé à retirer les tubes et à les munir de nouveaux bouts.
- Les relevés statistiques de ce chemin de fer accusent, pour la locomotive à vapeur surchauffée, une économie moyenne de combustible d’environ 6 p. c., avec une puissance beaucoup plus considérable, relativement aux locomotives compound à vapeur saturée.
- 3° Chemin de fer Nicolas.
- Ce chemin de fer a reçu ses premières locomotives à vapeur surchauffée en 1907 : c’étaient dix locomotives à marchandises du type normal 0-8-0 des chemins de fer de l’État russe, construites par les usines Poutiloff, dont cinq à surchauffeur Schmidt dans la boîte à fumée et cinq à surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée.
- Ces locomotives ont des roues motrices d’un diamètre D = 1,150 millimètres, des cylindres d’un diamètre d = 550 millimètres, une course des pistons l = 650 millimètres, dix-huit tubes de surchauffe et une pression effective de 12 atmosphères.
- Elles furent suivies, en 1908, de trois machines construites par les usines de Sor-movo, du même type 0-4-0, mais avec surchauffeur Notkin dans dix-neuf tubes de surchauffe et avec foyer alimenté au naphte, et en 1909 de trois locomotives express du type 1-3-0 usuel sur le chemin de fer en question, également avec surchauffeur Notkin et chauffe au naphte, et construites également par les usines de Sormovo.
- Les locomotives à marchandises 0-4-0 ont des tiroirs cylindriques de 150 milh" mètres de diamètre à « bagues fermées » et avec boîtes à garniture Schmidt.
- La compagnie est très peu satisfaite de ces tiroirs, à cause de leurs fuites impor tantes et de leur usure rapide. Aussi a-t-elle décidé de munir toutes ces locomo^ tives de nouveaux tiroirs à segments élastiques. Les tiroirs à bagues fermées n
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- fait sur ce chemin de fer que quatre à cinq mois de service, avec de très grandes pertes de vapeur dans les cinq à six semaines précédant le renouvellement des tiroirs.
- Les surchauffeurs donnent, en somme, des résultats satisfaisants. Il y a seulement lieu de signaler que, pour les surchauffeurs-boîte à fumée, l’enveloppe dans la boîte à fumée s’est souvent avariée, ce qui a obligé à recourir à un revêtement en briques réfractaires.
- Les surchaufîeurs Notkin font un moins bon service que ceux du type Schmidt. Ces derniers surchauffent la vapeur en moyenne à 300°, tandis que les premiers ne dépassent pas 270 à 280°. En outre, les surchauffeurs Notkin nécessitent beaucoup de réparations. Ainsi, sur trois locomotives, il a fallu remplacer, dans le cours de neuf mois, vingt boucles de tuyaux, et si ce travail n’est pas coûteux en lui-même, c’est une circonstance qui joue un rôle important à cause du chômage des locomotives.
- On a eu surtout beaucoup de difficultés avec les locomotives à voyageurs sur lesquelles les joints des tuyaux surchauffeurs avec le collecteur fuient constamment. Actuellement on a décidé de remettre à l’étude le mode de construction de ces organes.
- Les machines fournies par l’établissement de construction de locomotives de « Sormovo » ont des tiroirs cylindriques à segments élastiques qui fonctionnent d’une façon satisfaisante. Quant aux garnitures métalliques des boîtes à bourrage, la compagnie n’en est pas satisfaite, d’une manière générale, tout en considérant le type des usines Sormovo comme le meilleur.
- La compagnie se prononce d’une façon élogieuse sur la locomotive à vapeur surchauffée, en ce qui concerne l’augmentation de la puissance.
- Quant à l’économie, on a constaté que les locomotives à surchauffeur-boîte à fumée consomment 4 p. ç. de charbon de moins; par contre, les locomotives à surchaufîeur-tubes à fumée consomment autant de combustible que les locomotives à vapeur saturée, et ce fait est imputé au manque d’étanchéité des tiroirs cylindriques.
- Dans ces derniers temps un surchauffeur-tubes à fumée Schmidt a été remplacé (sur la locomotive n° 1190) par un surchauffeur Farmakowsky (voir fig. 41 et 42), dans le but de comparer le fonctionnement des deux types.
- Le principe de ce dernier type est la prétendue possibilité d’obtenir une plus forte surchauffe en faisant passer la vapeur sous la forme d’une couche très mince sur la surface de chauffe du surchauffeur (voir fig. 43).
- Ainsi que l’ont montré les parcours d’essai effectués, le but proposé n’a pas été atteint, bien que, d’après les renseignements donnés par Mr Farmakowsky, la section libre dans le tube de surchauffe (8,407 millimètres carrés) soit plus grande, à surface de chauffe égale, que dans les types Schmidt et Notkin (8,200 millimètres carrés, dans le premier cas; 6,586 millimètres carrés, dans le second; voir la fig. 44). La température de vapeur atteinte dans le surchauffeur Farmakowsky a été de 280
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- à 290°, tandis que, sur une machine similaire, on a obtenu 310 à 318° avec le surchauffeur Schmidt.
- A notre avis, pour une section libre approximativement égale, la supériorité du surchauffeur Schmidt consiste dans la forme circulaire des tuyaux chauffés du dehors et dans le fait qu’à cause de la résistance beaucoup plus grande dans le tuyau intérieur celui-ci est balayé par une quantité de gaz relativement très petite. Ce qui a certainement aussi une grande influence sur la température de la vapeur, e’est que le courant de vapeur surchauffée est refroidi sur toute sa longueur, dans le conduit annulaire extérieur, par la vapeur saturée traversant le conduit intérieur.
- On ajoute toutefois que le surchauffeur Farmakowsky s’engorge moins facilement de cendres et de poussier que le type Schmidt, et que pour cette raison il donne, à la longue, de meilleurs résultats, tandis que dans le surchauffeur Schmidt la température, initialement élevée, diminue relativement vite (1).
- CONCLUSIONS.
- 1. A poids égal, et la disposition générale étant la même, la locomotive à vapeur surchauffée est plus puissante que la locomotive à vapeur saturée.
- 2. Dans des conditions de service données, l’adoption de la surchauffe permet d’employer des locomotives plus lourdes sans préjudice pour l’économie. Grâce à l’augmentation de la réserve de puissance, on peut obtenir un service beaucoup plus régulier sans sacrifices économiques ; cet avantage a surtout de l’importance pour les trains de voyageurs.
- 3. Rationnellement conduites, et entretenues avec soin, les locomotives à vapeur surchauffée, en développant la même puissance, consomment en général 13 à 30 p. c. d’eau, 8 à 20 p. c. de combustible, de moins que les locomotives à vapeur saturée. Les frais de graissage sont un peu plus élevés ; mais la différence disparaît devant les économies qui viennent d’être mentionnées.
- 4. Les économies réalisables varient avec le type de locomotives, avec le profil de la ligne et notamment aussi avec l’effort qu’il faut demander aux locomotives à vapeur saturée. La surchauffe est particulièrement avantageuse lorsqu’elle entraîne la suppression de la double traction.
- 3. La conduite des locomotives à vapeur surchauffée ne donne lieu à aucune espèce de difficultés.
- 6. Les résultats défavorables obtenus sur quelques chemins de fer ne sont pas dus à la surchauffe sous sa forme actuelle. Il s’agit de cas spéciaux, ayant pour ori-
- ( ) Ce fait n’a été observé nulle part ailleurs.
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- gine des circonstances particulières, et l’on a remédié depuis longtemps, sur la plupart des chemins de fer, aux inconvénients signalés.
- 7. Parmi les détails de construction employés dès le début, c’est surtout le tiroir cylindrique à «bagues fermées » qui a été reconnu peu satisfaisant. Par contre, on connaît dès maintenant plusieurs types de tiroirs à segments élastiques qui donnent d’excellents résultats.
- 8. Le perfectionnement des organes en contact avec la vapeur surchauffée fait des progrès incessants. On peut prévoir que la distribution Stumpf est appelée à rendre la surchauffe plus économique encore, et il y a donc lieu d’en poursuivre l’adaptation aux conditions du service des locomotives.
- 9. Les locomotives construites d’après les normes établies par R. Garbe pour la « caractéristique » de la locomotive à vapeur surchauffée font un bon service.
- 10. Avec un mode de construction rationnel, le rendement de la chaudière à surchauffeur n’est pas inférieur à celui d’une chaudière à vapeur saturée ayant la même surface de chauffe totale. A mesure que la puissance augmente, la comparaison devient plus défavorable pour la chaudière à vapeur saturée.
- 11. Une surchauffe modérée ne donne pas de bons résultats, même avec le système compound. Il faut s’efforcer d’obtenir de hautes températures de vapeur, allant jusqu’à 350° dans la boîte à tiroir. Les pertes dues à ce que la vapeur d’échappement reste surchauffée ne sont guère,à craindre.
- 12. La pression la plus avantageuse dans les chaudières à surchauffeur paraît être celle de 13 kilogrammes absolus. Par conséquent, la surchauffe offre le moyen d’éviter les inconvénients inhérents, en service, aux pressions très élevées.
- 13. Avec un traitement rationnel, les frais d’entretien des locomotives à vapeur surchauffée ne sont pas plus élevés que ceux des locomotives à vapeur saturée.
- 14. La locomotive à vapeur surchauffée à simple expansion est préférable, à tous les points de vue, tant à la locomotive à vapeur saturée à simple expansion qu’à la locomotive compound à deux cylindres.
- 15. La vapeur surchauffée parcourant les tuyaux surchauffeurs à une vitesse élevée soustrait aussi facilement la chaleur à la surface de surchauffe que l’eau de la chaudière absorbe celle de la surface de chauffe baignée par l’eau. La section circulaire, avec échauffement extérieur, paraît la plus avantageuse pour les tuyaux surchauffeurs au point de vue de l’absorption de la chaleur. Les surchauffeurs formés de tubes Field, où la vapeur surchauffée passe sur des parois qui sont refroidies par la vapeur saturée entrant dans le surchauffeur, produisent une surchauffe moins élevée et ne sont pas à recommander pour cette raison.
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- ANNEXE I.
- Note sur le coefficient de transmission de chaleur des tubes à fumée des chaudières-locomotives.
- Dans un de ses mémoires (J) le professeur Petrow, après avoir examiné des essais de Ser et un parcours de la locomotive express Dunalastair du « Caledonian Railway ”, relaté par Charles Rous-Marten dans le Bulletin du Congrès des chemins de fer (2), s’arrête à la conclusion qu’avec une disposition rationnelle le coefficient de transmission de chaleur de la surface de chauffe tubulaire d’une chaudière-locomotive peut être porté à 75 calories par mètre carré.
- Nous avons essayé d’appliquer à la pratique les indications données dans ce mémoire. Mais les résultats n’ont pas répondu à notre attente; malgré une très grande vitesse des gaz de la combustion, le coefficient de transmission de chaleur ne dépassait pas les limites usuelles. Cette contradiction nous amena à penser que les résultats des essais décrits par Ser avaient été inexactement interprétés et il nous sembla intéressant d’examiner de plus près ces résultats d’essais.
- On sait que le coefficient de transmission de chaleur k par unité de surface de chauffe dépend de la résistance qui s’oppose à la transmission de la chaleur des gaz de la combustion à la surface des tôles ou tubes, de la conductibilité des matériaux de la surface de chauffe, et enfin de la résistance opposée à la transmission de la chaleur par la surface baignée par l’eau de la chaudière. On trouve facilement qu’en régime
- 1
- - + ~ + " L a2
- (1)
- Dans cette expression, nous désignons par :
- k = le coefficient de transmission de chaleur de la surface de chauffe, ou le nombre de calories cédées, par mètre carré de surface de chauffe, par les gaz chauds à l’eau de la chaudière, pour une différence de température de 1° C. ;
- cq = le nombre de calories fournies par heure et pour une différence de température de 1° C., par les gaz chauds au métal de 1 mètre carré de surface de chauffe; s = l’épaisseur des tôles en millimètres ;
- L = la conductibilité de la tôle de fer par mètre carré, c’est-à-dire le nombre de calories transmises en une heure par une tôle de 1 millimètre d’épaisseur de l’une de ses surfaces à l’autre, en supposant la différence de température de ces surfaces égale à 1° C. ;
- "î = le nombre de calories cédées en une heure, pour une différence de température de 1° G., par 1 mètre carré de surface intérieure des parois de la chaudière à l’eau.
- Pour le fer, d’après Newstad, L" — 16.28 par seconde; d’après Angstroem, Lr/ = 16.40, de sorte qu’on peut admettre une valeur moyenne par heure L — 16.34 x 3,600 = 58,800.
- (*) Tubes à fumée des chaudières-locomotives (en russe), Saint-Pétersbourg, 1897. Tiré à part des Annales de la Société technique impériale, avril 1897.
- (2) Voir numéro d’avril 1898, p. 381.
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- Il est facile de comprendre que les valeurs a* et a2 doivent dépendre en grande partie du mouvement des particules d’eau et de gaz venant en contact avec les parois de la chaudière, car si les particules gazeuses refroidies et les particules aqueuses chauffées n’étaient pas immédiatement remplacées par d’autres, l’écart de température ne tarderait pas à diminuer et la transmission de chaleur serait réduite dans la même proportion. Or, comme le remplacement des particules venant au contact des parois de la chaudière, par d’autres, demande nécessairement un certain temps, il faut que la transmission de chaleur se fasse à travers une couche de gaz ou d’eau se renouvelant plus ou moins rapidement par des particules fraîchement arrivées, et dans ce processus l’influence de la composition de cette couche se manifeste par la valeur variable des coefficients de transmission cq et a2.
- Pour la transmission de chaleur d’une tôle de fer à de l’eau qui avance le long de cette tôle à une vitesse de 0.05 mètre par seconde, Ser a trouvé la valeur a2 == 850. Avec la circulation rapide qui a lieu dans les chaudières-locomotives, et les violents remous occasionnés par les bulles
- de vapeur qui montent, a2 doit être encore beaucoup plus grand (1), de sorte que la fraction —
- a2
- n’a pratiquement aucune influence sur la valeur du dénominateur de l’équation (1) et peut être négligée.
- £
- De même, pour les tubes à fumée des chaudières-locomotives, la fraction — est relativement
- L
- très petite, car avec 2 */4 millimètres d’épaisseur des parois
- s
- 17
- 2.5
- 58,800
- 0.000042,
- valeur qui disparaît, dans les questions pratiques, devant celle de —
- «i
- On a donc, avec une approximation suffisante, d’après (1)
- h — ay
- (1«)
- En ce qui concerne cette valeur a4, Ser l’a déterminée pour la transmission de chaleur des gaz chauds aux surfaces de tubes en fer pour différentes vitesses.
- Pour v — 0.67 mètre on a
- — 1.400 — —
- — 1.895 — —
- — 2.244 mètres —
- ai = 15.435 = 22.668 = 26.800 = 28.143
- calories.
- — 3.769 — — = 37.620
- — 4.609 — — = 42.710
- Or, les vitesses des gaz dans les tubes à fumée des locomotives sont notablement plus élevées que celles étudiées par Ser, et la question se pose de savoir jusqu’à quel point on peut conclure des valeurs de ai trouvées pour les limites de l’étude à celles qu’il faudrait lui assigner au delà de ces limites.
- (1) Ce n’est que quand des chaudières mal conçues développent un très grand effort que «2 peut, après avoir atteint une certaine valeur maximum, fléchir de nouveau si la vapeur produite en grande quantité ne peut pas monter assez librement au plan de l’eau et déloger l’eau en certains points des surfaces d’émission de chaleur.
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- Il est facile de prévoir que sq ne peut pas augmenter indéfiniment, car avec v croissant, il faut qu’il arrive finalement une limite à laquelle l’émission de chaleur (diminuée par la brièveté du temps de contact) de chaque particule de gaz venant en contact avec les parois des tubes n’est plus rachetée par l’augmentation du nombre de particules arrivant par unité de temps.
- Dans la figure 45, les vitesses des gaz étudiées par Ser sont portées, à partir de l’origine O des
- coordonnées, comme abscisses O a, O b, Oc............, à l’échelle de 50 millimètres par mètre
- de vitesse. Les ordonnées correspondantes représentent, jusqu’aux points encadrés par des cercles, les valeurs de cq trouvées par Ser pour les vitesses en question, à l’échelle de 1 millimètre par calorie.
- Fig. 45.
- Ces points entourés de cercles indiquent d’une manière très satisfaisante l’allure de la courbe tracée dans la figure et exprimée par l’équation
- 18 + 36 (1 — 0.75®- «). . .. .........................(2)
- Pour les vitesses des gaz chauds non comprises dans les essais de Ser et dans la courbe qui les représente graphiquement, l’équation (2) donne les valeurs suivantes :
- Coefficients de transmission
- Vitesses des gaz v, de chaleur «j,
- en mètres. en calories.
- 6.0 45.5
- 9.0 50.5
- 13.0 52.8
- 17.0 53.6
- 25.0 53.96
- 37.0 54.00
- et toutes les vitesses plus élevées.
- Ces valeurs concordent bien avec l’expérience dans tous les cas dont nous avons connaissance €t ont été confirmées d’une manière très satisfaisante par la valeur k = 52 que l’inspecteur de la construction, Mr Strahl, a dérivée des essais faits à Breslau en 1904.
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- ANNEXE II.
- Note sur îa chaleur des gaz de la combustion. — Absorption de la chaleur par la surface de chauffe.
- La quantité de chaleur W! contenue dans les gaz de la combustion à la température tü C, est ce que nous appelons leur chaleur totale. Elle se compose de la quantité de chaleur WK que possédaient le combustible et l’air affluant au foyer, et de la chaleur W produite par la combustion.
- Nous rapportons toutes ces quantités de chaleur au point de congélation de l’eau, de sorte qu’elles représentent les quantités de chaleur que l’on obtient en refroidissant les corps en question depuis leur température jusqu’à zéro.
- En désignant par cp la chaleur spécifique moyenne, variable avec la température t, des gaz de la combustion, on a
- W’= cp Gb Bh-t .............................(1)
- C’est la chaleur totale contenue dans les gaz produits par la combustion de B& kilogrammes de combustible par heure, en supposant que Gb kilogrammes représentent le poids des gaz qui se forment dans la combustion de 1 kilogramme de combustible.
- Si l’on refroidit les gaz de la combustion jusqu’à la température tx qui correspond à celle du combustible et de l’air employé à la combustion, on obtient la-quantité de chaleur W, que nous appellerons la chaleur de combustion.
- En continuant ensuite le refroidissement jusqu’à 0°, on obtient encore une quantité de chaleur déterminée, qui généralement différera toutefois de la quantité de chaleur qui a été nécessaire pour échauffer l’air extérieur et le combustible de 0° à f° et que nous avons désignée par W«.
- Ce n’est que dans le cas où la chaleur spécifique moyenne considérée de l’air et du combustible, entre 0° et f°, multipliée par leurs poids respectifs et la température tx , donne la même valeur que l’on obtient en refroidissant les gaz de la combustion de ü« à 0°, en d’autres termes dans le cas où
- Wa ~ Cp Gb • Bh • t .....................$
- que l’on peut écrire
- d’où
- W = W + Wa
- W == W' — WK
- (3)
- Or, en réalité, la chaleur spécifique du charbon et de l’air atmosphérique est sensiblement
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- égale à celle des gaz de la combustion, de sorte que l’équation (3) peut être considérée comme s’appliquant à tous les cas qui se présentent en pratique (*).
- D’après les essais de Langen, la chaleur moléculaire moyenne de l’air atmosphérique, oxygène, azote, hydrogène et oxyde de carbone, sous pression constante, est
- (i— 6.8 -f- 0.00061 1
- Pour l’oxyde de carbone f
- (c"p)w = 8.7 + 0.00281 >............................(4)
- et pour la vapeur d’eau V
- (c'"p)n = 7.9 + 0.002151 )
- En désignant par CO2, Az et O les proportions pour cent en volume de l’oxydé de carbone, de l’azote et de l’oxygène, on a
- C02 -f- A* -f O = 100.
- Si en outre nous adoptons la désignation n pour le nombre de molécules dans un mètre cube et celle de v kilogrammes pour le poids d’un atome d’hydrogène, le poids d’une molécule d’hydrogène sera 2 v et le poids d’un mètre cube d’hydrogène 2 \n.
- En admettant que le combustible renferme H pour cent d’hydrogène et qu’il faut p. kilogramme de combustible pour obtenir 100 mètres cubes de gaz secs de la combustion, le poids de l’hydrogène brûlé sera
- H
- et son volume
- H
- ^ * Tôô
- : 2 vn.
- p • H 100 • 2 vn
- Ce volume est égal au volume de la vapeur d’eau contenue dans les gaz de la combustion, car chaque molécule de vapeur renferme deux atomes d’hydrogène, de sorte que le nombre des molécules de vapeur est égal au nombre des molécules d’hydrogène. Or, à cette vapeur d’eau vient encore s’ajouter l’eau présente dans le combustible et vaporisée pendant la combustion. Si le combustible a renfermé w pour cent d’eau, le poids de l’hydrogène qui y était contenu
- , 1 to , . 1 10
- est q ' 7En> Par suite, dans p kilogramme de combustible, p. - • ——• y iuu y iuu
- Le volume de cet hydrogène est, d’après ce qui a été dit plus haut,
- 1
- 11’9
- w
- Tôô
- i
- 2 vw’
- (*) Nous rappellerons que, par chaleur de combustion, on entend la quantité de chaleur provenant de la combustion, c’est-à-dire la quantité de chaleur qu’il faut soustraire aux gaz chauds pour ramener leur température au niveau qui existait pour les matières combustibles avant la combustion. La chaleur de combustion ne comprend donc pas l’énergie qui a été employée à opérer des désagrégations ; car l’énergie libre, disponible après déduction de l’énergie de désagrégation, est seule employée à l’élévation de la température et récupérée pendant le refroidissement des gaz de la combustion jusqu’à la température du
- combustible.
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-
-
-
- VI
- 440
- et ce volume est aussi celui de la vapeur d’eau produite par pi Le volume tolale des gaz chauds est donc
- 100
- kilogrammes d’eau.
- CO2 -f kz + O
- pi • H
- 100.2 v
- 1
- P * K
- w
- IÔÔ
- 1
- 2 vn
- CO*+-A* 4-O +
- _p_(H +
- 2 vn
- 9
- 100 /
- (5)
- Le poids du carbone contenu dans CO'2 mètres cubes, en supposant une combustion parfaite
- Q ’
- est évidemment p. • où C désigne le carbone, en proportion pour cent de poids, qui existe dans le combustible.
- D’autre part, le poids du carbone contenu dans CO2 mètres cubes d’acide carbonique est égal au nombre de molécules CO2 • n, multiplié par le poids du carbone contenu dans une molécule, ou 12 v. Par suite
- * CO2 • n
- 12 v — p. •
- C
- 100
- et
- CO2
- _
- 1,200 • v n
- (6)
- L’introduction de cette valeur dans (5) donne, pour le volume total des gaz de la combustion : CO2 -(- As- + O -}- • 6 |h +
- ou, comme 0 4- A# — 100 — CO2,
- (100 — CO*) 4- CO2 4- ^ • 6 4- 3 ...............(7)
- Il en résulte que les gaz de la combustion renferment
- d’azote, n • CO2 molécules d’acide carbonique et n
- CO2 ~C~ ‘
- n (100 — CO 2) molécules d’oxygène et I tp\
- 6 (H 4" g-) molécules de vapeur d eau.
- En désignant par cp la chaleur spécifique moyenne des gaz de la combustion pour réchauffement jusqu’à t° et en admettant que 1 kilogramme de combustible donne G b kilogramme de gaz chauds, la chaleur contenue dans les gaz de la combustion sera G& • p. • cp . Il faut que cette chaleur soit égale à la somme de la chaleur contenue dans les molécules ; par conséquent, il faut, en tenant compte de (2), qu’on ait
- G& • p- • cp = n • v • (100 — CO*) • (c'p)m 4- n • v • CO2 (cnp) _j_ n . v . ___ . 6 |h 4" gj {c,np)m (1)-
- (i) Les valeurs (4) représentent la chaleur moléculaire, c’est-à-dire la chaleur spécifique multipliée par le poids moléculaire (ou rapport du poids d’une molécule du corps au poids d’un atome d’hydrogène).
- Donc, en multipliant les valeurs (cp)m par le poids v d’un atome d’hydrogène, on obtient la quantité de chaleur correspondant au poids d’une molécule.
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-
-
-
- VI
- 441
- ou, en substituant p,, d’api ès (6) :
- (w*- !)(6-8 + 0'006,) + 8-7
- + 0.026< + | (h + (1.9 + 0.00215i) .
- Il en résulte que l’on peut poser pour la chaleur spécifique moyenne des gaz de la combustion
- cp —— c —|— S • t ......................................(8)
- On a donc
- G • Cp = Gb • c -J- G& • 8 • t.................................(9)
- En utilisant les valeurs indiquées plus haut, il vient :
- Gb c = 0.5667 JL + 0.00158 C + 0.0395 H + 0.0044 W CO2
- m
- et
- 1,000 Gb • 8 = 0.0500 JL 4- 0.0017 C + 0.0107 H + 0.0012 W. OU- '
- Gb
- 1,200
- Or, comme dans notre cas, C = 67.08, H = 5, W = 18.34 et CO2 = 11.75, nous trouvons :
- G b - c = 3.23019 + 0.10599 + 0.1975 + 0.0807 = 3.61438, soit 3.6144 et
- 1,000 Gb S = 0.2850 + 0.1140 + 0.0535 + 0.0220 = 0.4745.
- Pour la consonmation horaire de charbon B h = 1,135 kilogrammes, trouvée dans le texte du rapport, nous obtiendrons donc la chaleur totale W' suivante, contenue dans les gaz de la com-
- bustion à la température t :
- W’ = c Gb • Bhlt -f - • .**] + Nt*..................(10]
- \ c i
- où
- M = c • G b B h et N — G& • B* - S................. (11)
- Dans le cas qui nous occupe
- W'= 4,102.3440*+ 0.53856**. ....... (12)
- Si les gaz de la combustion s’écoulent à travers un tube de fumée d’un diamètre relativement petit, ou s’ils passent en couche mince sur une surface de chauffe, et si l’on peut admettre que la même température règne dans chaque tranche gazeuse en tous les points, il est facile de déterminer la loi d’après laquelle cette température s’abaisse par suite d’émission de chaleur à la surface de chauffe.
- Envisageons d’abord un volume de gaz de la combustion placé entre deux tranches infiniment rapprochées, à la distance x de la plaque tubulaire du foyer (voir la fig. 46).
- Fig. 46.
- s
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-
-
- VI
- 442
- La surface de contact de ce volume de gaz avec la surface de chauffe est égale â 7x d doa, ou d désigne le diamètre intérieur des tubes.
- Soit en outre #0 la température de l’eau de la chaudière, h le coefficient de transmission de chaleur (calories par mètre carré et par degré centigrade de chute de température), dt la différence de température des gaz de la combustion après leur passage sur la surface de chauffe 7v d - dœ, et la chaleur spécifique correspondant a la température t, on a, puisque la chaleur émise par les gaz est égale à celle absorbée par la surface de chauffe :
- — et • Gb • Bh dt = k (t — t0) tz • d • dœ
- Or, d’après (10)
- — ^ • Gb Bh dt = dW' = — (M + 2 Nt) dt
- et par conséquent aussi
- (M -f 2 Nf) dt t — #0
- h • 7T d • n dœ,
- (13,
- (14)
- où n désigne le nombre de tubes à fumée.
- L’intégration de cette équation différentielle est très simple, si l’on pose t — tu = y et par suite dt = dy, et donne
- — M lgn (t — t0) — 2 N (t — t0) -j- t0 lgn [t — tü) = k i: d • n æ G
- Pour déterminer la constante, nous remarquerons que si x = o, il faut que la température des gaz soit celle qui existe dans le foyer sur la plaque tubulaire. En la désignant par T, on a donc :
- (M -f- 2 N t0) lgn to 4- 2 N (T — t) = k . n • d n œ..................(15)
- t —
- Le premier membre de cette équation est une fonction de la température qui, pour chaque valeur déterminée de la variable t, est égale au produit du coefficient de transmission de chaleur h par la surface de chauffe balayée par les gaz jusqu’au point où existe la température t. soit 7r • d n • æ = Eo.
- Les équations (10) et (15) conviennent très bien pour l’étude des chaudières à vapeur. Cette étude devient particulièrement facile si l’on trace, d’après l’équation (12), à une échelle suffisamment grande, la « courbe de chaleur des gaz de la combustion », en portant les températures comme ordonnées et les quantités de chaleur correspondantes comme abscisses (1). De ce fait, on n’aura souvent pas à prendre la peine de résoudre l’équation du second degré (12) et l’on trouve facilement, pour chaque valeur donnée de la chaleur totale W', la température correspondante, ainsi que le nombre de degrés dont il faut que les gaz se refroidissent quand il leur est soustrait une certaine quantité de chaleur W.
- (!) Procédé de Mr le professeur Grinewetzky, de l’Éccle technique impériale de Moscou.
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- VI
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- ANNEXE III.
- Note sur l’effort de traction développé en courbe par une locomotive.
- En étudiant par le calcul des phénomènes compliqués, tels que les frottements en courbe des véhicules de chemins de fer, il importe avant tout de bien choisir les valeurs ou coordonnées qui déterminent la position du système qu’il s’agit d’examiner.
- Jusqu’à présent, dans les questions des réactions entre la roue et le rail, la tendance a prédominé de déterminer la position d’une paire de roues donnée M par rapport à la voie à l’aide des valeurs des jeux c qui existent entre les rails et les boudins non seulement de cette paire de roues, mais aussi d’autres paires de roues du même véhicule.
- Nous avons constaté que la solution de la question.est grandement facilitée lorsque la position de la paire de roues à étudier, par rapport à la voie, est donnée à l’aide des longueurs suivantes :
- R' = Longueur du segment OA que l’on obtient en traçant un rayon partant du centre O de la courbe et parallèle à l’essieu donné ab, et en abaissant sur ce rayon, du milieu Ar de l’essieu, la perpendiculaire A'A (pour les essieux non convergents, ArA est en même temps l’axe longitudinal du véhicule) (voir fig. 47).
- m = Longueur de la perpendiculaire prémentionnée.
- Ces deux longueurs étant connues, on peut facilement calculer, de différentes manières, les jeux <7 ainsi que les rayons des cercles de roulement rb pour la roue extérieure et ra pour la roue intérieure.
- Outre ces valeurs, il est avantageux d’employer aussi les distances Xf, et X« des points d’appui extérieur et intérieur au milieu A' de l’essieu.
- Nous exprimerons la vitesse de marche du véhicule par sa vitesse angulaire O autour du centre delà courbe. La vitesse dans la direction de l’axe longitudinal du véhicule sera alors v = Q • R' mètres par seconde.
- Cette étude devient particulièrement féconde si l’on y introduit la vitesse angulaire w de la paire de roues comme variable indépendante. En effet, to n’est nullement, en réalité, fonction de ü, comme on a souvent une tendance à se l’imaginer. On peut par exemple freiner un essieu de véhicule jusqu’à réalisation d’une très faible valeur de co, et c’est à la théorie qu’il appartient de trouver, pour le w ainsi obtenu, les actions entre la roue et le rail, par exemple l’action de freinage. De même, à l’aide de la puissance correspondant à un travail de vapeur déterminé, on peut obtenir, pour les essieux moteurs et couplés d’une locomotive, un m bien déterminé, indépendant de la vitesse existant simultanément v = Q • R', et dans ce cas encore il appartient à la
- théorie de déterminer l’effort de traction produit par le w ainsi introduit (pour une valeur donnée de Q).
- Il est facile de voir que le point d’appui d’un bandage doit être situé à la fois sur la surface cylindrique du rail et sur la surface conique du bandage. Par conséquent, il se trouve dans le plan de contact commun, mené par le point d’appui, entre le rail et le bandage.
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- VI
- 444
- L’angle d’inclinaison de ce plan sur le plan horizontal est, pour la roue qui ne frotte pas avec le congé du boudin, égal à l’inclinaison du plat du bandage. Si cet angle est 7, on a donc 1 11
- tg 7 = —, ordinairement — à —. v
- n 17 20
- Si,la roue frotte avec le congé du boudin contre le rail, l’angle d’inclinaison du plan de contact commun dépend de la pression latérale Y. Nous emploierons pour cet angle la désignation y'.
- Fig. 47.
- Fig. 48.
- Soit (fig. 48) AB la ligne d’intersection du plan de contact commun ABM avec le rail, b le point, d’appui du bandage, bh' la direction du mouvement de glissement momentané du point d’appui sur le champignon du rail, CbZ le plan de la roue passant par b ; on pourra rationnellement choisir les droites suivantes comme axes des coordonnés : pour l’axe des x, l’intersection cbx du plan horizontal mené par AB avec le plan de la roue, l’angle kbc — a. représentant l’angle d’incidence ; pour l’axe des y, l’intersection by du plan horizontal mené par AB avec un plan vertical passant par b et perpendiculaire au plan de la roue ; comme axe des g, l’intersection bs des plans verticaux menés par les axes des x et des y.
- Si l’on projette le point h' sur le plan horizontal mené par AB, en h, et que l’on mène par h'h deux plans parallèles aux plans des coordonnées xbz et ybz, ces plans couperont les axes des x et des y aux points c et d, de sorte que hd et hc seront respectivement parallèles à l’axe des x et à l’axe des y. Les longueurs cb et db sont alors les projections horizontales de la vitesse de glissement résultante (véritable) bhJ sur les axes des coordonnées, bh est la projection de bh] sur le plan æy.
- Toute cette construction est imaginée dans l’hypothèse de l’absence de tout surhaussement des rails, hypothèse que nous pourrons laisser subsister par la suite. De la sorte, nous limitons notre étude au cas où la force centrifuge correspondant à la vitesse donnée est exactement équilibrée par le su’rhaussement du rail extérieur et où, par suite, la pression des points d’appui sur les rails est dirigée normalement au plan que l’on peut se figurer mené par les bords supérieurs des deux rails. Si la vitesse ne correspondait pas au surhaussement, il serait facile d’en faire la part par l’application d’un effort horizontal supplémentaire au centre de gravité du véhicule.
- Si bh' est la direction de la vitesse résultante (véritable) du point d’appui b dans le plan AB h , et N la pression, produite en b, sur ce plan, il faut que l’effort de frottement f- N qui accompagne le mouvement de glissement soit opposé à la direction bh(, c’est-à-dire dirigé de h' vers b.
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- VI
- 445
- En général, outre l’effort vertical P, il y a encore un effort horizontal Y qui agit, par l’essieu et la roue, au point d’appui b. Afin de préciser les directions, nous assignerons aux différentes lignes droites de la figure 48 les directions indiquées par les flèches. En ce qui concerne les efforts P et Y, nous introduirons les réactions du rail b égales à ces efforts et agissant verticalement de bas en haut (soit dans la -direction de l’axe des z) et horizontalement dans la direction de l’axe des y. La projection horizontale de l’effort de frottement de direction h'b sera située sur la droite hb et se dirigera de h vers b. L’angle ybf formé par les directions de la droite hb et de l’axe des y joue un rôle très important dans les études relatives aux frottements dans les courbes; pour abréger, nous le désignerons, comme dans la fig. 48, par Au surplus, nous emploierons, pour désigner les angles compris entre les droites qui se coupent en b, les lettres servant à désigner ces droites : ainsi (h, h'} sera l’angle de h’b, hb, iji, d) celui des droites hb et bd, en tenant compte de leurs directions, fbd = J3t, etc.
- Une fois ces désignations admises, il n’est pas difficile de montrer que la longueur bd, c’est-à-dire la projection horizontale de la vitesse de glissement bh] résultante (véritable) du point d’appui b sur l’axe des y est donnée (voir fig. 47 et 48) par l’expression
- bd = m • £2.......................... . (1)
- De même, il est facile de voir que la projection de la vitesse de glissement bh' sur l’axe des œ, soit cb, peut se trouver par
- cb — (R/ -j- Xb) O-— Z*! a>_.. ....... (2)
- y 1 -}-sin2atg2y
- Dans ce cas, comme il a été dit plus haut, l’angle y est l’angle d’inclinaison de la génératrice de la surface conique du bandage par rapport à l’axe géométrique de la paire de roues, ou, ce qui revient au même, l’inclinaison du plan de contact AB h) sur le plan horizontal.
- Lorsqu’il y a frottement dans le congé du boudin, l’angle d’inclinaison du plan de glissement ABXf sera y'. Si, dans la figure 48, on mène par ccl un plan perpendiculaire à AB, l’angle cEc' = y ou, suivant le cas, yh
- Il convient de noter ici que, par la nature des choses, bd a dans tous les Cas la direction de l’axe des y et est donc positif (1), tandis que cb peut aussi bien aller de b vers c que partir de b dans la' direction de l’axe des x : ceci dépend, d’après (2), du rapport mutuel des vitesses angulaires O et w.
- En raison de la faible valeur de l’angle a, on peut, dans la plupart des applications pratiques, égaler à 1 le dénominateur du second terme du second membre de l’équation (2).
- On tire de (1) et (2) :
- (R'+X&)-Q
- rj> - tn
- tgfu
- i/r + sin 2a tg2y
- (3)
- En ce qui concerne les charges verticales des points d’appui, il y a lieu de remarquer ce qui suit : soient Q1} Q2) Q3... les charges, déterminées sur la bascule, des points d’appui, en comptant les essieux à partir de l’avant de la locomotive. Ces charges sont très notablement modifiées, en réalité, par l’effort de traction exercé par la locomotive, la charge des essieux d’avant subissant uue diminution et celle des essieux d’arrière une augmentation; de ce fait, Qi, Q2, Q3... se
- 0) Pour les
- essieux situés à l’avant du point A (fig. 47).
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-
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- 446
- transforment en Q*', Q2', Q3\.., et il n’est pas rare d’observer des écarts de 2 tonnes et davantage. Cependant, on ne peut pas non plus prendre Q/, Q2', Q3'... pour bases du calcul des charges réelles des points d’appui, car en raison de l’accouplement du tender, il se peut, comme par exemple pour la locomotive reproduite dans les figures 18 à 20 de l’exposé, que dans les courbes les longerons subissent des efforts transversaux considérables qui augmentent la charge des roues extérieures aux dépens de celle des roues intérieures. Supposons que cette deuxième circonstance répartit les charges d’essieu Qi', Q2' Q3\.. entre les roues en question de manière que les charges des points d’appui des essieux successifs deviennent Pib, Pia, P2&, P2a, P3b, P3a en désignant par b, dans l’indice, les roues extérieures, et par a les roues intérieures.
- Cependant les charges Pib, Pltt; P2b, P2« ... ne seront pas encore les véritables charges, car nous avons vu que chaque paire de roues située en avant du point A (fig. 47) est déplacée à la vitesse mO dans la voie, transversalement à l’axe longitudinal du véhicule. Ce déplacement se fait par la pression des coussinets contre les collets des fusées, en surmontant la composante du frottement des rails et de la résistance due à la forme conique du bandage. Les paires de roues situées en arrière de A sont repoussées de même vers l’extérieur.
- Par suite, chaque paire de roues subit, dans le plan vertical mené par son axe, l’action d’un moment tournant auquel nous donnerons l’appellation de moment vertical. Ces moments verticaux chargent, sur les paires de roues situées en avant de A, les roues intérieures aux dépens des roues extérieures, et inversement, sur les essieux situés en arrière de A (fig. 47), les roues extérieures aux dépens des roues intérieures. Une exception est faite par la paire de roues directrices d’avant dont la roue extérieure est particulièrement chargée par suite de l’action des moments verticaux. En faisant la part de toutes ces actions, on obtient finalement les véritables charges des points d’appuis pour les essieux successifs : Pi', P/', P2f, P2", P3', P3"..., les indices inférieurs désignant l'essieu et ceux du haut les roues extérieures par ', les roues intérieures par
- En adoptant tous ces symboles, on a, pour la pression normale de la roue extérieure
- N' = /'(Pir cos 7 4~ Y cos a sin y). ... ... (4)
- Y désignant l’effort transversal s’exerçant dans la direction de l’axe de la paire de roues.
- Traçons encore par b (fig. 48) la perpendiculaire bp' au plan AB/i' ; nous aurons pour la roue extérieure
- ou
- Y' = — K P/
- (5)
- Ko' cos (py) -f- f cos (h', y)
- Ki' cos y + f cos (à', z) — U' cos (c', z)
- (6)
- et, d’autre part,
- U' = cos (c'> æ) + fcos (h'> z) . (7)
- cos (c', oc)
- avec des formules correspondantes pour la roue intérieure, sauf la différence que les lettres K, Pi, Y, p, c et h seront affectées du signe " au lieu du signe ' (k", Pi", Y"...).
- En introduisant encore, successivement, les symboles Si'. S2'... pour les écartements des points
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-
- VI
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- d’appui du même essieu, et ?V, r2\ r^'... pour les distances des efforts moyens exercés par les coussinets sur les collets des fusées aux points d’appui des bandages, on pourra démontrer que
- Plb + ^.K"Q1'
- P.'=--------y—............................. (8)
- P*H=--------.................................. (9)
- 1+^(K''-K')
- Dans les formules qui précèdent, on a :
- cos (p’, oc) — — sin y sin a 1
- cos (pf, y) ==. sin y cos a > • • • • • • • • (10)
- cos (p', z) = cos y ]
- tg
- \/ + tg27 (sin a tg -j- cos a)2 -j- 1
- ____________________1_____________________
- \/tg2j54 -{- tg2y (sin atg pi -f- cos a)2 4- 1
- tg y (sin a tg -f- cos a)
- |/ tgi2P + tg27 (sin a tg Pi cos a)2 + 1
- cos (h', x) — cos (h’, y) = — cos (h1, z) =
- On obtient des formules tout à fait analogues pour la roue intérieure, avec la différence qu’il faut substituer à Pi l’angle correspondant à la roue intérieure, soit (32.
- Les formules (8) et (9) renferment les valeurs Kf et K,r qui, comme le montre l’équation (6), dépendent de (h!, y) et de (h1, z), par suite, d’après (11), de tg (3* ; il en résulte que les charges
- cf)
- réelles P/ et P^1 des points d’appui dépendent, comme l’indique (3), de la relation—, en
- d autres termes du rapport des vitesses angulaires
- t
- Abstraction faite de la valeur, donnée par (8), de la charge réelle Pi" et, par suite, de la pression normale réelle N (formule 4), la valeur de l’effort de traction produit en b dépend encore
- i? c&
- a une autre façon, comme le montre la figure 48, du rapport —• En effet, l’effort de traction produit en b n’est pas autre chose que la projection de l’effort de frottement f • N, agissant dans la direction h'b, sur la direction ch, parallèle à l’axe longitudinal de la locomotive. Or, il est Aident que f • N cos (h', œ) est d’autant plus grand que le rapport de cb à bd est plus grand ou, comme le montre l’équation (2), que, pour Q donné, la vitesse angulaire est plus grande. Pour °°, la direction de h'b, par conséquent celle de f • N, coïncidera avec c'b, et comme l’angle Ie) c) est très petit, l’effort de traction approchera alors de f • N. Mais pour cela il faudrait ^ussi un travail infiniment grand dans la machine, et l’on voit donc que ce travail doit être autant plus considérable que l’effort de traction doit se rapprocher davantage de la valeur f N.
- *
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-
-
- VI
- 448
- C’est dans la possibilité qu’une telle approximation ait lieu pour l’une des machines lorSque l’effort de traction développé par l’ensemble de la locomotive est encore loin d’atteindre son maximum que réside précisément l’inconvénient de 1 « adhérence divisée ».
- Nous mentionnerons pour terminer que la relation exacte entre 1 angle de glissement quand le
- boudin frotte et l’effort transversal Y est donné par
- N' cos [p\ y) -f f N' cos {h\ y)= Y..........................(Ig)
- On voit donc que l’angle 7' dépend aussi de l’effort de traction développé par la machine et augmente d’autant plus que l’effort de traction devient plus petit. Par suite, les locomotives isolées, en passant par une courbe, ont plus de tendance à dérailler que celles qui remorquent un train lourd. Pour la même raison, la marche en pente est plus dangereuse que la marche en
- rampe.
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-
-
- VI
- 449
- 621 .133.3, 621 .133.7 & 621 .131.3 ]
- EXPOSE N° 6
- (tous les pays, sauf l'Autriche* la Hongrie, la Belgique, la Bulgarie, l’Espagne, la France, l’Italie, le Portugal, la Roumanie, la Russie, la Serbie, la Turquie, la Grande-Bretagne et l’Amérique)
- Par K. STE1NBISS,
- CONSEILLER INTIME SUPÉRIEUR DE CONSTRUCTION A L’ADMINISTRATION CENTRALE DES CHEMINS DE PER DE L’ÉTAT PRUSSIEN, a BERLIN.
- Pour la rédaction du présent exposé nous nous sommes basé sur les renseignements fournis par les administrations
- des chemins de fer impériaux d’Alsaee-Lorraine, des chemins de fer grand-ducaux de l’Etat badois, des chemins de fer royaux de l’État bavarois, des chemins de fer grand-ducaux de l’État oldenbourgeois, des chemins de fer royaux de l’État prussien et grand-ducaux de 1 Etat hessois, des chemins de fer royaux de l’État saxon, des chemins de fer royaux de l’Etat wurtembergeois, des chemins de fer royaux de l’État danois, des chemins de fer et minières Prince-Henri (grand-duché de Luxembourg), des chemins de fer de l’État néerlandais (Utreeht), du chemin de fer Hollandais (Amsterdam;, des chemins de fer royaux de l’État suédois, du chemin de fer de Stockholm-Rimbô, des chemins de fer fédéraux suisses, du chemin de fer du Gothard et du chemin de fer rhétique.
- Les administrations des chemins de fer chinois, égyptiens, grecs, norvégiens (*),
- P) Les renseignements fournis par l’État norvégien ne nous sont parvenus qu’après la rédaction du Httéra A et ont été intercalés à la suite de la question 23.
- *
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-
-
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- des Indes néerlandaises et du Congo, ainsi qu’un certain nombre de chemins de fer privés d’importance secondaire, n’ont pas donné de renseignements pour notre exposé.
- Le questionnaire détaillé relatif à la question VI, littéras A, B, C, est reproduit en annexe. Dans l’exposé ci-après nous étudions les différentes questions dans l’ordre où elles figurent dans le questionnaire.
- Les types de chaudières les plus répandus sont représentés, avec les détails rentrant dans le cadre des différentes questions, dans les figures 45, 48, 51 à 61 et 64.
- A. — Chaudières avec tubes à fumée ; conditions d’établissement et d’entretien des tubes et des plaques tubulaires.
- 1. Types de chaudières. — La plupart des administrations préfèrent la chaudière avec berceau de boîte à feu cylindrique, réuni directement à la virole d’arrière, cylindrique ou conique, du corps de la chaudière (voir fig. 51 à 53, 55 à 59, 64 à 66).
- Le type Belpaire est employé sur la majorité des locomotives de l’État saxon, il est beaucoup en usage sur les chemins de fer d’Alsace-Loraine et existe à un assez grand nombre d’exemplaires sur les chemins de fer de l'État wurtembergeois et de l’État néerlandais. L’État prussien a fait construire dans ces derniers temps quatre-vingt-dix-huit chaudières Belpaire, sayoir : vingt-deux sur des locomotives express 4-4-0 à quatre cylindres et soixante-seize sur des locomotives express 4-4-2 à quatre cylindres du type Grafenstaden. Ailleurs, à part l’État saxon, les chaudières Belpaire ne sont employées que rarement sur les locomotives modernes (voir fig. 54 et 60).
- Des chaudières à berceau cylindrique surélevé de boîte à feu se trouvent sur des locomotives modernes du chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri et sur les loeomotives-tenders 0-8-0 et 0-10-0 type Hagans (voir fig. 61) des chemins de fer d’État prussiens-hessois. Au surplus,il n’existe plus de berceaux surélevés déboîté à feu que sur les anciennes locomotives ; on n’en fait pas usage dans les nouveaux types.
- La forme usuelle du foyer étroit, plongeant entre les longerons, a été maintenue partout. La longueur de ces foyers, au niveau de la grille, a été portée jusqu a 3.12 mètres. Le foyer large, débordant latéralement sur les longerons, avec grille de faible longueur, du type américain Wootten, est quelquefois appliqué par les chemins de fer allemands et danois sur des locomotives express et à voyageurs modernes, mais il n’est généralement pas encore sorti de la période d’essai, car les fuites qui se déclarent aux tubes à fumée et les avaries des entretoises et des parois
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- du foyer donnent souvent lieu à des plaintes. Aussi, depuis quelque temps, réduit-on la largeur intérieure au bas, qui atteignait 2.200 mètres, à environ 1.600 à 1,900 mètre; en revanche, afin de réaliser la grande surface de grille nécessaire, 0n augmente la longueur et il paraît que cette double modification donnera de meilleurs résultats. On commence aussi à adopter le foyer débordant pour les machines à marchandises. *
- Dans les locomotives modernes, soit avec boîte à feu plongeant entré les longerons, soit avec foyer débordant, on emploie souvent des parois d’arrière.inclinées pour le foyer et l’enveloppe extérieure. De cette façon, on peut, sans augmentation excessive du poids de la boîte à feu, réaliser de plus grandes surfaces de grille. Ainsi, par exemple, sur la locomotive express compound à seize atmosphères de pression, à quatre cylindres, à surchaufïèur, 4-6-0, des chemins de fer de l’État bavarois, la surface de la grille a été portée à 3.28 mètres carrés, avec une longueur de 3 mètres. La locomotive à voyageurs compound à quatre cylindres 4-6-0 du Gothard a une longueur de grille de 3.120 mètres (voir fig. 66).
- L’assemblage inférieur du foyer avec l’enveloppe extérieure est toujours établi à l’aide d’un robuste cadre de section rectangulaire avec deux rangs de rivets.
- Au lieu des viroles de chaudière rivées, ordinairement employées auparavant, les chemins de fer d’État prussiens-hessois emploient depuis quelque temps, avec de bons résultats, des viroles sans clouure (système Ehrhardt). Sur les mêmes chemins de fer, ainsi que sur ceux de l’État suédois, on fait usage, avec succès, de viroles de dômes à joint longitudinal soudé. Pour la calotte du dôme, l’État suédois a adopté récemment l’emploi d’acier moulé.
- Les figures permettront de se rendre compte des dimensions des chaudières et des détails de construction des différents types.
- 2. Armaturage du ciel de foyer et liaison avec le berceau de la boîte à feu. — Des entretoises radiales ou inclinées sont employées dans les chaudières, à ciel de foyer généralement plan pour augmenter la résistance, des chemins de fer d’État badois, néerlandais et suédois, du chemin de fer Hollandais, des chemins de fer fédéraux suisses, du chemin de fer du Gothard et du chemin de fer rhétique, ainsi que sur les locomotives-tenders à marchandises — système Hagans — 0-8-0 et 0-10-0 et sur quelques locomotives express des chemins de fer d’État prussiens-hessois. Ailleurs, on fait généralement usage de tirants de ciel verticaux et disposés parallèlement dans le sens longitudinal et en travers du ciel. Sur les locomotives bavaroises, à grand rayon de courbure de l’arrondi des parois latérales du foyer (r 220 millimètres), les rangées latérales extérieures d’entretoises du ciel sont inclinées et renforcées (de 27 à 31 millimètres de diamètre). Il en est de même sur les locomotives badoises avec r = 260 millimètres : le diamètre de ces entretoises y est porté de 23.5 à 30 millimètres.
- Comme métal pour les entretoises du ciel, on emploie du fer de forge, du fer fondu °u de l’acier doux.
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- Afin de faciliter les mouvements de la plaque tubulaire et d’éviter les criques à l’extrémité avant du ciel du foyer, les deux ou trois rangées d’avant des entretoises du ciel sont remplacées dans beaucoup de chaudières par de petites fermes ; sur les locomotives wurtembergeoises et saxonnes, et quelquefois aussi sur celles d’autres administrations, les deux ou trois premières rangées sont suspendues avec jeu à des chapes de suspension fixées au berceau de la boîte à feu (voir les fig. 1 à 9).
- Les entretoises sont généralement préférées aux fermes pour l’armaturage du ciel à cause de leur construction plus simple, de leur disposition plus facile à surveiller et de l’accessibilité beaucoup plus grande du ciel pour la visite et le nettoyage. Elles constituent une liaison sûre entre le foyer et le berceau de l’enveloppe extérieure, elles sont plus légères et facilitent la circulation de l’eau : par suite l’entartrement du ciel est plus rare qu’avec les fermes.
- Les modes d’attache des entretoises du ciel sont indiqués dans les figures.
- 3. Foyers cylindriques. — Aucune administration n’emploie des foyers cylindriques.
- Les essais faits il y a un certain nombre d’années par les chemins de fer d’État prussiens-hessois avec des foyers cylindriques du type Lentz — foyers ondulés — ont donné des résultats défavorables. Au bout d’un certain temps ils perdaient leur section circulaire et il se produisait des déformations et des explosions.
- 4. Chambres de combustion. — Aucune des administrations envisagées n’a des chaudières avec chambres de combustion.
- 5. Métal des foyers. — Le métal employé pour les foyers est, sur presque toutes les locomotives, du cuivre ordinaire. Ce n’est qu’à titre d’essai que différentes administrations ont fait usage de foyers en acier doux, en cuivre ou nickel et en « cuivre dur ».
- Les chemins de fer de l’État bavarois ont fait construire en 1900 et 1901 par les ateliers Baldwin, de Philadelphie, deux machines à marchandises et deux machines express, dont les foyers étaient en acier doux. Sur les locomotives à marchandises, il fallut remplacer les foyers en acier au bout de quatre ans, puis de nouveau au bout de trois ans. La seconde fois, on leur substitua des foyers en cuivre. Quant aux foyers en acier des locomotives express, l’un fut remplacé au bout de trois ans, l’autre au bout de six ans par un foyer en cuivre. Les foyers en acier doux ont donné de bons résultats dans les premières années de leur service, mais plus tard il se produisit des corrosions à l’intérieur, surtout dans la région du feu, et en outre des fissures partant des trous d’entretoises. Ces avaries s’aggravèrent relativement vite et nécessitèrent le remplacement de ces foyers. Il n’a plus été fait d’autres essais.
- Des foyers en acier doux essayés sur les chemins de fer de l’État saxon dans les années 1892 à 1902, n’ont fait qu’une courte durée de service, par suite de corrosions et pustules excessives.
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- Fig. 1.
- Fig. 3.
- Fig. 4.
- Fig. 5.
- Fig. 7.
- Fig. 6. — Type de l’État saxon.
- Fig. 7 et 9. — Type des chemins de fer fédéraux suisses.
- ^ê- 1 à 9. — Types de tirants flexibles et de fermes sur les ciels de foyer.
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- Les chemins de fer de l’État néerlandais n’ont pas obtenu de résultats favorables avec une locomotive munie à titre d’essai d’un foyer en acier doux.
- Sur les chemins de fer de l’État danois, on a employé, il y a quelque temps, un certain nombre de foyers en acier doux qui toutefois s’usèrent vite; aussi abandonna-t-on les essais.
- Actuellement, on y expérimente des foyers en cuivre avec plaques tubulaires en fer, ainsi que des foyers en « cuivre dur » et en « cuivre spécial » de la firme Heck-mann de Duisburg.
- Le chemin de fer rhétique a muni une chaudière à foyer en cuivre d’une plaque tubulaire;; dont la partie supérieure est en fer et la partie inférieure en cuivre. Jusqu’à présent on a constaté que les tubes à fumée avec et sans rahouts en cuivre y sont plus difficiles à maintenir étanches qu’avec une plaque tubulaire entièrement en cuivre.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois ont fait des essais complets de foyers en acier doux et en cuivre au nickel. Avec ceux en acier doux, il a été fait autrefois des essais qui cependant donnèrent des résultats si peu favorables que, dès 1896, on prit la décision de renoncer désormais, d’une manière générale, aux foyers de ce genre. Leur durée n’avait pas dépassé en moyenne trois années; dans des conditions défavorables, surtout avec de la mauvaise eau d’alimentation, elle était encore sensiblement moindre ; dans un cas elle ne fut même que d’environ six mois. De plus, on avait constaté qu’en service il se produisait assez fréquemment, dans les parois du foyer, des fissures dont la réparation n’était pas seulement difficile, mais donnait souvent lieu à des dépenses et à des pertes de temps considérables. Bien que dans ces derniers temps l’emploi de foyers en acier doux ait été remis, de différents côtés, à l’ordre du jour, on n’a pas voulu y revenir, en raison surtout des résultats défavorables obtenus par l’État bavarois.
- Des foyers en cuivre au nickel ont été fournis par la maison Basse & Selve, d’Altena en Westpbalie, pour une locomotive-tender à marchandises 2-6-0 et une locomotive compound à marchandises 2-6-0. La teneur en nickel du cuivre est d’environ 15 p. c. Ces deux foyers sont en service depuis l’automne 1905. Lors de la visite de la locomotive-tender, en juillet 1908, on constata que les arrondis latéraux de la plaque tubulaire étaient fortement attaqués par le feu et que les bords de plusieurs trous de rivets étaient fendus. La plaque tubulaire présenta les mêmes défauts sur l’arrondi du côté gauche. Pour remettre la chaudière en état de service, il fallut munir les plaques tubulaire et arrière, aux points affaiblis, de morceaux rapportés en cuivre d’environ 500 millimètres de longueur. Les parois latérales et le ciel étaient restés en bon état. En ce qui concerne le foyer en cuivre au nickel de la locomotive compound à marchandises, on n’a pas encore, à l’heure actuelle, de résultats d’essais. D’après les résultats obtenus jusqu’à présent, il semble que le cuivre au nickel ne convienne pas pour les foyers, attendu que malgré son prix plus élevé, il ne présente pas d’avantages sur le cuivre ordinaire. L’emploi du foyei en cuivre au nickel, à la place d’un foyer en cuivre ordinaire, a occasionne une
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- gugnientâtioii de 3,600 marcs (4,500 francs) de la dépense d’établissement de la locomotive, car non seulement le cuivre au nickel est, par lui-même, plus cher que le cuivre ordinaire, mais la construction du foyer est plus laborieuse et plus coûteuse, à cause de la dureté du métal.
- En outre, les chemins de fer d’État prussiens-hessois ont engagé des pourparlers dans le but d’entreprendre des essais avec une plaque tubulaire de foyer en cuivre manganésé provenant des usines de Heddernheim.
- Le cuivre ordinaire employé pour les foyers est fabriqué soit par des procédés métallurgiques, soit par voie électrolytique; mais on n’est pas encore certain que le cuivre électrolytique soit complètement équivalent au cuivre métallurgique, au point de vue de la durée, surtout dans les arrondis, et de la résistance à l’action du feu. Les chemins de fer d’État prussiens-hessois exigent, pour les essais de traction des tôles de foyer en cuivre, les coefficients suivants :
- Résistance minimum à la traction, en kilogrammes par millimètre carré de la section initiale : 22; allongement minimum sur 200 millimètres de longueur : 38 p. c. Les pièces soumises à l’essai ne doivent pas être recuites. Par conséquent, il faut aussi que les éprouvettes soient découpées à froid sur les tôles présentées à la réception et que leur usinage se fasse également à froid.
- 6. Portes de foyers. — La plupart des administrations emploient des portes de foyer à charnière, d’une seule pièce; on fait moins usage de portes coulissantes à deux vantaux; exceptionnellement on trouve aussi des portes à trois ailes s’ouvrant vers l’intérieur.
- La forme des portes est tantôt ronde, tantôt elliptique, tantôt rectangulaire à angles arrondis.
- Les ouvertures circulaires ont un diamètre variant de 300 à 450 millimètres, celles de forme elliptique et rectangulaire ont 300 à 360 millimètres de hauteur et 375 à 500 millimètres de hauteur. Les plus faibles cotes pour portes rondes se trouvent sur les chemins de fer de l’État danois, savoir 300 millimètres et pour portes rectangulaires sur les chemins de fer de l’État saxon, savoir 300 X 375 millimètres.
- Pour les foyers larges, débordant sur les longerons, on emploie généralement de plus grandes portes rectangulaires à angles arrondis, d’environ 330 X 470 millimètres, ou des doubles portes rondes ou elliptiques.
- Les locomotives à double porte de foyer et à paroi d’arrière inclinée ont souvent présenté, par suite de la température élevée qui existe sur la paroi arrière, une usure rapide par le feu de cette plaque en cuivre, ce qui nécessitait l’application de morceaux rapportés. On espère que par le remplacement des deux portes par une seule, on réussira à remédier à cet inconvénient.
- Les chemins de fer de l’État badois ont adopté, pour leurs locomotives express les plus récentes, des portes à trois ailes, qui s’ouvrent vers l’intérieur en se relevant
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- et dont on n’ouvre jamais que deux parties, les deux ailes latérales entraînant chaque fois celle du milieu. Les dimensions de l’ouverture libre sont de 390 X 700 millimètres.
- Les chemins de fer de l’État saxon, pour réduire les rentrées d’air froid et maintenir autant que possible la surface de chauffe intégrale, attachent de l’importance aux petites ouvertures de porte et se servent de formes de pelles facilitant le chargement de la grille. Les chemins de fer de l’État néerlandais considèrent la porte coulissante à- deux vantaux comme le type le plus avantageux, les chemins de fer d’État prussiens-hessois préfèrent la forme rectangulaire à angles arrondis, et les chemins de fer d’Alsace-Lorraine estiment que la forme elliptique convient le mieux pour donner un feu d’épaisseur bien égaie.
- Toutes les administrations ont muni un certain nombre de leurs locomotives de portes de foyer avec dispositif spécial pour le réglage d’une entrée d’air par le haut, destinée à aider l’air froid arrivant par les portes de cendrier et par les vides du barreau dans le foyer à produire une combustion plus parfaite et autant que possible sans fumée. Dans ce cas, les portes de foyer sont généralement munies intérieurement d’une contre-porte en fonte ou en fer forgé, qui est maintenue à la température du rouge sous l’action de la chaleur du foyer et réchauffe l’air entrant par le haut et balayant cette plaque.
- Sur les chemins de fer allemands, beaucoup de locomotives modernes de tous types sont pourvues de l’appareil fumivore connu Marcotty & Langer; rationnellement surveillé, cet appareil, qui fonctionne automatiquement, donne de bons résultats en ce qui concerne la diminution de la fumée. Un grand nombre de portes de foyer sont munies du papillon nécessaire pour ce fumivore. Le chemin de fer rhétique se sert également de cet appareil. L’appareil fumivore Staby, commandé par l’ouverture et la fermeture de la porte de foyer ordinaire, est également employé, mais sur une moindre échelle. Dans ces derniers temps, les chemins de fer d’État prussiens-hessois firent monter des appareils Marcotty sur des portes basculantes avec entrée d’air latérale (voir fig. 20).
- Les locomotives modernes des chemins de fer de l’État bavarois ont des portes de foyer rondes de 450 millimètres de diamètre, munies d’une petite grille pour l’admission d’air. De même, sur les chemins de fer de l’État saxon l’entrée d’air a souvent lieu par des fentes ménagées dans la porte du foyer et dont on peut régler la 1 argeur à l’aide de grilles. Les chemins de fer de l’État wurtembergepis ont adopte, pour la porte rectangulaire de leurs foyers larges, une entrée d’air par le haut, avec une grille qui est ouverte, au moment de l’ouverture de la porte, par une butee faisant corps avec la penture; cette grille reste ouverte lorsque la porte se referme et le chauffeur est obligé de la refermer plus tard à l’aide d’un levier qu’il actionne généralement du pied. En outre, ils emploient des papillons.
- Sur beaucoup de chemins de fer, on utilise la porte coulissante en deux pièces pour l’entrée d’air, en la laissant un peu entrebâillée. Les portes de foyer des chemins de fer de l’État suédois ont une admission d’air réglable à l’aide d’une gfihe-
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- Sur les chemins de fer fédéraux suisses, l’admission d’air est réglée, sur les portes de foyer à charnière, à l’aide d’un papillon à grandes ouvertures ; pour réduire encore davantage la production de fumée, on y ajoute généralement un souffleur fumivore. Le chemin de fer du Gothard munit ses portes à charnière,
- 450 millimètres de diamètre, d’un volet ajustable pour l’entrée d’air par le haut.
- Les administrations intéressées ne signalent pas d’autres essais qui auraient été effectués avec les dispositifs spéciaux et types de portes de foyer proposés par de nombreux inventeurs et ayant pour but de rendre la combustion plus complète.
- L’assemblage de la façade arrière de la chaudière avec la paroi arrière du foyer, pour la confection du cadre de la porte, se fait, aussi bien avec la disposition verticale qu’avec la disposition inclinée, soit à l’aide d’un cadre en fer forgé, avec simple rang de rivets, dont la forme épouse celle de la baie, soit par emboutissage et rivetage à un rang des deux tôles (système Webb). Les deux types n’ont pas donné lieu à des fuites appréciables ; cependant, dans l’un et l’autre cas, il est d’usage d’employer des cadres de protection en fonte ou des enveloppes de protection en tôle de fer, placés sur la face intérieure du foyer, dans le but d’atténuer Faction du feu sur l’encadrement de la porte, d’empêcher que les tètes de rivets se brûlent et d’éviter les avaries causées par les ringards et autres outils de chauffe.
- Le système Webb présente l’avantage d’être plus facile à établir sous une forme étanche que l’assemblage avec cadre; de plus, les bords se criquent moins facilement à partir des trous de rivets. Par contre, il a pour inconvénient que le tartre se dépose plus facilement et est plus difficile à enlever qu’avec le cadre de porte. On cherche à pallier cet inconvénient en ménageant un trou de lavage spécial dans la façade arrière de la chaudière, immédiatement au-dessus du point le plus élevé de l’encadrement de la porte. Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois et d’autres administrations expérimentent depuis quelque temps un encadrement plat qui n’entraîne pas l’emboutissage très accentué du système Webb, mais est plus facile à maintenir étanche que le cadre massif actuel, dont l’épaisseur est égale à la longueur des entretoises entre les faces intérieures des deux parois.
- Les bons résultats obtenus avec les encadrements de portes à tôles embouties sont soulignés dans les réponses de la plupart des administrations allemandes, des chemins de fer danois et suédois. Les administrations suisses emploient de préférence le cadre de porte rivé.
- Les figures 10 à 21 montrent différentes dispositions de la porte de foyer.
- 7. Relation entre la surface de grille, les vides entre les barreaux et la surface de chauffe totale des tubes. — Le choix de la meilleure relation entre la surface totale de la grille R, la surface des vides entre les barreaux Rf et la surface de chauffe totale des tubes Hr est subordonné à la nature de la houille, à son pouvoir calorifique et à la vaporisation, variable avec le type de locomotive.
- La relation R : R^ varie entre 1 : 0.16 et 1 : 0.60, et est généralement comprise entre les valeurs 1 : 0.45 à 1 : 0.56. Les valeurs les plus faibles, c’est-à-dire les
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- Fig. 11. Fig. 12.
- Fig. 11 et 12. — Portes à charnière des chemins de fer wurtembergeois.
- Fig. 10 à 12. — Types de portes de foyer.
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois ont la môme porte avec papillon, comme dans'la figure 12.
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- Fig. 13 et 14. — Porte à charnière des chemins de fer de l’État saxon.
- Fig. 15. — Porte à charnière de l’État wurtembergeois. Fig. 13 à 15. — Types de portes de foyer.
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- En usage depuis 1902.
- Fig. 16. — Porte à trois ailes basculantes de l’Etat badois.
- Fig. 16 et 17. — Types de portes de foyer.
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- m--'
- H'
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- Porte coulissante de l’État badois,
- Fig. 18.
- Porte coulissante de l’État badois.
- ». — Types de portes de foyer
- Fig. 19.
- 18 et 19
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- Fig. 20. — Porte basculante (dernier type^Marcotty)
- Explication des termes allemands : Zu den Dampfdüsen = Vers les tuyères à vapeur. Luftzuführuug = Arrivée d’air. — Dampfsbleier = Fumivore.
- Fig. 20 et 21. —
- Fig. 21. — Porte à charnière (système Marcotty).
- Tjpes de portes de foyer de locomotive avec fumivore des chemins de fer d’État prussiens-hessois.
- Langer-
- ^larcottyi
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- vides relativement les plus faibles entre les barreaux, sont indiquées par les chemins je fer de l’État danois, savoir R : Rr = 1 : 0.16 à 1 : 0.23 ; puis vient le chemin de fer Hollandais, avec R : R/- = 1 : 0.3, pour ses plus récentes locomotives express chauffées avec du charbon belge.
- La valeur la plus élevée, c’est-à-dire la surface relativement la plus grande des vides entre les barreaux, est celle de 2.71 : 1.638 — 1 : 0.6 des locomotives com-pound à quatre cylindres, 4-4-2, des chemins de 1er d’État prussiens-hessois. Le chemin de fer de l’État wurtembergeois prend le second rang avec 1 : 0.56 pour les locomotives express et à voyageurs, 1 : 0.54 pour les locomotives à marchandises.
- La relation entre la surface de grille totale et la surface de chauffe totale des tubes à fumée, R : HR, diffère beaucoup d’un type de locomotive à l’autre et varie de 1 : 45 à 1 : 81. Sur les machines à voyageurs modernes, elle est en général de 1 : 45 à 1 : 65; on trouve des valeurs maximums sensiblement supérieures pour les nouvelles locomotives eompound express 4-4-0, à quatre cylindres, des chemins de fer d’Alsace-Lorraine, savoir 1 : 69.5, et les locomotives eompound à quatre cylindres 4-6-0 de la même administration, 1 : 70.8; enfin, sur la locomotive express eompound à quatre cylindres 4-4-2 des chemins de fer de l’État prussien, 1 : 81.6. Sur cette dernière, pour R = 2.71 mètres carrés, on a HR = 221.18 mètres carrés, cette dernière surface est constituée par 272 tubes de 50/55 millimètres de diamètre et 5.200 mètres de longueur entre plaques.
- Les limites supérieures de la surface de grille totale sont d’ailleurs 4 mètres carrés sur les plus récentes machines express des chemins de fer d’État prussiens-hessois, 4.07 mètres carrés sur les locomotives à marchandises eompound à vapeur surchauffée 2-8-0 du chemin de fer du Gothard et 4.5 mètres carrés sur la locomotive express eompound à vapeur surchauffée 4-6-2 des chemins de fer de l’État badois.
- La plus faible relation est celle de 1 : 45, valeur moyenne, accusée par les chemins de fer de l’État saxon. La plupart des administrations indiquent des relations variant entre 1 : 50 et 1 : 60.
- Pour les machines à marchandises, le rapport R : HR varie de 1 : 50 à 1 : 81 ; il se maintient, sur la plupart des chemins de fer, entre 1 : 50 et 1 : 65; les valeurs les plus élevées sont atteintes par les chemins de fer de l’État oldenbourgeois, sur des locomotives à marchandises eompound 0-6-0, avec 1 : 69, les chemins de fer de 1 Etat wurtembergeois avec 1 : 81 et le chemin de fer du Gothard avec 1 : 70.
- Sur les locomotives-tenders à voyageurs, on emploie en moyenne la relation R : HR = 1 : 60 à 1 : 65, sur celles à marchandises 1 : 50 à 1 : 60.
- Pour les locomotives à surchauffeur dans les tubes à fumée, la relation R : HR est généralement 1 : 53 à 1 : 60, non compris la surface de chauffe du surchauffeur et 1 . 66 à 1 : 70 en tenant compte de cette dernière. La relation de la surface totale
- grille à la section de passage des gaz dans les tubes est comprise entre 6.5 et 8.0 et est en moyenne 7.0 pour les machines à voyageurs et express, 6.5 pour les locomo-hves à marchandises, à simple expansion et eompound. Sur les locomotives à vapeur
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- surchauffée, cette relation est environ 6.5 en tenant compte de la réduction de section des gros tubes, due à la présence des tuyaux surchauffeurs. Par suite du rétrécissement des tubes dans la plaque tubulaire du foyer, la section de passage des gaz dans les tubes à fumée est diminuée d’environ 15 à 25 p. c.; avec des tubes fortement rétreints, cette réduction atteint environ 35 à 42 p. c.
- La relation entre la surface de chauffe totale au contact des gaz chauds et la surface de chauffe totale au contact de l’eau est, pour la locomotive à vapeur saturée, 1 :1.125.
- La grille basculante est employée par le chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri sur toutes les chaudières; les autres administrations ne s’en servent jusqu’à présent que dans des cas isolés. Les chemins de fer de l’Etat badois ont muni, sur leurs locomotives modernes, la grille d’un jette-feu afin de faciliter l’évacuation des résidus de la combustion après le décrassage des feux. Les chemins de fer de l’État bavarois n’emploient des grilles basculantes que sur quelques petites machines; l’Etat saxon a adopté des grilles dont le jette-feu occupe environ le tiers de la surface et peut être utilisé pour le nettoyage des feux. Les chemins de fer de l’État wurtembergeois prévoient des dispositifs du même genre pour leurs nouvelles constructions. L’État néerlandais a jusqu’à présent cinq chaudières avec grilles à jette-feu en service, le chemin de fer du Gothard en a huit, le chemin de ferrhétique en a muni ses grandes locomotives, les chemins de fer de l’État suédois en possèdent un assez grand nombre. Les chemins de fer d’État prussiens-hessois, les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, les chemins de fer de l’État oldenbourgeois, les chemins de fer de l’État danois et le chemin de fer Hollandais n’emploient que des grilles fixes.
- Les grilles à secousses, du type souvent employé sur les chemins de fer américains, ne sont en usage nulle part. Cependant il serait peut-être utile d’étudier de plus près, à l’avenir, ce dispositif qui permet de procéder, même en marche, à un nettoyage facile, suffisant pour améliorer la combustion du feu sur la grille, et facilite aux agents de la locomotive l’observation des horaires sur les parcours difficiles, notamment avec un charbon produisant beaucoup de mâchefers.
- 8. Supports intermédiaires du corps cylindrique et du faisceau tubulaire. — Les chaudières des administrations intéressées ont généralement une longueur de 3 mètres à 4.800 mètres, sans dépasser 5.250 mètres, entre les faces intérieures des plaques tubulaires, et avec ces dimensions il n’est employé dans l’intérieur des corps cylindriques aucun système de supports intermédiaires. Mais, par contre, les longues chaudières sont supportées extérieurement, dans leur partie cylindrique, vers le milieu, par une entretoise en forme de selle reliant les longerons, sui laquelle le corps cylindrique peut coulisser. Cette entretoise est soit en tôles de fei armées par des cornières, soit en acier moulé, et sert en même temps de caissonne-ment entre les longerons. Depuis quelque temps, les chemins de fer badois et prussiens-hessois font usage de supports flexibles en forme de bielles oscillantes.
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- LeS chemins de fer de l’Etat suédois munissent les longs corps cylindriques de deux supports extérieurs, d’une part pour mieux répartir le poids de la chaudière sur les longerons, d’autre part pour qu’en cas de déformation latérale les tôtes de longeron puissent prendre appui sur la chaudière. De même, les chemins de fer d’État prussiens-hessois appuient les longues chaudières sur deux supports intermédiaires. Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine n’emploient que sur les grandes locomotives à marchandises à quatre cylindres 2-10-0 un support intermédiaire sous le corps cylindrique. Les chemins de fer de l’État danois ne munissent leurs chaudières, même pour une longueur entre plaques de 4.800 mètres, d’aucune espèce de supports intermédiaires.
- Le support des très longs tubes à fumée au moyen de plaques intermédiaires placées dans le corps cylindrique n’est pas employé; on ne rencontre ce mode de construction qu’à titre accessoire dans les chaudières munies de surchauffeur Pielock ou d’un autre surchauffeur analogue. On évite suffisamment les vibrations de ces longs tubes par l’agrandissement proportionnel de leur diamètre, et on emploie par exemple pour ceux de 4,900 à 5,250 millimètres de longueur, un diamètre de 51/56 millimètres, donnant une rigidité suffisante.
- 9. Forme de la plaque tubulaire d’avant. — On emploie le plus souvent la plaque tubulaire emboutie, engagée dans la virole d’avant et assemblée par rivure avec cette virole. La plaque avec prolongement s’assemblant sur la virole d’avant du corps cylindrique est en usage, concurremment avec celle qui vient d’être mentionnée, sur les locomotives des chemins de fer de l’État néerlandais, du chemin de fer Hollandais, du chemin de fer Prince-Henri, du chemin de fer de Stockholm-Rimbô et des chemins de fer d’État prussiens-hessois. L’assemblage avec la virole d’avant du corps cylindrique est établi au moyen de cercles-cornières et de rivets.
- 10. Métal des tubes à fumée. — Les administrations se servent, pour la plupart, exclusivement du tube à fumée en acier doux Siemens-Martin de la meilleure qualité et déclarent que ces tubes donnent de bons résultats en service, sont préférables aux tubes en fer forgé employés autrefois et sont plus légers, moins coûteux, plus durables et par suite aussi plus sûrs en service que les tubes faits avec d’autres métaux.
- Le chemin de fer Hollandais munit ses locomotives de tubes en fer forgé et préfère ce métal à l’acier doux parce qu’il est moins sujet aux corrosions.
- Le chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri, les chemins de fer de l’État suédois et le chemin de fer de Stockholm-Rimbô se servent de tubes sans soudure en acier doux et sont satisfaits de leur durée.
- Le laiton, employé autrefois sur une assez grande échelle pour les tubes à fumée, est généralement abandonné aujourd’hui, à cause de son prix trop élevé. D’autre Part, des tubes en cuivre sont en usage sur le chemin de fer de Stockholm-Rimbô et ont été employés aussi, il y a quelques années, à titre d’essai, par les chemins de
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- fer de l’État suédois, mais ils n’ont pas présenté une durée suffisante, relativement au prix, et on les a donc remplacés par des tubes en acier.
- 11. Dimensions des tubes à fumée. — La longueur des tubes à fumée entre les plaques tubulaires varie de 3 mètres à 3.230 mètres; elle se maintient, sur la piu part des locomotives, entre 3.600 et 4.800 mètres. Afin de donner aux tubes la rigidité nécessaire, on en augmente le diamètre avec la longueur, à peu près dans les proportions suivantes :
- Longueur : 3.600 à 3.950, 4.000 à 4.250 , 4.300 à 4.550, 4.600 à 4.850, 4.900 â 5.250 mètres
- , l intérieur : 40 43 45 47 , 51
- Diamètre j extérieur . ~45~ “1s~ ÜÜ" ~JÔ~ ~56~ millimètres.
- L’épaisseur des parois est de 2 à 2.73 millimètres; la plupart des administrations ont adopté la cote de 2.3 millimètres.
- Du côté du foyer, on réduit le diamètre des tubes, de 3 à 8 millimètres sur beaucoup de chemins de fer; d’autres ont adopté un rétreint de 11 millimètres pour obtenir de plus larges cloisons entre tubes. Le tirage ne s’est pas ressenti défavorablement de cette réduction notable de la section de passage des gaz dans les tubes, d’après les renseignements fournis par l’Alsace-Lorraine, l’État bavarois et l’État danois. Cette dernière administration ramène le diamètre intérieur des tubes à fumée sur ses locomotives modernes de 43.3 à 34.3 millimètres soit une réduction de la section de passage de 11 millimètres ou 42.3 p. c., tandis que cette diminution n’est ailleurs que de 13 à 33 p. c. Les chemins de fer de l’État suédois accusent 13 p. c.
- Du côté de la plaque tubulaire d’avant, toutes les administrations élargissent le diamètre des tubes de 2 à 3 millimètres.
- Dans les longues chaudières, une partie des tubes servent de tirants pour la consolidation des plaques ; ces tubes ont généralement 34 à 36 millimètres de diamètre intérieur et 30 à 32 millimètres de diamètre extérieur.
- Les gros tubes de surchauffe ont un diamètre extérieur de 119 à 133 millimètres, leur épaisseur est généralement de 4 à 4.3 millimètres, ils sont évasés d’environ 3 à 4 millimètres à l’avant et rétreints d’environ 18 à 20 millimètres à l’arrière. Les tuyaux surchauffeurs ont un diamètre extérieur variant entre 32 et 38 millimètres, avec une épaisseur de 3 à 4 millimètres.
- 12. Emmanchement des tubes. — En règle générale, on commence par entrer les tubes dans les plaques tubulaires jusqu’à ce que l’épaulement de la partie rétremte s’applique bien contre la face extérieure de la plaque du foyer, puis on les mandrme aux deux extrémités à la fois au moyen de l’appareil habituel à broche conique et généralement à trois petits rouleaux légèrement coniques. Pour les gros tubes, on augmente le nombre de rouleaux. Les chemins de fer fédéraux suisses emploient, pour les rabouts en cuivre de l’arrière, des mandrineurs avec sept à onze petits rou-
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- leaux. Il faut que le sertissage se fasse sous une pression aussi uniforme que possible et ne dépassant pas une certaine limite afin d’éviter les déformations des trous et le refoulement du métal de la plaque tubulaire vers le haut et vers les côtés. Les trous de la plaque tubulaire sont souvent légèrement évasés d’avant en arrière, avec une inclinaison d’environ 1 : 40.
- Les extrémités des tubes, dépassant d’environ 8 à 10 millimètres (sur quelques chemins de fer de 6 millimètres seulement) la face intérieure du foyer sont ou bien rivées à la main avec une bouterolle spéciale, ou bien on les rabat avec un marteau à panne arrondie et on les rive ensuite en se servant d’un frappeur pneumatique et d’une bouterolle spéciale. Sur les chemins de fer de l’Etat suédois, les extrémités arrière des tubes à fumée sont étamées extérieurement, sur la partie engagée dans la plaque, et serties avec une conicité d’environ 1 : 30 (voir fig. 22). Le chemin de fer du Gothard munit ses tubes, du côté du foyer, de rabouts en cuivre soudés, qui sont mandrinés dans la plaque tubulaire et garnis d’une bague bouterollée sur les bords rabattus durabout en cuivre (voir aussi la question 14-d).
- Le sertissage des extrémités des tubes dans la plaque tubulaire d’avant, sur laquelle elles sont en saillie d’environ 5 millimètres, se fait par mandrinage; on ne bouterolle pas les tubes en ce point, mais on les agrandit en y enfonçant à refus une broche fortement conique.
- A côté des appareils sertisseurs de types connus, les chemins de fer d’Etat prus-siens-bessois se servent depuis quelque temps d’un appareil breveté Kunze avec lequel on réalise, outre le mandrinage des tubes dans la plaque tubulaire, l’application de l’épaulement en acier contre la face extérieure de la plaque en cuivre et par suite une jonction étroite entre le tube et la plaque (voir les fig. 38 et 39).
- Le rétreignage de l’extrémité arrière du tube se fait généralement à la température du rouge dans une matrice spéciale à l’aide d’un marteau à course rapide; cependant on fait aussi cette opération à froid sur la machine à rétreindre Lehmann, à refouloir multiple.
- L’élargissement de l’extrémité avant du tube se fait presque partout d’après le procédé généralement usité qui consiste à poser le bout du tube réchauffé sur l’extrémité en forme de boule de l’arbre de commande d’une machine spéciale et en appuyant ensuite, d’en bas, par un levier, un rouleau en acier à mouvement vertical contre la paroi du tube. Cependant quelques administrations continuent à employer l’ancien procédé simple de l’élargissement à l’aide d’une broche et à la main.
- Les figures 22 à 39 montrent différents modes d’emmanchement dans les plaques tubulaires.
- 13. Tubes Serve. — Ces tubes sont employés avec succès sur les chemins de fer d Alsace-Lorraine. Les résultats obtenus par cette administration sont très favorables, mais il faut que les tubes soient conservés bien propres. Un procédé efficace de nettoyage est l’emploi d’un jet de vapeur, suivi du ramonage avec des brosses en fil de fer, les locomotives restant sous pression pendant cette opération. Les chemins
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- Chemins de fer de l’État
- Fig. 22. — Chemins de fer de l’État suédois.
- Fig. 24. — Chemins de fer de l’État prussien.
- Fig. 25. — Chemins de fer de l’État prussien.
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- Fig. 26. — Chemins de fer de l’État danois.
- Fig. 27. — Chemins de fer fédéraux suisses.
- Fig. 28. — Chemin de fer'du Gothard.
- Fig. 30. ;
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- Fig. 31.
- Fig. 30 et 31. — Chemins de fer rhétique.
- Fig. 32. — Chemins de fer de l’État norvégien.
- Fig. 22 à 32. — Sertissage des tubes dans les plaques
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- Explication des termes allemands ; Iiohrende an der Berülmings. stelle mit der Rohrwandverannt = L’extrémité emmauchee ^^oteui. est étamée — Steigung = Inclinaison. — Kupferring 1 mm stark = Bague en cuivre d’un millimètre d’épaisseur. - Rauli —
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- Fig. 33.
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- Fig. 33 et 34. — Tube à fumée et tube-tirant de l’État badois pour surchauffeur Clench-Gôlsdorf.
- Fig. 35. — Tube du surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée.
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- Fig. 36.
- Fig. 37.
- Fixation par 3 rainures. Fixation par 5 rainures.
- Nouveau mode de sertissage des tubes dans la plaque du foyer sur l’État prussien.
- Fig. 38. — Mandrinage du tube dans la plaque en cuivre.
- 39. — Remandrinage et serrage du tube contre la plaque, opérés de l’intérieur de la chaudière. Éig. 33 à 39. — Emmanchement des tubes dans les plaques tubulaires.
- Explication des termes allemands: Kupfer auf das Rohr auf gelôtet = Manchon en'cuivre soudé sur le tube. Eingewalzt = Mandriné. — Lange auf engl. = Pas par pouce anglais.
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- de fer de l’Etat néerlandais ont aussi obtenu des résultats favorables avec les tubes Serve. Ces deux administrations sont satisfaites des avantages réalisés au point de vue de la bonne vaporisation, de la durée et de la résistance de ces tubes, et rachetant la dépense d’établissement et d’entretien plus élevée.
- Le succès des tubes Serve est moindre sur les chemins de fer d’Etat badois, prussiens, wurtembergeois, et sur les chemins de fer fédéraux suisses. Ces administrations signalent que les tubes ne tardent pas à être tapissés, sur les ailettes, d’une couche dure de suie qu’il n’est pas possible d’enlever complètement, étant donnée la difficulté péur les outils de nettoyage de pénétrer dans l’intérieur des tubes, de sorte que la bonne vaporisation initiale et l’économie de charbon, se chiffrant par plusieurs pour cent, cessent bientôt d’exister et que par suite du nettoyage difficile et nécessairement fréquent et de l’état défectueux des joints, les frais d’entretien sont sensiblement plus élevés que sur les locomotives à tubes lisses. Elles font remarquer en outre que le temps de chômage des locomotives, pour réparations, est prolongé, que leur utilisation avantageuse est plus difficile et qu’en raison de leur dépense d’établissement notablement plus élevée, les tubes Serve n’offrent aucun avantage sur les tubes lisses. Aussi ont-elles renoncé à en continuer l’emploi et jugé nécessaire, au double point de vue technique et économique, de leur substituer des tubes lisses.
- Les chemins de fer de l’Etat suédois expérimentent actuellement des tubes dits « ondulés «/provenant des usines à tubes Mannesmann ; mais on n’a pas encore de résultats précis.
- 14. Avaries clés tubes. — a) Les corrosions de tubes en fer et en acier ne se sont généralement produites que dans certaines régions où l’eau d’alimentation est mauvaise, et cela sous forme de pustules et de sillons; elles se font surtout remarquer dans le voisinage de la plaque tubulaire du foyer, et sur une distance de 300 millimètres à partir de cette plaque. Il semble qu’en ce point les actions chimiques et électrolytiques réciproques entre le fer et le cuivre et les solutions faiblement acides contenues dans l’eau de la chaudière s’accomplissent avec une vivacité particulière sous l’influence des fortes chaleurs. Les tubes neufs, posés dans la chaudière depuis trois à quatre mois seulement, étaient fortement décomposés et détruits dans les limites de cette zone, tandis que ceux situés en dehors de ces limites ne présentaient aucune trace de corrosion. Avec une eau de bonne qualité, on ne remarque que très peu de corrosions. Les tubes en acier doux paraissent plus sensibles que ceux en fer fondu.
- b) Les tubes en cuivre n’ont pas présenté une usure exceptionnelle, on n’a pas davantage observé de criques. 11 n’est pas employé de tubes en laiton.
- c) Afin d’éviter l’usure très consi dérable des tubes qui se produit avec de l’eau renfermant des acides ou des sels et riche en tartre, on recommande généralement, comme le moyen le plus rationnel, outre les fréquents lavagesj le nettoyage complet de l’eaud’alimentation avant son emploi : ce moyen a, dit-on, donné d’excellents
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- résultats. Des essais consistant à introduire de la soude ou d’autres produits chimiques dans la chaudière n’ont pas amené de diminution.
- Les tubes à fumée en acier ou en fer galvanisé ne sont essayés nulle part, par contre les chemins de fer d’Etat prussiens, bavarois et wurtembergeois ont entrepris des essais avec des tubes à fumée en acier doux spécial, réfractaire à l’action des acides, qui sont fournis par les usines Mannesmann de Dusseldorf et protégés contre les acides par un procédé appartenant à la maison Krupp d’Essen. Le chemin de fer Hollandais emploie des tubes en fer forgé, produits d’après un procédé spécial, sur lequel nous manquons de renseignements, pour empêcher les corrosions.
- d) Les rabouts en cuivre des tubes à fumées en fer ou en acier, à l’extrémité côté du foyer, n’existent pas sur les chemins de fer d'Alsace-Lorraine, le chemin de fer Hollandais, le chemin de fer Prince-Henri, les chemins der fer saxons, les chemins de fer d’État oldenbourgeois, prussiens, néerlandais et suédois ; ils sont qualifiés d’inutiles et de coûteux par les chemins de fer de l’État danois. Par contre, les chemins de fer d’État bavarois et wurtembergeois, les chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard, le chemin de fer rhétique et le chemin de fer de Stockholm-Rimbô se prononcent en faveur du rabout en cuivre et disent qu’au point de vue de l’étanchéité, de la bonne liaison avec le tube et de la diminution des corrosions il a donné d’excellents résultats.
- Les chemins de fer de l’État badois estiment que les rabouts en cuivre font, à tous les points de vue, un service satisfaisant sous les faibles pressions, mais constatent que dans les,chaudières à timbre élevé ils n’offrent pas une résistance suffisante à l’ovalisation. Aussi cette administration a-t-elle adopté, pour les chaudières dont les pressions dépassent une certaine limite, 12 kilogrammes par exemple, des tubes tout en fer sur lesquels on soude, dans les chaudières timbrées à 16 kilogrammes, à leur passage dans la plaque en cuivre, une bague mince en cuivre afin que le joint se fasse entre deux corps du même métal.
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois attribuent à la mauvaise qualité du cuivre ou aux altérations de structure de ce métal les criques qui se produisent quelquefois dans les rabouts en cuivre dans le voisinage immédiat de la face intérieure de la plaque ; ils se déclarent satisfaits de la bonne tenue de ces rabouts dans la plaque tubulaire, tant que les bords des tubes ne sont pas rongés par le feu, et rétablissent, dans ce dernier cas, l’étanchéité par l’introduction de viroles en acier.
- Les chemins de fer fédéraux suisses n’ont pas encore observé de criques proprement dites des rabouts en cuivre, mais des sillons intérieurs causés par l’action des cendres, A titre d’essai, on a donc rétreint le tube en fer à l’arrière et soudé une ague en cuivre sur le tube en fer.
- Ils ont aussi employé pendant un certain temps des tubes en fer sans rabouts en cuivre, mais les résultats ont été mauvais : il fallait les remandriner fréquemment et 1 en résultait des avaries dans les plaques tubulaires. Cette administration trouve Çüe les rabouts en cuivre assurent mieux l’étanchéité.
- Le chemin de fer du Gothard se prononce en faveur des rabouts en cuivre, à cause
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- de leur bonne tenue dans la plaque. Il en est de même du chemin de fer rhétique qui, avec des tubes en fer sans rabouts, ne réussissait pas à empêcher les fuites aux tubes.
- Les chemins de fer de l’État suédois employaient autrefois d’une manière générale des tubes en acier sans rabouts en cuivre. Ceux-ci tenaient mieux dans la plaque que les simples tubes en acier, mais ils étaient moins durables par suite de la forte usure que les gaz de la combustion occasionnent à l’extrémité arrière des tubes • aussi en a-t-on cessé l’emploi.
- Les rabouts en cuivre ont généralement une longueur de 100 millimètres, mais on en trouve aussi qui atteignent 220 millimètres. Ils sont soudés, avec leurs extrémités tournées coniques sur une longueur d’environ 35 à 40 millimètres, dans les tubes en fer fraisés coniquement. Cet assemblage est généralement signalé comme tenant bien et donnant de bons résultats.
- Un certain nombre de types d’extrémités de tubes à fumée, avec et sans rabouts en cuivre, et de leur emmanchement dans les plaques tubulaires, sont donnés dans les figures 22 à 39.
- 15. Viroles. — Les viroles et bagues de protection contre la flamme ne sont employées d’une manière régulière que par quelques administrations. Les chemins de fer de l’État wurtembergeois s.’en servent pour assurer l’étanchéité des tubes et, en cas de tubes neufs, dans les parties de la plaque tubulaire qui sont les plus exposées à l’action des flammes, afin d’empêcher que les bords des tubes se brûlent sur les rabouts en cuivre.
- Ces viroles ont une conicité de 1 : 15; leur épaisseur, au milieu, est de 3.25 millimètres. On a expérimenté des viroles embouties en acier doux, mais elles n’ont pas répondu aux prévisions; leur renouvellement était une opération laborieuse et longue, car il fallait enlever à coups de burin les viroles qui, pour obtenir une meilleure tenue, étaient élargies à leur extrémité avant, engagée dans le tube de façon a répondre au diamètre de l’épaulement du rabout en cuivre, et il arrivait alors souvent que le rabout subissait des avaries. Les viroles qui n’étaient pas enfoncées de force, mais simplement entrées au mandrin, prenaient du jeu et ne pouvaient plus ensuite garantir qu’imparfaitement les tubes contre l’action du feu.
- Les chemins de fer de l’État danois emploient avec les foyers en cuivre dur ou spécial, pour obtenir une meilleure étanchéité, des bagues en cuivre d’une inclinaison de 1 : 40 entre le tube en fer et la plaque tubulaire. Les extrémités arriéré des tubes ne sont pas bouterollées, car on n’a pas obtenu, en essayant des tubes bouterollés, de meilleurs résultats qu’avec ceux qui ne l’étaient pas.
- Les chemins de fer fédéraux suisses emploient des bagues de 1.5 millimètre d’épaisseur et 1 : 40 de conicité pour garantir les bouts de tubes en cuivre, rebords plats.
- Le chemin de fer du Gothard a obtenu de bons résultats avec des bagues serv à garantir les extrémités des rabouts en cuivre contre l’usure intérieure et contre
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- l’action du feu sur les bords rabattus. Ces bagues ont 40 millimètres de longueur, an diamètre extérieur, à l’arrière, de 40 millimètres, avec 2 millimètres d’épaisseur, et un diamètre intérieur, à l’avant de 39 millimètres, avec 1.5 millimètre d’épaisseur. L’extrémité arrière des rabouts en cuivre est légèrement rivée et les trous de tubes dans la plaque tubulaire de la boîte à feu sont arrondis au rayon de 2 millimètres : on compte réaliser de cette façon le bon armaturage des plaques tubulaires.
- Le chemin de fer rhétique emploie des viroles de 40 millimètres de longueur et de 1 : 40 de conicité pour serrer les rabouts en cuivre et les garantir contre les coups de feu.
- Toutes les autres administrations de chemins de fer renoncent aux viroles et ne les emploient qu’exeeptionnellement, à titre d’expédient, pour aveugler les faites aux joints, lorsque le remandrinage est devenu impuissant. L’adoption des voûtes en briques réfractaires, universellement employées aujourd’hui, a notablement réduit les risques d’usure par le feu des bords rabattus et des extrémités des tubes, et ces administrations estiment donc superflu l’emploi de bagues ou viroles comme préservatifs; elles ajoutent que la section de passage des gaz dans les tubes reste, de cette façon, intégralement ouverte.
- 16. Disposition des tubes sur les plaques tubulaires. —- Toutes les administrations disposent les tubes en colonnes verticales. Cette disposition facilite le dégagement des bulles de vapeur, active la circulation de l’eau dans la chaudière et donne plus de facilités pour le lavage et le détartrage ; enfin, les incrustations sont moindres qu’avec la disposition en rangées horizontales.
- L’espacement d’axe en axe des tubes est de 60 à 63 millimètres pour un diamètre de 40 à 45 millimètres, de 65 à 68et 70 millimètres pour un diamètre de 45 à 50 millimètres entre les faces extérieures des tubes, la distance est donc de 15 à 20 millimètres.
- Dans les types modernes, on réduit le nombre de tubes dans les angles supérieurs et on porte l’espacement d’axe en axe à 75 millimètres et au delà, afin d’obtenir de plus larges cloisons entre tubes dans la plaque tubulaire et d’éviter les fissures des cloisons. On les éloigne aussi davantage de l’arrondi pour éviter les avaries qui s’y produisent (voir la fig. 40).
- 17. Pression de la vapeur. — Les chemins de fer allemands, danois, suédois et suisses ont tous porté le timbre des chaudières de leurs récentes locomotives express et à voyageurs au delà de 12.65 kilogrammes de pression effective et emploient une pression de 13 à 16 kilogrammes sur leurs machines compound à vapeur saturée modernes. A part le renforcement général de l’armaturage de la chaudière et la réduction simultanée de l’espacement des entretoises, dans le but d’éviter les ruptures d’entretoises et les flambements des parois du foyer, on n’a pas eu besoin, en adoptant ces pressions élevées, de prendre des précautions spéciales pour assurer 1 étanchéité des tubes ou le bon entretien du foyer. Pour améliorer l’entretoisement
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- réciproque des plaques tubulaires des chaudières à haute pression, quelques administrations emploient des tirants tubulaires de grande épaisseur, vissés dans les
- Fig. 40. — Distribution modifiée des tubes sur les locomotives corupound à voyageurs 4-4-0
- de l'Etat prussien.
- plaques tubulaires — environ 5, de 32 à 34 millimètres de diamètre intérieur et oO à 52 millimètres de diamètre extérieur — qui sont également réparties dans le
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- faisceau tubulaire. On fait remarquer que tout dépend de la conduite rationnelle du feu et des appareils d’alimentation.
- §ur les locomotives à marchandises et les locomotives-tenders, le timbre de la chaudière est presque toujours de 10 à 12 kilogrammes et ne dépasse que rarement cette dernière limite; il atteint, par exemple, 15 kilogrammes sur les machines à marchandises du chemin de fer du Gothard.
- Le chemin de fer du Gothard mentionne qu’avec une pression effective de 15 kilogrammes et au-dessus, l’emploi de bagues de protection a été reconnu avantageux pour le maintien de l’étanchéité des tubes.
- Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois ont été forcés de renouveler prématurément, à cause de fissures dans les cloisons entre tubes, les plaques tubulaires de foyer de leurs locomotives express compound à quatre cylindres 4-4-2, aux pressions de vapeur de 14 à 16 kilogrammes; il s’est souvent aussi déclaré des fuites aux tubes à fumée. Mais ces avaries sont moins attribuables, d’après les renseignements réunis jusqu’à présent, aux hautes pressions qu’au type de foyer large, débordant sur les longerons, qui est employé sur ces locomotives. Dans ce cas aussi, pour réduire les avaries des tubes et du foyer qui se produisent plus facilement avec les pressions élevées, on s’attache simplement à apporter un soin particulier à la conduite du feu et au lavage complet de la chaudière.
- Les chemins de fer de l’État néerlandais, le chemin de fer Hollandais, le chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri et le chemin de fer de Stockholm-Piimbô n’emploient que des pressions de vapeur ne dépassant pas 12.65 kilogrammes.
- Un revirement s’est produit dans la tendance à employer de fortes pressions dans les chaudières, depuis l’adoption de la surchauffe. En effet, la pression de la vapeur surchauffée est généralement de 12 kilogrammes, c’est-à-dire inférieure à 12.65 kilogrammes, pour les locomotives à voyageurs ou express à simple expansion. Cependant, depuis quelque temps, les chemins de fer d’État saxons, bavarois, badois, wurtembergeois, les chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard ont recommencé à employer des pressions de chaudières plus élevées pour leurs locomotives compound à vapeur surchauffée ; c’est ainsi que la locomotive bavaroise express à quatre cylindres 4-6-0, avec surchauffeur, est timbrée à 16 kilogrammes.
- 18. Espacement des tubes et des entretoises. Martelage de la plaque tubulaire en cuivre. — Les espacements mentionnés sous la question 16 sont considérés comme bien choisis; cependant, dans les chaudières modernes, afin d’éviter les ruptures de cloisons qui se produisent fréquemment dans les angles supérieurs de la plaque tubulaire, on n’approche plus de très près de l’arrondi supérieur des plaques et l’on espace davantage les tubes dans les angles supérieurs de la paroi du foyer, autant fjue de besoin, avec diminution modérée du nombre de tubes. De ce fait, la surface
- e chauffe totale des tubes à fumée est réduite d’environ 4 p. c. (voir la fig. 40).
- Quant à l’espacement des tubes, il a été assez sensiblement réduit sur les machines Modernes, par suite, pour une certaine part, de l’augmentation de la pression dans
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- la chaudière. L’espacement d’axe en axe a été ramené à environ 90 millimètres certaines administrations l’ont même abaissé à 85 et 80 millimètres ; le diamètre des entretoises, au fond du filet, est de 19 à 22 millimètres.
- L’écrouissage des plaques tubulaires en cuivre, par martelage à froid, est adopté par les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, les chemins de fer de l’État danois le chemin de fer Hollandais, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer rhétique Sur les chemins de fer fédéraux suisses, on pratique l’écrouissage des plaques tubulaires par martelage; souvent aussi, on se contente d’agrandir les trous par des broches enfoncées, en vue de la compression du métal. L’administration n’a pas constaté d’avantages particuliers en faveur de l’un ou de l’autre système.
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine écrouissent le métal par martelage et constatent qu’il résiste mieux au mandrinage des tubes, qu’il en résulte un contact plus intime entre la plaque et les tubes, et que ces derniers ont moins de tendance à fuir.
- Les chemins de fer de l’État danois entreprennent des essais avec le cuivre spécial Hartmann.
- Le chemin de fer Hollandais applique d’une manière générale le martelage à toutes les parois tubulaires en cuivre et obtient des résultats satisfaisants.
- Sur le chemin de fer du Gothard, toute la plaque tubulaire, à l’exception des arrondis du ciel, est martelée à froid, avec soin, du côté du feu; les résultats sont satisfaisants. Il en est de même du chemin de fer rhétique.
- 19. Boîtes à fumée allongées. Projections de flammèches. — La plupart des administrations emploient des boîtes à fumée allongées sur leurs locomotives modernes : la longueur est parfois de 2.7 mètres. Il faut excepter les chemins de fer d’Êtat saxons et wurtembergeois, le chemin de fer de Stockholm-Rimbô, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer rhétique. On attribue aux longues boîtes à fumée l’avantage qu’elles permettent d’obtenir un vide uniforme et offrent une place suffisante pour loger et répartir les escarbilles, sans que la capacité de la boîte soit réduite à l’excès. On peut aussi loger plus facilement les appareils spéciaux, tels que les tuyaux du receiver ou réservoir intermédiaire, le surchauffeur, le pare-étincelles, etc., les projections de flammèches sont diminuées; enfin, on a constaté une certaine économie de combustible, due à l’égalisation du tirage.
- Pour empêcher les projections d’étincelles par la cheminée, on fait usage de divers types de pare-étincelles, constitués soit par des cribles plans en tôle, avec trous elliptiques ou circulaires, soit par des grilles planes en barreaux de fer de section ronde ou angulaire, simples ou superposés, soit par des cages en forme d’entonnoir, entourant l’espace compris entre le tuyau d’échappement et la cheminee et formées de fers plats, de cornières, de toiles métalliques ou de chaînes de fils de fer. Sur les locomotives chauffées au lignite ou à la tourbe, on ajoute aux dispositifs ci-dessus des chapeaux ou capuchons de cheminée, destinés à retenir les flammèches qui auraient passé à travers les pare-étincelles du bas. (Voir les fig. 41 à 43.)
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- Chemins de fer
- Fig. 42.
- de l’État
- Chemins de fer de l’État suédois.
- Fig. 41.
- Fig. 43.
- Chemins de fer tat saxon.
- Fig. 41 à 43. — Types exceptionnels de cheminées pour combustibles tendres (tourbe et lignite).
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- L’utilité, de ces dispositifs et leur influence sur la diminution des risques d’in cendies occasionnés par les étincelles sont subordonnées, avant tout, à la nature de la houille et à son mode de combustion dans les conditions normales de tirage du type de locomotion dont il s’agit ; par conséquent les sections de passage des cribles, grilles,etc., varient beaucoup; on emploie de longues fentes de 50 x 6 mil limètres, des ouvertures circulaires de 8 et 10 millimètres de diamètre, des toiles -métalliques en fil de fer zingué galvanisé de 2.5 millimètres de diamètre du fil # 6 millimètres d’ouverture des mailles, etc.
- En règle générale, ces dispositifs ont pour effet de réduire les projections de flammèches, de diviser ou de retenir dans la boîte à fumée les particules de charbon incandescent d’une certaine grosseur qui viennent les frapper, mais ils ne permettent pas d’éviter complètement les projections d’étincelles quelquefois accompagnées de conséquences très coûteuses. Les déformations qui se produisent sous l’action des grandes chaleurs et des variations de température, la destruction relativement facile des pièces, offrent trop souvent une issue aux flammèches, et il faut donc attacher une importance spéciale à la surveillance constante de ces dispositifs en service, à leur confection et à leur ajustage irréprochables dans les ateliers. D’autre part, aucun de ces appareils n’est à l’abri de la possibilité d’une obstruction partielle, surtout lorsque, par suite de légères fuites aux tubes, les cendres s’humectent; dans ce cas, ils exercent une action nuisible sur le tirage.
- Aussi les chemins de fer fédéraux suisses ont-ils abandonné ce type de pare-étincelles pour leurs locomotives modernes, pour lui substituer des plaques déflec-trices placées dans la boîte à fumée, qui donnent généralement de bons résultats et r nuisent moins au tirage. Les chemins de fer de l’État danois font également usage de déflecteurs. Très répandus en Amérique, les déflecteurs y donnent, comme nous avons eu l’occasion de l’observer, des résultats très satisfaisants, et il serait utile de les expérimenter à plus grande échelle sur les chemins de fer européens.
- Il n’est pas mentionné d’innovations spéciales en ce qui concerne les portes de boîtes à fumée, dont l’étanchéité parfaite est une condition essentielle pour empêcher qu’elles rougissent et se déjettent. Nous dirons toutefois que sur beaucoup de locomotives modernes la forme conique de la porte de boîte à fumée, avec une inclinaison d’environ 1 : 2 à 1 : 1.5, pour diminuer la résistance de l’air sur l’avant, est employée de préférence.
- 20. Dôme de prise de vapeur. — Sur tous les réseaux, les locomotives modernes sont munies d’un dôme de prise de vapeur, parfois même de deux dômes communiquant entre eux. Beaucoup d’administrations placent à l’intérieur du dôme des plaques déflectrices et des crépines pour retenir l’eau entraînée ; de plus, quelques locomotives, par exemple certaines machines à marchandises des chemins de fer de l’État saxon, sont munies de collecteurs spéciaux placés le long et au-dessus de a chaudière. Les chemins de fer de l’État badois font depuis quelque temps des essais avec des sécheurs de vapeur d’un type différent.
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- Les chemins de fer de l’État oldenbourgeois, dont les locomotives n’avaient généralement pas, autrefois, de dômes de prise de vapeur, en ont également adopté l’emploi dans ces derniers temps.
- 21. Enveloppes isolantes des chaudières. — La matière dont on envisage l’emploi pour les enveloppes isolantes est l’asbeste, bleu ou blanc, cousu dans des matelas d’environ 25 millimètres d’épaisseur, qui sont, ou bien posés directement sur les tôles de chaudière, ou bien fixés sous les tôles d’environ 2 millimètres d’épaisseur, avec fers plats, qui entourent la chaudière, quelquefois aussi sur des cercles spéciaux en fer, de manière à rester constamment réunis aux tôles d’enveloppe. Quelques administrations ne garnissent d’asbeste bleu que la partie de la chaudière qui pénètre dans l’abri, afin de protéger le personnel de la locomotive contre la chaleur rayonnante. L’État wurtembergeois, l’État néerlandais et le chemin de fer Hollandais emploient du feutre imprégné, tandis que d’autres administrations se plaignent de la rapidité avec laquelle le feutre se détruit. On a aussi essayé l’isolation à l’aide de baguettes en bois, mais en raison de sa courte durée et de ses faibles propriétés calorifuges, elle ne répond pas au but que l’on se propose.
- Des essais ayant pour but de déterminer l’efficacité de différents calorifuges ont été faits par les chemins de fer de l’État badois et les résultats sont donnés dans un article de YOrganfür clie Fortschritte des Eisenbahnwesens, 1906, page 6.
- Pour se rendre compte de la différence de rayonnement de chaleur entre une chaudière à enveloppe isolante et une chaudière sans enveloppe isolante, les chemins de fer de l’État danois ont monté sur deux chaudières, identiques quant au reste, une caisse en tôle remplie de 3 litres d’eau, dont le fond épousait exactement la forme cylindrique de la chaudière. L’élévation de la température de l’eau dans les deux servit à mesurer le nombre de calories transmises toutes les dix minutes par la surface de la chaudière. On laissa les locomotives en plein air et les deux chaudières furent maintenues, pendant l’essai, à la même pression. La conclusion fut que le surplus de dépense de la matière isolante et de son application est regagné au bout de trois ans par l’économie de combustible.
- D’après les résultats obtenus ailleurs, il y a en général diminution du rayonnement et, par conséquent, abaissement suffisant de la température dans l’abri; mais on ne possède pas, à ce sujet, de chiffres exacts.
- 22. Systèmes de réserve de chaleur. — Il n’est employé aucune espèce de système de réserve de chaleur dans les chaudières.
- 23. Chargeurs mécaniques. — Les chemins de fer de l’État badois emploient depuis quelque temps des locomotives avec chauffe auxiliaire à l’aide de résidus de pétrole, dans le but de diminuer le dégagement de fumée sur les lignes à nombreux tunnels. L’aménagement de ces locomotives est similaire à celui adopté par les chemins de fer de l’État autrichien sur la ligne de l’Arlberg.
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- Les chemins de fer de l’État bavarois ont muni deux petites locomotives-tenders montées chacune par un seul agent, d’une soute à charbon en forme de trémie surmontant la façade arrière de la chaudière. L’ouverture inférieure de cette soute est munie d’un tiroir, et c’est par là que la houille (charbon de Bohême de moyenne grosseur) tombe directement sur la grille. Le mécanicien ouvre le tiroir suivant les besoins. Au-dessous de la trémie à charbon sont ménagés des regards qui permettent au mécanicien de surveiller le feu et de le piquer de temps en temps. Ce système a donné de bons résultats, mais ne peut suffire que pour les conditions d’un service simple.
- Les chemins de fer de l’État suédois ont fait, il y a quelques années, des essais avec un chargeur mécanique sur leurs locomotives, chauffées à la tourbe, mais n’a pas obtenu de résultats économiques.
- Il n’a pas été signalé d’autres expériences.
- Supplément à l’exposé de la question VI-A.
- 1. Par suite de leur réception tardive, les renseignements fournis par les chemins de fer de l’État norvégien au sujet de la question VI-A n’ont pu être incorporés dans le texte qui précède. Nous les reproduisons donc ci-après.
- Les chemins de fer de l’État norvégien emploient surtout des berceaux de boîte à feu du type cylindrique, mais ils font usage aussi de quelques locomotives à chaudière. Belpaire.
- Toutes les chaudières de construction récente sont munies d’entretoises radiales de ciel.
- Quelques locomotives de provenance américaine ont des foyers en acier; sur les autres, le foyer est en cuivre. Les premiers ont fait un service à peu près aussi satisfaisant que les autres, mais il faut que le feu soit conduit avec plus de soin et que les lavages soient effectués avec une attention particulière, car ils sont très sensibles aux refroidissements brusques et considérables.
- L’assemblage de l’enveloppe de boîte à feu avec le foyer, à l’ouverture de la porte, est effectué d’après le système Webb.
- La relation de la surface totale de la grille à la surface des vides entre les barreaux varie entre des limites étroites, R : RF = 1 : 0.353 à 1 : 0.361, et la relation de la surface de grille totale à la surface de chauffe totale des tubes à fumée entre R : Hr = 1 : 56.1 à 4 : 57.3.
- Les tubes en fer forgé sont emmanchés dans les plaques tubulaires avec le mandrineur ordinaire; il n’est pas employé de tubes Serve.
- Les parois des tubes en acier ont accusé une tendance à se corroder, tandis que les tubes en fer résistent beaucoup mieux.
- Dans les anciennes locomotives, on utilise encore des tubes en cuivre, qui ue sont pas sujets aux corrosions.
- Les tubes en fer galvanisé ne sont pas employés. Les tubes en fer avec rabouts
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- en cuivre ne sont admis que comme pis-aller et surtout aux points où l’étanchéité des tubes en fer occasionne des difficultés. Sur les chaudières modernes, on donne au rabout en cuivre 100 à 150 millimètres de longueur et on le brase. Les résultats ont été satisfaisants à tous les points de vue.
- L’administration utilise des bagues pour garantir les extrémités des tubes dans le foyer contre l’action du feu et pour aveugler les fuites aux tubes. Ils ont une épaisseur de 3 millimètres, avec une coni-cité variant entre 1 : 20 et 1 : 30.
- Les tubes sont bouterollés à l’arrière; ils ne le sont que dans certains cas à l’avant.
- Les tubes sont disposés en colonnes verticales; on a choisi cette disposition pour améliorer la circulation de l’eau.
- La pression la plus élevée de la vapeur, sur les locomotives modernes, est de
- 13 kilogrammes par centimètre carré; cependant, quelques chaudières de locomotives à voie étroite sont timbrées à
- 14 kilogrammes par centimètre carré. Des précautions spéciales pour assurer l’étanchéité des tubes et le bon entretien des plaques tubulaires n’ont pas été nécessaires avec ces pressions.
- Le martelage des plaques tubulaires n’a pas été essayé.
- Toutes les locomotives sont munies de dômes de prise de vapeur et de pare-étincelles.
- Autrefois les chaudières avaient une enveloppe de feutre et de bois,mais depuis quelque temps on emploie plutôt une enveloppe d’asbeste ou un calorifuge appelé Magnesia sectional logging.
- 2. La figure 44 représente une variante du fumivore Staby, employé sur les chemins de fer allemands.
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- Conclusions, sur la question VI-A.
- (Allemagne., Danemark, Luæembourg, Pays-Bas, Norvège, Suède, Suisse.)
- La chaudière Belpaire est employée dans des cas isolés, la chaudière à boîte à feu avec berceau^ surélevé d’une façon exceptionnelle. On préfère la disposition qui consiste à réunir le corps cylindrique directement à la boîte à feu et à donner à cette dernière le même diamètre qu’à la virole d’arrière du corps cylindrique. Les foyers cylindriques essayés jusqu’à présent n’ont pas donné de bons résultats, et il n’a pas été employé de chambres de combustion spéciales. Les foyers larges, débordant sur les longerons, ne sont pas encore sortis de la période expérimentale.
- Les entretoises radiales du ciel ont fait un bon service et sont beaucoup employées, concurremment avec les tirants verticaux. On ne trouve plus, sur les locomotives modernes, de foyers ayant leur ciel uniquement armé par des fermes. On emploie presque régulièrement de petites fermes à la place des deux ou trois rangées antérieures d’entretoises du ciel, en leur donnant une disposition spéciale, destinée à laisser une plus grande liberté de mouvement à la partie supérieure d’avant du foyer.
- Toutes les administrations estiment que le métal qui convient le mieux pour les foyers est le cuivre, fabriqué soit par les procédés métallurgiques ordinaires, soit par la voie électrolytique. On expérimente des alliages exceptionnels, tels que le cuivre au nickel. Les foyers en acier doux n’ont pas donné, jusqu’à présent, de bons résultats.
- Les portes de foyer sont généralement de simples portes à charnière; on emploie plus rarement des portes à deux vantaux coulissants. Les chaudières à foyer large sont munies d’une double porte à charnière ou encore, depuis quelque temps, de portes à trois ailes se développant vers l’intérieur. Les dispositifs d’entrée d’air par le haut de la porte du foyer, pour activer la combustion, sont employés d’une manière générale et souvent disposés sous forme de fumivores plus parfaits.
- Pour l’encadrement de la porte du foyer, on fait usage soit de cadres de section rectangulaire, dont on réduit notablement l’épaisseur depuis quelque temps, soit du type Webb à plaques embouties. Les deux systèmes ont donné de bons résultats. Une simple rangée de rivets suffit dans l’un et l’autre cas.
- La relation entre la surface de grille totale et celle des vides entre les barreaux H : R f accuse une augmentation de cette dernière, la valeur moyenne de 1 : 0.45, autrefois usuelle, étant souvent dépassée.
- La relation entre la surface de grille totale R et la surface de chauffe totale des tubes à fumée HE se modifie en faveur de cette dernière et marque la tendance d’utiliser le mieux possible, dans les limites pratiquement applicables avec bénéfice, la quantité de chaleur rendue disponible sur la grille.
- L’attention ne se porte encore que relativement peu sur les grilles mobiles. Lorsqu’elles sont employées, elles servent à faciliter le nettoyage des feux après le service de ligne terminé. On vise moins le nettoyage des grilles pendant la marche,
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- mais il faudra sans doute l’envisager davantage pour les parcours difficiles et longs ,jes locomotives.
- Le métal reconnu le plus propre pour les tubes à fumée est généralement le fer fondu; quelquefois on emploie aussi de l’acier doux. Le cuivre n’est adopté qu’ex-ceptionnellement; le laiton a été complètement abandonné.
- Les tubes Serve ne sont pas en faveur, sauf sur les chemins de fer d’Alsace-
- Lorraine.
- Pour remédier aux avaries des tubes à fumée et des plaques tubulaires, on propose en première ligne l’épuration complète et rationnelle de l’eau de la chaudière avant son emploi.
- Les rabouts en cuivre des tubes à fumée, du côté du foyer sont considérés comme inutiles par la plupart des administrations ; seuls les chemins de fer sud-allemands et suisses les jugent avantageux et déclarent qu’ils ont donné de bons résultats.
- A part quelques cas isolés, on attribue peu de valeur pratique aux bagues de protection contre le feu, surtout pour les rabouts en cuivre. La méthode consistant à poser ou souder des viroles en cuivre sur le pourtour extérieur des tubes en fer, afin d’obtenir pour le mandrinage un joint de cuivre sur cuivre, paraît être favorablement appréciée.
- Le martelage à froid du cuivre du foyer a été reconnu avantageux par plusieurs administrations.
- La boîte à fumée allongée est beaucoup employée et jugée utile.
- L’emploi du dôme de prise de vapeur est général.
- Comme isolant, l’asbeste bleu et blanc est préféré et jugé satisfaisant.
- 11 n’est pas employé de chargeur mécanique de la grille sur les chaudières de grandes dimensions.
- Les chaudières des locomotives à voyageurs et express sont presque partout timbrées à plus de 12.65 kilogrammes de pression effective par centimètre carré (180 livres par pouce carré); sur les locomotives à marchandises, la pression dépasse rarement 12 kilogrammes. Les chaudières des locomotives à simple expansion à vapeur sont timbrées à 12 kilogrammes, celles des locomotives compound à vapeur surchauffée travaillent sous une pression de 13 à 16 kilogrammes.
- — Chaudières avec tubes d’eau. Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur surchauffée. Réchauffeurs de l’eau d’alimentation.
- A. — Chaudières à tubes d’eau.
- 1- Chaudières à tubes d'eau. — Il n’est pas employé de chaudières à tubes d’eau. Par contre, les chemins de fer d’État prussiens-hessois ont mis en service depuis
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- Diamètre des cylindres, 360X5*0 millimètres . Poids à vide, 58.6 tonnes.
- Course des pistous............................— en charge, 65.1
- Diamètre des roues motrices, 1,780 millimètres . — adhérent, 45.7
- Pression de marche ....... 15.0 atmosphères.
- — d’épreuve......................20.0 —
- Surface de chauffe du foyer............16.2 mètres carrés.
- — — tubulaire.................159.0 — —
- — — du collecteur. . . . 1.84 mètre carré.
- — — totale................ 177.04 mètres carrés.
- Surface de grille totale............... 2.5 — —
- Vides entre les barreaux............... 1.3 mètres carrés.
- Volume d’eau dans la chaudière à 50 millimètres au-dessous de l’axe du collecteur ..................................... 6.1 mètres cubes.
- Volume de vapeur dans la chaudière à 50 millimètres au-dessous de l’axe du collecteur............................. 2.2 — —
- Vig. 45.___Chaudière pour locomotives express compouud à quatre cylindres 4-6-0 avec foyer tubulaire (chaudière Brolnu) don chemina do fer ffaUSrnux suisses.
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- peu deux chaudières à foyer tubulaire du système Brotan, l’Etat suédois une, les chemins de fer fédéraux suisses deux. Dans leurs deux années de service, les chaudières de l’État prussien n’ont pas répondu aux prévisions ; les tubes à eau ont subi, dans la région du feu, des déformations et une usure considérables. On compte remédier à cet inconvénient par le garnissage des parois avec des briques réfractaires. Nous ne connaissons pas encore les résultats des essais faits en Suisse et en Suède. La figure 45 représente une chaudière à foyer tubulaire des locomotives express 4-6-0 des chemins de fer fédéraux suisses.
- Dans ce type de chaudière, le foyer est formé de tubes en acier cintrés, bien jointifs, constituant les flancs et la paroi arrière, qui débouchent en bas dans un cadre tubulaire et en haut dans un collecteur de 720 millimètres de diamètre intérieur dont la partie inférieure sert en même temps de surface de chauffe directe (1.84 mètre carré). Ce collecteur fait suite au corps cylindrique dont la virole d’arrière est de forme conique et dépasse d’environ 180 à 420 millimètres les viroles cylindriques d’avant, de 1,500 millimètres de diamètre intérieur. La communication entre le collecteur et le corps cylindrique est établie par une ouverture circulaire de 590 millimètres de diamètre, et la vapeur est amenée au dôme par un tuyau partant de l’extrémité avant du collecteur. Le cadre tubulaire du foyer est relié au corps cylindrique par un seul tuyau de 200 millimètres de diamètre intérieur qui débouche dans la partie inférieure de la virole arrière, sur la génératrice inférieure et à environ 620 millimètres de la plaque tubulaire. On a supprimé ici le bouilleur qui surmonte le corps cylindrique dans le type ordinaire de chaudière Brotan.
- La paroi avant du foyer est une plaque tubulaire circulaire, portant en bas 230 tubes à fumée et percée, en haut, de l’ouverture prémentionnée de 590 millimètres de diamètre. Cette plaque isole en même temps le corps cylindrique à l’arrière; elle est engagée et rivée avec bord embouti dans la virole d’arrière de la chaudière. Elle a 1,720 millimètres de diamètre, 25 millimètres d’épaisseur. Au-dessus des tubes à fumée, de part et d’autre de l’ouverture de communication, elle est munie de robustes tirants allant s’assembler sur la virole du milieu du corps cylindrique.
- Au-dessous de cette plaque tubulaire et en dehors des tubes d’eau, le foyer tubulaire est entouré de toutes parts de tôles d’enveloppe de 15 et 10 millimètres d’épaisseur qui montent jusqu’au collecteur.
- Au surplus, le foyer est muni du type de grille ordinaire, d’un déflecteur et du fumivore Langer-Marcotty ; il est construit pour une pression de 15 kilogrammes.
- 2. Tubes à eau dans les foyers. — Il n’est pas employé de systèmes particuliers de tubes à eau appliqués aux foyers.
- 3- Dessins de tubes à eau. — Il ne nous a été communiqué, en dehors de celui reproduit dans la figure 45, aucun dessin de ce genre.
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- 4. Analyses des gaz dans les boîtes à fumée des chaudières à tubes d’eau. — [\ n>a pas été fait d’analyses de ce genre.
- B. — Surchauffeurs de -vapeur et distribution de la vapeur surchauffée.
- La grande majorité de toutes les locomotives à vapeur surchauffée en service se trouvent sur les lignes des ehemins de fer d’Etat prussiens-hessois; aussi, dans ce qui suit, nous appuierons-nous surtout sur les résultats obtenus avec la surchauffe sur ce réseau.
- 1. Emploi de la surchauffe. — Parmi les administrations intéressées, les chemins de fer d’État prussiens-hessois, Lad ois, bavarois, saxons, wurtembergeois et suédois, le chemin de fer Hollandais, les chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard, le chemin de fer rhétique et le chemin de fer de Stoekholm-Rimbô ont mis des locomotives à vapeur surchauffée en service. Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine ne possèdent qu’une seule locomotive de ce genre, d’un type ancien, mais en font construire huit *en ce moment ; les chemins de fer de l’État norvégien en recevront deux vers le milieu de 1909, les chemins de fer de l’État danois en ont commandé dix, le chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri compte en faire prochainement un essai ; enfin les chemins de fer d’Etat oldenbour-geois et néerlandais n’emploient pas de locomotives à surchauffeur et ne se proposent pas d’en faire construire.
- Les systèmes employés sont :
- a) le surchauffeur Schmidt dans la boîte à fumée;
- h) le surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée;
- c) le surchauffeur Pielock ;
- d) le surchauffeur Clench-Gôlsdorf.
- On trouvera une «description complète de ces*appareils surchauffeurs et de tous leurs détails de construction dans l’ouvrage de Robert Garbe, Die Dampflokomotiven der Gegenwart (La locomotive à vapeur actuelle), Berlin 1907, et dans l’article de Robert Garbe, dans le Bulletin du Congrès des chemins de fer de septembre 1908, page 1038 et suivantes, sous le titre : « L’application des hautes surchauffes aux locomotives », auxquels nous empruntons pour a, b, c le résumé succinct ci-apres. Pour le surchauffeur Clench-Golsdorf, nous donnerons, ,à titre d’indication générale, la description communiquée par les chemins de fer de l’Etat badois.
- a) Description du surchauffeur placé dans la boîte à fumée.
- (Voir les figures 46 à 48.)
- Le surchauffeur placé dans la boîte à fumée, alimenté directement de gaz chauds par un gros tube de 280 à 305 millimètres de diamètre, qui est logé dans la partie
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- Fig. 46. — Surchâüffeur dans la boîte à fumée, brevet W. Schmidt
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- inferieure de la chaudière, entre les tubes à fumée, se compose de trois rangées de
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- vingt tubes de et ^ g de diamètre intérieur. Ces tubes sont cintrés de manière à épouser la paroi de la boîte à fumée, et forment, en somme, trois cercles concen-
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- Met/n'yshr
- Timbre............................................. 12 atmosphères.
- Pression d’épreuve................................. 13 —
- Surface de chauffe intérieure des tubes............147.61 mètres carrés.
- •— — — du foyer................... 13.09 — —
- Surface de chauffe totale au contact des gaz chauds . 1C5.58 — —
- Surface de la grille .................................. 3.29 — —
- Surface de chauffe du gros tube.................... 4.88 — —
- Diamètre des cylindres. 590 X 860 millimètres,
- Course.................. 630 —
- Diamètre des roues motrices............... 1,240 —
- Poids à vide .... 62.5 tonnes.
- — en ordre de marche 70.4 —
- — adhérent . . . 70.4 —
- Fig. 48. — Chaudière pour locomotive à marchandises compound à deux cylindres 0-10-0 de l’État saxon.
- Explication des termes allemands : Mittlerer Wasserstand == Niveau normal de l’eau. — Niedrigster Wasserstand = Niveau le plus bas de l’eau. — 232 Feuerrohre =232 tubes à fumée,
- Kessel-Mitte = Axe de la chaudière. — Mitte Rauchkammer = Axe de la boîte à fumée. — Roststâbe = Barreaux de grille,
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- triques, disposés à de faibles intervalles. En haut, les extrémités des faisceaux tubulaires sont coudées et mandrinées pour s’engager dans les fonds de deux longs collecteurs de vapeur en acier moulé, placés l’un à droite, l’autre à gauche de la cheminée dans la boîte à fumée. Tous les tubes du cercle intérieur s’écartent en bas sous forme de voûte, des deux rangées extérieures de sorte qu’il est ménagé entre la rangée intérieure et les deux rangées extérieures une chambre de surchauffe dans laquelle entrent d’abord les gaz chauds arrivant par le gros tube. L’enveloppe des faisceaux de tubes suit le contour du cercle intérieur et monte ensuite à droite et à gauche dans la boîte à fumée jusqu’au dessus de la colonne d’échappement, de sorte que tout le surchauffeur est enfermé dans une caisse en fer jusque dans le voisinage des extrémités des tubes mandrinées dans les fonds des collecteurs. Cette caisse peut être isolée, sur les deux côtés de la boîte à fumée, par de petits volets placés en haut et actionnés de l’abri.
- La vapeur vive, en sortant de la chaudière, entre d’abord dans le collecteur de droite, puis, par la rangée intérieure de tubes, dans celui de gauche. Un couvercle intérieur qui recouvre en ce point les deux rangées intérieures de tubes, force la vapeur à retourner par celle du milieu dans le collecteur de droite.
- Dans ce dernier, les deux rangées de tubes extérieures sont fermées par un couvercle intérieur et par suite il faut que la vapeur revienne par les rangées extérieures de tubes vers le collecteur de gauche, d’où elle gagne, fortement surchauffée, les boîtes à tiroir. Il se produit donc, dans le surchauffeur, un triple changement de direction du courant de vapeur, les gaz chauds venant en contact, tant à leur entrée qu’à leur sortie, avec des surfaces refroidies par la vapeur saturée, tandis que les parois balayées par la vapeur surchauffée, et par suite beaucoup plus chaudes, sont suffisamment protégées. La haute température des gaz chauds ne peut donc pas devenir dangereuse pour les parois du surchauffeur, et néanmoins les gaz peuvent abandonner une grande partie de leur chaleur puisqu’en sortant il faut qu’ils passent entre les tubes les plus froids. Les collecteurs ont des couvercles, facilement accessibles du dehors, qu’il suffit d’enlever pour pouvoir aisément remandriner ou, au besoin, tamponner les extrémités des tubes. La suie qui s’accumule est enlevée de temps en temps par un jet d’air comprime ou de vapeur, après ouverture d’un robinet ad hoc. Ce robinet, actionné de l’abri, alimente d’air comprimé ou de vapeur sèche, prise dans le dôme, deux tuyaux percés de petits trous et disposés en travers des tubes surchauffeurs, contre la paroi de la boîte à fumée. Les différents jets de vapeur sont dirigés vers le haut et vers le bas, passent entre les tubes surchauffeurs et les nettoient. L’ensemble de l’installation ne nécessite qu’un agrandissement modéré du diamètre de la boite à fumée (1). (*)
- (*) Voir Robert Garee, Die Dampflokomotiven der Gegemoart, p. 279 et suiv.
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- VI
- 491
- b) Description du surchauffeur placé dans les tubes à fumée.
- (Voir les figures 49 à 54.)
- Le surchauffeur de tubes à fumée comprend trois à quatre rangées (dans les petites chaudières, ce nombre est réduit à deux) de gros tubes dans la partie supérieure de la chaudière; chacun de ces tubes renferme un élément surchauffeur, formé de deux tubes en U, réunis par une boucle dans la boîte à fumée. La vapeur fait donc un double parcours aller et retour dans les tuyaux surchauffeurs de chaque tube de surchauffe. Les deux extrémités de chaque élément surchauffeur sont recourbées dans la boîte à fumée et emmanchées sur une robuste bride commune fixée au collecteur par un gros boulon passant au milieu entre les deux ouvertures, par l’intermédiaire d’une bride verticale et à l’aide de goujons horizontaux.
- Ce type, qui nécessite le contre-coudage des tuyaux surchauffeurs, afin de rendre plus accessibles les goujons de fixation des brides verticales, a l’inconvénient qu’il faut donner une longueur un peu plus grande à la boîte à fumée, afin que les volets de l’étouffoir trouvent suffisamment de place derrière le pare-étincelles ; mais il donne peut-être lieu à une meilleure utilisation des gaz chauds et a donc été employé jusqu’à présent sur les locomotives à vapeur surchauffée des chemins de fer de l’Etat prussien. Avec ce type, on obtient une surchauffe de la vapeur atteignant 360° C., équivalente par conséquent à celle que l’on obtient, à surface de surchauffe égale, avec le surchauffeur de boîte à fumée.
- Les gaz chauds s’écoulent les uns par les tubes du bas dans la boîte à fumée, les autres par les gros tubes du haut, en cédant une partie de leur chaleur à l’eau qui baigne ces tubes et l’autre partie, la plus grande, aux tuyaux surchauffeurs placés à l’intérieur. Le passage des gaz par les gros tubes à fumée est réglé par des volets placés dans la boîte à fumée, qui restent ouverts sous la pression de la vapeur, tant que le régulateur est ouvert, et qui, le régulateur fermé, reprennent leur position fermée sous l’action d’un contrepoids ou d’un ressort. Pendant les stationnements et les marches à régulateur fermé, les gaz ne passent donc pas par les gros tubes et cessent de chauffer les tuyaux sur chauffeurs, qui ne sont plus alors refroidis par la vapeur. De la sorte, il n’est pas à craindre que ces tubes rougissent. En outre, les volets de l’étouffoir peuvent être complètement ou partiellement ouverts ou fermés pendant la marche sous pression, au moyen d’un volant placé à la main du mécanicien. Les plus importantes positions des volets sont les trois suivantes :
- Première position : Régulateur fermé. Appareil de commande automatique sans vapeur. Volets fermés sous l’action du contrepoids.
- Deuxième position : Régulateur ouvert. Piston de l’appareil automatique maintenu à fond de course par la pression de la vapeur. Volets ouverts en grand.
- Troisième position : Régulateur ouvert. Le piston de l’appareil automatique est maintenu à fond de course par la pression de la vapeur, mais les volets peuvent être fermés en partie ou complètement par la manœuvre du volant à main.
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- Section h.i.(s fiq !.)
- j Tpl^pÏP gôljô'e oifcPfe
- 750
- raid®,
- J 33 Tubes
- Motion rocîs for. thc Superheater
- Valve.
- Position I. Royu/ator Shut Automatic Valve wilhout steam
- Stop valves çfosed by countefv/eighl
- Section e b
- \‘>f • Position M
- Reoulalor open Automatic valve heJd / by sleam pressure m ^ ( Stop valves open
- turatecf Steam
- Position M Reoulalor open
- Automatic valve held m position by steam pressure in end chamber Stop valves partly opened by hand
- Surchauffeur de locomotive Schmidt.
- B’ig. 49,
- Explication des termes anglais : Motion rods tor the superheater valve = Commande des volets de l’étouffoir. — Position I. Regulator shut, Automatic valve without steam, Stop valves closed by counterweight = 1'* position. Régulateur fermé. Appareil de commande automatique sans vapeur. Volets fermés sous l’action du contrepoids. — Position IX. Regulator open. Automatic valve held in position by steam pressure in end chamber. Stop valves open = 2" position. Régulateur ouvert. Piston de l’appareil uulonuüUiue maintenu à tond de course par la pression de la vapeur. Volets ouverts en grand. — Position III. Regulator open. Automatic vulvo held in position by steam proHHuro \n end elmu\1>or. Stop valves parti y ope.notl l>y ltan<l wlieel = position. RéRUlaleur ouvert. lie pistou de l'appareil automatique est irm/ntouu A fond <1o ooureto ...... *\e lu vio........ VolciK imvcrtH en nartle mu* lu mmiuMivrc du volant a main. — Nuperheated «team Vapeur su relia ti— Sieaa» — Vapeur. - S«a»r/Wm/
- CD
- 7350 -
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-
- VI
- 493
- On peut aussi régler la vaporisation et la surchauffe. Si, par suite du mouvement des volets, le passage des gaz chauds par les gros tubes à fumée est réduit, l’intensité de la surchauffe diminue naturellement ; suivant le degré de fermeture, il peut passer plus de gaz par les tubes du bas et la production de vapeur augmente.
- L’appareil automatique décommandé des volets de l’étouffoir est placé à l’extérieur sur le côté gauche (côté du chauffeur) de la boîte à fumée et consiste en un petit cylindre avec piston dont les mouvements sont transmis par un système de leviers aux clapets de surchauffeur.
- Fig. 50. — Surchauffeur de locomotive Schmidt.
- L’espace isolé par le piston est en communication permanente, par un tuyau, avec la boîte à tiroir; en conséquence, tant qu’il y a de la pression dans la boîte à tiroir, en d’autres termes, tant que le régulateur est ouvert, le piston reste dans la position extrême indiquée. Pour éviter les fuites de vapeur autour du piston, ce dernier est formé de manière à constituer, quand il est à fond de course, une soupape que la pression de la vapeur maintient fermée. En meme temps, le prolongement qu’il porte forme un piston différentiel. L’ouverture et la fermeture des volets peuvent être retardées à volonté par le laminage plus ou moins intense de l’air aspiré à chaque course et, par suite, se faire sans choc.
- La disposition des volets dépend surtout des proportions de la locomotive. Sur les petites machines, on a pu se contenter d’un seul volet qui épouse le coude du tuyau et assure l’écoulement facile des gaz chauds. Avec des chaudières de plus grand diamètre, un seul volet devrait recevoir de très grandes dimensions et se voilerait facilement sous les hautes températures. Il a donc fallu le décomposer en plusieurs Petits clapets, généralement trois.
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-
- Entretoises en bronze rpanganésé, de 26 millimètres de diamètre au spinmet des tiléts — 'tSX-
- Entretoises en cuivre, de 26 millimètres de diamètre au sommet des filets ='Gc.
- ^:'f4
- + t +
- ±-ï.±-£±J: ±±±
- Diamètre des evlindres H. P. 2 X 425 millimètres B. P. 2 X 650 millimètres.
- Course H. P. 610 millimètres, B. P. 670 millimètres.
- Diamètre des roues motrices, 1,800 millimètres.
- Poids à vide...................81.10 tonnes.
- — en charge................. 88.42 —
- — adhérent.................. 49.06 —
- >** Vf * * V ^
- f * * * * 4-»
- ' -4 4 4 4'
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- l !'Ÿ-i4t+'T+*rT ’ r ' ^
- 4-4f t 4iv 4-4-4"44-4't--r4-4--4-4--4--<»-4--1 A
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- >- 4 -*?- 4 - -4 ' -tè
- ,, .
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- Pression de marche . .
- — d’épreuve . .
- Surface de chauffe intérieure ’ du foyer . . . . .
- Surface de chauffe intérieure des 25 gros tubes . . .
- Surface de chauffe intérieure des 175 petits tubes. .
- Surface de chauffe intérieure des 5 tubes-tirants . ' . .
- Surface de chauffe totale de vapeur saturée . . . .
- Surface de chauffe du surchau feur .......
- Surface de chauffe totale
- Surface de la grille . .
- 16 atmosphères.
- 21 -
- 14.6_5 mètres carrés. 51.13 - —
- 140.21 - -
- 2.73 - -
- 208.72 - -
- 50.0
- 258.72
- 4.5
- Fig. 51. — Surchauffeur Schmidt dans les tubes. — Chaudière pour locomotive express compound 4 cylindres 4-6-2 de l’État badois.
- TîccpU-nation dos termes allemands ; in 16 gl. Teile = 16 divisions égales. — Neigung =* Inclinaison. — grosse Rohre = Gros tubes. — kleine Robro = Petits tubes.
- Atikerrolire *= Tubes-tirantu. — Regler s=» Régulateur.
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-
-
-
- 12 atmosphères. 128 mètres carrés,
- Timbre.........................
- Surface de chauffe 193 pièces tubes w/51
- 183 - -
- 13.1 —
- 58.9 -
- 255.0 — -
- 3.15 — -
- 700 millimètres. 640 -
- 1,300 -
- 75.5 tonnes.
- 83.5 —
- tubulaire totale . du foyer . . .
- du surchauffeur totale . . . .
- 30 c£tuc&
- ' -*<s&
- Surface de la grille Cylindres, diamètre
- j|
- Diamètre des roues Poids à vide . . .
- — en charge. .
- • = Entretoises en brohze Stone. O = Entretoises en cuivre
- Fig. 52. — Chaudière pour locomotives à simple expansion à surchauffeur 0-10-0 de l’État suédois.
- Explication des termes allemands : Stück = Pièces. — Teile = Parties.
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-
-
- VÆ, VI
- K J ^ ! 60 1
- < ! \ ^ ! ^ "T1 1 1 i J t
- 12 atmosphères. 14.2 mètres carrés. 126.8 - -
- 37.6 - -
- 178.6 . -
- 1.1 mètre carré. 2.44 mètres carrés. 5.5 mètres cubes.
- 2.2 - -
- 570 millimètres. 640 -
- 1,330 -
- 60.4 tonnes.
- 67.1 -
- 58.0 —
- l.’osUrèmlté (lu tube sera alésée dans la plaque tubulaire en cuivre et munie de rainures de 'tamUHmétre de profondeur. Klle sera aussi alésée intérieurement.
- 4 IbO
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-
-
-
- vi-49’
- *
- -±-4-4 4j 4-444±3t±±±
- .4-4-4 4-4-4 4 4-4-4 444 4-
- 4444444-4
- 4444444 4-44 +4 444444
- ^ + |i4 +++4->^Ht>ti++++-» +
- ;4 4 4 4-4 4 44 4-4-4 H§|* 444
- 4 4 44 4- 4 4±4 4-^4% +
- 4-44444 + 4-4-4 4-414 4
- 44+4444 + 44.4
- Diamètre des cylindres . .
- Course des pistons . . .
- Diamètre des roues motrices
- 530 et 770 millimètres.'
- porteuses
- Empattement total . . .
- Surface de chauffe des tubes
- 7,700
- 142.65 mètres carrés. 12.15 -
- du foyer. . .
- de vaporisation du surchauffeur
- totale
- 197.00
- Surface de la grille Timbre ....
- 15 kilogrammes.
- Poids à vide. .
- —jf,en charge Effort de traction Poids adhérent.
- 10,700
- 60,800 •
- Fig-, 54. — Chaudière pour locomotives à marchandises compound à surchauffe. 2-8-0 de l’État saxon.
- Explication du terme allemand : Rohre = Tubes.
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- VI
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- Le collecteur de vapeur est divisé, et relié à la chaudière et aux boîtes à tiroir, de telle façon que la vapeur est forcée de passer simultanément par tous les éléments surchauffeurs pour arriver de la chaudière dans les cylindres. Les tubes à fumée renfermant des tuyaux surchauffeurs sont rétreints dans le voisinage du foyer sur une assez grande longueur afin de faciliter la circulation de l’eau; la partie sertie dans la plaque tubulaire d'arrière est munie de rainures de 3/4 de millimètre de profondeur tournées dans le tube. Il suffit parfaitement, pour assurer la bonne tenue des tubes dans la plaque, de les mandriner et de les rabattre d’une manière rationnelle.
- Le nettoyage des gros tubes à fumée, avec les éléments surchauffeurs qu’ils renferment, c’est-à-dire l’enlèvement de la suie et des cendres, se fait le plus facilement à l’aide d’air comprimé ou de vapeur; il est préférable d’y procéder du foyer, mais on peut aussi l’opérer de la boîte à fumée. Le nettoyage par l’air comprimé est préférable.
- D’après les renseignements fournis par l’inventeur, l’ingénieur Schmidt, les tuyaux surchauffeurs sont proportionnés de manière que la section totale de passage de la vapeur dans le surchauffeur, exprimée en centimètres carrés, soit égale à environ 1 centième de la surface du piston, en centimètres carrés, multipliée par la plus grande vitesse moyenne du piston, en mètres.
- Pour le calcul du diamètre des gros tubes à fumée, on part du principe que l’adjonction du surchauffeur ne doit pas avoir pour conséquence de réduire la section de passage des gaz chauds. On peut' admettre que dans la partie la plus rétrécie la section du tube à fumée est occupée pour moitié environ par les tubes à fumée ou les volets. Dès lors, les quatre sections de tuyaux surchauffeurs occupent environ 40 p. c. de la section intérieure du tube à fumée. Les sections choisies ont donné de très bons résultats.
- La surface de chauffe du surchauffeur est évaluée par l’inventeur à environ 2o p. c. de la surface de chauffe totale. L’adjonction du surchauffeur diminue la surface de chauffe des petits tubes à fumée d’un peu moins de 23 p. c., par suite la surface de chauffe totale reste sensiblement la même comme quantité, mais gagne beaucoup en qualité grâce aux gros tubes du haut et grâce à la surface de surchauffe. Ajoutons que la surface de chauffe du foyer, qui joue un rôle prépondérant, ne subit aucun changement (*) (2).
- c) Description du surchauffeur Pielock.
- Le principal élément constitutif de ce surchauffeur est une chambre à vapeur de forme approximativement cubique, placée dans l’intérieur du corps cylindrique et embrassant l’ensemble du faisceau tubulaire sur une certaine longueur, les tubes a
- (*) Voir Robert Gtarbe, Die Dampflokomotivender Gegenwart, p. 279 et suiv.
- (2) Nous donnons ci-après les figures 55 à 61 de chaudières à vapeur saturée pour pouvoir les comparer plus facilement avec les chaudières à vapeur surchauffée.
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-
-
- Diamètre des cylindres...................
- Course des pistons.......................
- Diamètre des roues motrices..............
- Timbre...................................
- Pression d’essai.........................
- Surface de chauffe intérieure des tubes. .
- — — — du foyer .
- — — — totale . . .
- — — extérieure des tubes. .
- — — du foyer . .
- — — — totale . .
- Surface de la grille.....................
- Volume d’eau au niveau moyen (160 millimètres) ...............................
- Volume de vapeur.........................
- Capacité totale de la chaudière .... Poids à vide.............................
- — en charge .........................
- — adhérent...........................
- 435 millimètres. 630 -
- 1,480 -
- 13 atmosphères. 18 -108.26 mètres carrés.
- 8.25 - -
- 116.51 - -
- 122.35 - -
- 8.60 -130.95 — —
- 1.83 mètre carré.
- 4.7 mètres cubes. 1.65 mètre cube. 6.35 mètres cubes. 48.25 tonnes.
- 62.50 -
- 40.55 -
- Les entretoises tracées sont en bronze 'mauganésé; toutes les autres sont en cuivre.
- Les deux rangées supérieures des parois latérales et de la face arrière ont 29 millimètres de diamètre et toutes les autres 26 millimètres.
- jjj ijj
- Jii
- Fig. 55. — Chaudière pour locomotives-tenders à simple^expansion 4-6-0 de l’État badois.
- Explication des termes allemands ; Gl. Teils zu = Divisions égales de. — Laschendicke = Épaisseur du joint. — SUick SieJerohre-Iîolirung 46 m/m = Tubes à fumés de 46 millimètres de diamètre intérieur.
- Auf dem Bloch gemessen = Mesuré sur la tûle. — Stilck = Pièces. — Bolirung = Diamètre intérieur.
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-
-
- iîg-----------*]•----------
- --------_—— cm-------------------
- -Sûûû-
- Diamètre des cylindres....................... 340 et 560 millimètres.
- Course des pistons............................. G40 —
- Diamètre des roues motrices.................... l,t)80 -»
- Poids à vide................................... 57.90 tonnes.
- — en charge ............................... 65.53 —
- — adhérent................................. 30.G —
- Timbre......................................... 16 atmosphères.
- Pression d’essai.............................. 21 —
- Surface de chauffe intérieure des tubes . . . . 167.13 mètres carrés.
- — ' — ' — du foyer .... 10.83 — —
- — — — totale.................. 178.00 —
- Surface de la grille.......................... 3.00 — —
- le--
- I< ig. r>6. — Chaudière pour locomotive express compound à 4 cylindres 4-4-2 des chemins de fer prussiens-hessois. HonpUnullim ((.’• IrniiM cil.IllniHl. : WoilrinMoi- Wntwrsl.nml « Mivenu ,l>mi ]f ,,l„s Onu. - Za-iwlira <!<-» Iiol,™«ndni «= V
- 5 Va m/m NV uiulKt llrkt» » • 2f>7 UiIipn fu «l«* » mlllimM r«'x d<* dlfimèl r« ««x Idrirur c
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-
-
- Diamètre des cylindres . ...... 380 et 580 millimètres.
- Course des pistons . . .
- Diamètre des roues motrices
- Poids à vide.............
- en charge .... adhérent . .
- 600 -
- 1,980 -
- 68.8 tonnes.
- 76.9 -
- 30.0 —
- Timbre....................................""j 14 atmosphères.
- Pression d’essai. ........................ 19 —
- Surface de chauffe intérieure des tubes . . 222.17 mètres carrés.
- -- — — du foyer . . 14.04 — —
- — — — totale . . . 236.21 -
- Surface de la grille...................... 4.00 — —
- Fig’. 57. — Chaudière pour locomotive express compound à quatre cylindres 4-4-2 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Explication des termes allemands : Niedrigster Wasserstand = Niveau d’eau le plus bas. — 272 Stück. Heizrohre von 55 m/m auss. Dm. u. 2 1/2 m/m Wandstarke = 272 tubes à fumée de 55millimètres de diamètre extérieur et 2 1/2 millimètres d’épaisseur. — Zwischen den Rohrwânden = Entre les plmpies tubulaires.
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-
-
- Diamètre des cylindres.......................... 550 millimètres.
- Course des pistons.............................. 630 —
- P
- Diamètre des roues motrices.................... 1,250 —
- Poids à vide....................................51.51 tonnes.
- — en charge................................59.01 —
- — adhérent.................................59.01 -
- Fig. 58. — Chaudière pour locomotive à marchandises 0-8-0 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Explication des termes allemands : Niedrigster "Wasserstond = Niveau d'eau le plus bas. — 592 Stiick Feuerrohre von 50 m/m iiufs Durclim. \\. 2 m|m ’WnnrtKUuke = 202 lul>es à fumée rte T>0 millimètres rte diamètre extérieur et rte 2 J/2 millimètres d’épaisseur. — Zwisehei t\»*n llolu'wundt'n ^— Knl.ro \or plaque* tuVmUnro*.
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-
-
- |t— Un -4-
- t f f f f f
- fJ: -t 4 4- -f - ♦ 4 4- -f -f 4 -f 4 4 4 4 f 4 4
- 4 t- -t 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
- 4~ 4' 4 4 4- 4 4 t v 4 4 4 4 4
- *|* + >- 4 4 4 4 4 4 4 4 4- 4 4- 4 4 4 f
- t 4 4 4 > 4 4 4 * » ^ * * 'ÿ
- > 4 4 4 4
- T&tàîï------
- Surface de la grille................................ 1.7 mètre carré.
- — de chauffe du loyer . . ............... 16.47 mètres carrés.
- — — des tubes.........................125.18 — —
- — — totale............................ 135.65 — — yi
- 'timbre..................................... . 13.5 atmosphères.
- Volume d’eau de la chaudière........................5.45 mèlres cubes.
- Diamètre des cylindres H. P. : 508 millimètres 11. P. 787 millimètres.
- Course des pistons . .................... . 610 —
- Diamètre des roues motrices. . . .... 1,572 —
- Poids à vide........................................51.25 tonnes.
- — en charge ................................... 56.70 j —
- — adhérent..................................... 40.24 —
- Fig. 59. — Chaudière pour locomotive compound à voyageurs 4-6-0 de l’État suédois,
- Explication des termes allernands : Stehbolzen ans Stonesmetall = Bntretoises en bronze Stone, — Stehbolzen aus Kupfer =s Entretoises en cuivre,
- 503
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-
-
-
- Timbre
- Surface de chauffe du foyer .
- — — des tubes.
- — — totale . .
- Vide entre les barreaux Surface totale de la grille. Volume d’eau à 150 millimèlres
- dessus du ciel du foyer Volume de vapeur Diamètre des cylindres H. P.
- — - B. P. Course des pistons Diamètre des roues motrices . Poids à vide
- — en charge
- — adhérent
- Chaudières pour locomotives à marchandises compound à deux cylindres 2-8-0 de l’JStat norvégien.
- 13.0 atmosphères. 11.7 mètres carrés. 166.0 - • -
- 177.7 — —
- . 1.0 mètre carré. 2.8 mètres carrés.
- 7.1 — cubes.
- 3.0 — -
- 550 millimètres.
- 820 -
- 640 -
- 1,250 -
- 6’3.0 tonnes.
- 70.5 —
- 60.7 —
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-
-
- ______4070
- Timbre.................................................................................... 12 atmosphères. §
- Pression d’essai.......................................................................... 17
- Surface de chauffe intérieure des tubes......................................................129.14 mètres carrés .
- — — — du foyer........................................................... 8.39 — —
- — — — totale........................................................... 137.53 — -
- Surface de la grille..................................................................... 2.37 — —
- Diamètre des cylindres.................................................................... 520 millimètres.
- Course des pistons................. ...................................................... 630 —
- Diamètre des roues motrices............................................................... 1,200 —
- Poids à vide.............................................................................. 57.0 tonnes.
- — en charge . . .................................................................. 72.28 —
- Fig. 61. — Chaudière pour locomofcive-tender à marchandises 0-10-0 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Explication des termes allemands ; Niedrigster Wasserstand = Niveau d’eau le plus bas. — 210 Rôhren, 50 aufs. Dm und 21/2 Wandstarke S = 210 tubes d® 50 millimètres de diamètre extérieur et de 2 millimètres d’épaisseur. — Zwischen den Rohrwândan = Entre les plaques tubulaires.
- SOo
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- fumée étant sertis avec soin dans les parois avant et arrière deacette boîte. Le diamètre des trous dans les quatre plaques tubulaires, depuis celle en cuivre du foyer jusqu’à la plaque de la boîte à fumée, va en augmentant, afin que les tubes avariés puissent être sortis, par cette dernière. Des cloisons, disposées parallèlement aux tubes pour en faciliter la pose, partagent le collecteur en plusieurs compartiments de sorte que la vapeur saturée, entrant par le haut, puisse baigner les tubes en faisant un parcours aussi long que possible.
- Fig. 62. — Surcliauffeur Pielock.
- Afin de remédier autant que possible à l’oxydation des tubes et à l’affaiblissement qui en résulte, on les a munis, sans grand succès d’ailleurs, dans l’intérieur du surchauffeur, d’une gaine métallique. De plus, depuis quelque temps, on remplit la boîte de surchauffe, pendant les arrêts, d’eau qu’il faut ensuite vider quand la locomotive se remet en marche.
- Au sujet du type Pielock le plus récent (voir la fig. 64), il y a lieu de noter ce qui suit (renseignements fournis par le constructeur) :
- La vitesse de la vapeur dans le surchauffeur est plus grande que dans l’ancien tyPe*
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- \ cet effet, on a réduit la section moyenne des différents compartiments. Chaque colonne verticale de tubes est enfermée dans une chambre. En outre, on a disposé, au-dessus et au-dessous des tubes, de petites tôles qui font tourbillonner la vapeur et la ramènent sans cesse contre les tubes. La vapeur ne circule plus perpendiculairement mais parallèlement aux tubes. Par suite, la boîte de surchauffe pourrait être remplie d’eau jusqu’au tiers environ de sa hauteur avant qu’il soit entraîné de l’eau dans les cylindres. Les cloisons ne sont plus simplement contrebutées contre les plaques tubulaires, mais s’engagent dans des rainures qui sont, soit rabotées dans les plaques, soit établies à l’aide de bandes de tôle rivées. Par ce moyen, les différents compartiments sont bien isolés l’un de l’autre.
- En prévision de la dilatation par la chaleur, les cloisons ne sont fixées que d’un côté, de préférence en bas, sur une tôle de fond commune. De l’autre côté, elles sont simplement engagées dans des plaquettes de tension, de sorte qu’elles peuvent se dilater librement ici.
- La vapeur surchauffée est complètement isolée de la vapeur saturée. Pour toutes les clouures, on emploie des rivets plus robustes que ne l’exigerait l’assemblage.
- En raison des mouvements montants et descendants du faisceau tubulaire, le tuyau reliant le surchauffeur au régulateur est établi avec un certain jeu, tout en étant garanti complètement contre l’entrée de la vapeur saturée qui l’entoure.
- Afin d’éviter les oxydations, parfois constatées, des tubes à fumée du surchauffeur Pielock, la boîte est remplie d’eau de la chaudière, automatiquement ou à la main, dès que la locomotive a fini son service. Au moment où elle va le reprendre, on évacue cette eau lorsque la pression effective de la vapeur atteint environ 1j2 kilogramme. Il convient d’ajouter que l’appareil de remplissage automatique n’a pas donné jusqu’à présent de résultats satisfaisants, les ratés continuant à être fréquents.
- Lorsqu’on ne désire qu’une légère surchauffe de la vapeur, on se sert du sécheur de vapeur Pielock, adossé contre la plaque tubulaire de la boîte à fumée. La construction est la même que pour le surchauffeur, avec cette différence que la paroi avant du surchauffeur est remplacée dans ce cas par la plaque tubulaire de la boîte à fumée, et que les tubes ne sont donc sertis qu’en trois points.
- 'd) 'Description du surchauffeur Clench-Golsdorf.
- Ce surchauffeur est placé dans la partie antérieure du corps cylindrique. Une plaque tubulaire posée à un mètre de distance en arrière de la plaque tubulaire de la boîte à fumée isole la partie avant de la chaudière, d’une façon étanche, de la capacité remplie d’eau. La chambre de surchauffe ainsi créée est munie de trois autres plaques transversales qui, toutefois, ne montent pas jusqu’au sommet de la chaudière, mais s’arrêtent à un ciel horizontal. Les tubes à fumée traversant le surchauffeur passent dans ces trois cloisons avec un certain jeu, tandis qu’ils sont man-drinés dans la première plaque. Les jeux entre les cloisons et les tubes sont disposés
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- Trous de 10 milli-mètres pour l’eau de condensation, 8 trous par rangée.
- Fig. 63. — Application du surcJiau/ï'eur Pielock sur les locomotives express compound 4 cylindres 4-6-0 du chemin de îer du Ootluird.
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- Les déflecteurs de vapeur supérieurs ou inférieurs seront inclinés de manière que dans chaque compartiment la vapeur soit renvoyée ^contre les tubes.
- Fig. 64. Chaudière à surchauffeur Pielock pour locomotives à voyageurs à simple expansion 2-6-0 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Explication des termes allemands : Dampfwirbelbleche = Déflecteurs de vapeur. — Scheidewande = Cloisons. — 282 abgesetzte Heizrohre Nr. 41-46 bez. 38-43 m/m = 282 tubes à fumée de 41/46 et 38/43 millimètres, — In das Ilodenblech ein Loch yop 16 m/m bohren zum pollen u. Leeren == Trou de remplissage et de vidapge de 16 millimètres dans le fond,
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- de manière que dans le compartiment d’avant, dans lequel entre la vapeur saturée venant du dôme, les petits interstices (de 1/2 millimètre) se trouvent dans les deux tiers supérieurs de la cloison et les grandes interstices (de 1 millimètre) dans le tiers inférieur. Dans la seconde cloison, les fentes du haut sont de 2 millimètres, celles du bas de 1 millimètre; inversement, dans la troisième, les petites fentes se trouvent en haut et les grandes en bas. La vapeur qui arrive rencontre donc partout les petites fentes d’abord et est obligée, par conséquent, de passer aussi par les grands interstices, plus éloignés. Le but de cette disposition est de faire circuler la vapeur perpendiculairement aux tubes à fumée, aussi bien que parallèlement, et de réaliser une absorption de chaleur aussi complète que possible. Après avoir traversé la troisième cloison, la vapeur passe, par-dessus le ciel plat des compartiments, dans le régulateur posé sur ce ciel.
- La disposition des fentes en chicane, telle que nous venons de la décrire, a été appliquée pour la première fois sur des locomotives des chemins de fer de l’État badois (voir fig. 65).
- La plupart des administrations se servent du surchaufïeur Schmidt placé dans les tubes à fumée ; le surchauffeur de boîte à fumée n’est plus construit depuis quelque temps. Le surchauffeur Pielock se rencontre sur douze locomotives des chemins de fer d’État prussiens-hessois, sur une locomotive du chemin de fer de Stockholm-Rimbô et sur six locomotives du chemin de fer du Gothard. Le surchauffeur Clench-Gôlsdorf est en service sur les chemins de fer de l’État badois (dix locomotives), sur le chemin de fer du Gothard (seize) et sur les chemins de fer de l’État suédois.
- La surchauffe est employée généralement dans des machines à simple expansion. Cependant, depuis quelque temps, on l’applique souvent aussi à des locomotives compound à quatre cylindres.
- 2. Distribution de la vapeur surchauffée. — Pour la distribution de la vapeur surchauffée, on n’emploie ordinairement que des tiroirs cylindriques, le plus souvent du type Schmidt, avec le mécanisme Heusinger. Le chemin de fer du Gothard fait des essais avec une locomotive à distribution par soupapes Lentz et avec une autre dont le cylindre à haute pression a été muni de tiroirs cylindriques et le cylindre à basse pression de tiroirs plans équilibrés. Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois font également des essais avec la distribution par soupapes et fournissent, au sujet de la question 2, les renseignements suivants :
- A part de rares exceptions, la distribution de la vapeur sur les locomotives a surchauffeur des chemins de fer de l’État prussien se fait à l’aide de tiroirs cylindriques à bagues fermées, non élastiques ; il n’est pas employé de tiroirs plans sur les locomotives à vapeur surchauffée.
- Un certain nombre de locomotives sont munies, à titre d’essai, de la distribution par soupapes de Lentz; de plus, quelques locomotives à vapeur surchauffée ont reçu des tiroirs cylindriques avec segments élastiques.
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- Diamètre des cylindres . . .
- Course des pistons............ ......................
- Diamètre des roues motrices..........................
- Timbre ..............................................
- Surface de chauffe intérieure du foyer...............
- — — — des tubes.....................
- — — totale de la vapeur saturée. . . .
- Surface du surchauffeur (Clench-Gôlsdorf) . ... .
- — de chauffe totale............................
- — de la grille.................................
- Volume de vapeur (à 100 millimètres au-dessus du foyer)
- Volume d’eau.........................................
- Capacité totale de la chaudière......................
- Poids à vide.........................................
- — en charge..................... . . • .
- — adhérent ......................................
- II. P. : 2 X 395 millimètres, B. P.
- atmosphères, mètres carrés.
- : 2 X 635 millimètres. 640 millimètres. 1,350 —
- 16 13
- 182 - —
- 195 — —
- 50 - -
- 245 - —
- 3.75 - -
- 4.45 mètres cubes. 5.8 - -
- 10.25 - —
- 71.35 tonnes.
- 78.06 -
- 66.63 -
- Fig. 65. — Chaudière pour locomotives à marchandises compound à quatre cylindres 2-8-0 de l’État badois.
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- 0 Entretoises en cuivre.
- bronze manganésé.
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- cji V4 4-4 -4 -4>jl--* i 4-4 • ^
- Timbre.............................................................. 15 atmosphères.
- Pression d’essai .... ...................................... . 20 —
- Surface de chauffe du foyer............................................. 15.4 mètres carrés.
- — — des tubes ............................................172.2 — —
- — — totale de la vapeur saturée................... . . 188.6 — —
- — — du surchauffeur.......................... .... 47.4 — —
- — — totale au contact des gaz chauds......................236.0 — —
- Surface de la grille..................................................... 3.34 — —
- Volume d’eau à 150 millimètres au-dessus du ciel du foyer............... 6.30 mètres cubes.
- — de vapeur dans la chaudière..................................... 2.40 — —
- — — — le surchauffeur................................ 1.50 mètre cube.
- Diamètre des cylindres.............................................. 395 et 635 millimètres.
- Course des pistons.................... ........................ 640 ___
- Diamètre des roues motrices......................................... 1,610 —
- Poids^à vide........................................................ 73.3.tonnes.
- C.C,. — ( ',Un\it\it*r<* tu nu* lopoinntivoH comiKHiud A 41cylimli’tïB 4-0-0, nvoo bu rolwi ufïeu r Cm-urïi-ï 1<>h*<li/rl. i/ii ('.In-ii/iti th- l/'i-tlu ilol.h/ii-tl.
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- Pour la construction du tiroir cylindrique à bagues fermées, il est essentiel d’observer certaines règles qui sont le résultat de l’expérience acquise après plusieurs années de service C1).
- Surchauffeur Clench.
- Fig. 67.
- Les locomotives à surchauffeur ont le mécanisme de distribution Heusinger. Les bielles motrices relativement longues de tous les types de locomotives à surchauffeur admettent de longues bielles de commande de la coulisse et de longues bielles de tiroir et par suite une excellente disposition de ce système qui assure la bonne distribution de la vapeur, même pour la marche en avant et en arrière des loeo-motives-tenders.
- Avec les tiroirs cylindriques, très légers et à frottement pour ainsi dire nul, on a pu adopter une très grande course du tiroir et réduire dans des proportions exceptionnelles le poids et les dimensions de tous les organes du mécanisme de distribution (2).
- 3. Piston moteur. Garnitures des tiroirs cylindriques. Tuyaux de circulation {by-pass). Soupapes de sûreté et soupapes de rentrée d’air des cylindres. — Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois donnent sur ces différents points les renseignements ci-après :
- Pour assurer l’étanchéité et en même temps le frottement du piston moteur, il faut veiller à ce que les trois légers segments de garniture ne contribuent jamais à porter le corps de piston, mais ne soient appliqués légèrement contre la paroi du cylindre que par leur faible poids et une très légère pression de la vapeur pénétrant derrière eux. On emploie trois segments, afin que celui du milieu ne puisse jamais s’aplatir sur le piston. Dans chaque segment est tournée une petite gorge communiquant par
- ( ) Pour ces règles, voir Robert Garbe, Die Dampflokomotiven der Gegemvart, p. 322. ( ) Voir Garbe : Die Lokomotiven der Gegenwart, p. 329 et 437.
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- six trous de 3 millimètres de diamètre avec la cannelure du corps de piston. Si, aux points morts, le premier ou le troisième segment est comprimé par la vapeur, celle-ci entre aussitôt par la petite ouverture ménagée en bas, aux extrémités du segment dans l’intérieur de la cannelure et fait cesser instantanément l’aplatissement. Mais en même temps une partie de cette vapeur s’écoule de nouveau par les petits trous percés dans la gorge, de sorte que l’application du segment contre la paroi se produit avec une grande douceur. Le corps de piston est aussi léger que possible. Les arêtes extérieures des cannelures pour les segments ont un congé à grand ravon les arêtes intérieures sont un peu moins arrondies, afin que le corps de piston, en s’appliquant contre la paroi du cylindre, puisse bien distribuer l’huile de graissage et glisser facilement sur la couche d’huile. Le diamètre du corpis de piston est de trois millimètres plus petit que celui du cylindre, de façon que la surface d’appui sur la paroi du cylindre devienne aussi grande que possible et la pression entre les deux surfaces aussi faible que possible, pour ménager le corps de piston et la paroi du cylindre. Il faut avoir soin de vérifier de temps à autre la mobilité transversale des segments, de renouveler le guide de la contre-tige de piston, de poser, au besoin, des semelles sur les glissières de la tête de piston et d’arrondir les arêtes tranchantes qui ont pu se former sur les segments. Le piston est porté, en dehors de lui-même, par la contre-tige traversant une douille fixe placée devant le presse-garniture d’avant et, à l’arrière, par la tête de piston, de sorte que les boîtes à garniture n’ont qu’à assurer l’étanchéité et ne concourent pas à porter le corps de piston. Si, comme il faut que cela se fasse absolument dans un service bien organisé, le piston est maintenu autant que possible dans sa position moyenne, par le renouvellement en temps opportun des semelles des glissières et du guide de la contre-tige, on réalise une bonne étanchéité, les bagues de garniture durent des années et l’usure de toutes les pièces est exceptionnellement faible.
- Ainsi qu’il a déjà été dit dans la réponse à la question B-&-2, l’administration des chemins de fer de l’Etat prussien n’emploie guère, sur ses locomotives à vapeur surchauffée, que des tiroirs cylindriques à bagues fermées pour la distribution de la vapeur. Leur étanchéité est assurée par le fait que le corps des tiroirs cylindriques, avec la tige, ne repose pas sur les bagues, que par suite les très légères bagues calibrées restent toujours sans charge dans leur mouvement de va-et-vient, sont pour ainsi dire entourées de l’enveloppe d’huile, glissent sur celle-ci et ne peuvent donc subir qu’une très faible usure. Les bagues sont garanties contre toute pression due au poids de la tige de tiroir et du corps de tiroir en plusieurs pièces porté par cette tige, par de longs guides « en labyrinthe » des extrémités avant et arrière des tiges de tiroir et par la conservation de la mobilité transversale des bagues de tiroir. La protection aussi complète que possible contre l’entrée des cendres, des gaz chauds et des autres corps étrangers qui sont aspirés, de la boîte à fumée par la colonne d’échappement pendant la marche à régulateur fermé, est assurée par l’emploi et la manœuvre d’un compensateur de pression, avec le concoure de soupapes de rentrée d’air dans les deux fonds du cylindre à vapeur. Jusqu’à présent on a presque
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- exclusivement employé le tiroir cylindrique à bagues fermées sur les locomotives à vapeur surchauffée. Il présente les avantages suivants sur le tiroir cylindrique à segments élastiques outre ceux déjà mentionnés dans la réponse à la question B-ft-2 :
- C’est, au point de vue des dimensions, le même tiroir, formé par des corps de révolution aussi simples que possible, qui est employé pour tous les types de locomotives à vapeur surchauffée; il peut être établi par simple tournage et meulage, est interchangeable partout, permet d’employer la même boîte à tiroir, de .supprimer les boîtes à garniture, donne une grande facilité de montage et de (|émontage, réduit beaucoup les poids et diminue, avec un frottement virtuellement nul, l’usure à un tel point qu’avec un traitement rationnel (maintien d’un bon guidage de la tige du tiroir, de la mobilité des bagues, et protection contre les matières favorisant l’usure qui viennent de la boîte à fumée), les simples cercles fermés peuvent durer plusieurs années et que, d’autre part, l’usure de tous les organes de la distribution est très légère. En service ce tiroir cylindrique nécessite peu de graissage et absorbe un minimum de travail.
- Le changement de marche n’a à être assujetti dans aucune position et. se manœuvre avec une aisance extrême, ce qui facilite beaucoup la tâche du mécanicien. En raison du mode de construction du tiroir et du fourreau chauffé, ils ne donnent généralement pas lieu à des réparations, pas plus que la boîte à tiroir, surtout si la construction des tiroirs se fait normalement. Si, par suite de soins insuffisants, une bague venait à s’avarier, il sera facile et peu coûteux de la renouveler.
- Les tiroirs cylindriques à segments élastiques présentent, à côté de leur avantage d’une plus grande étanchéité initiale, l’inconvénient d’aggraver le travail de frottement, d’augmenter l’usure et de nécessiter de fréquentes réparations. De plus, les fourreaux des tiroirs sont meulés, sur la longueur correspondant aux admissions usuelles, par les segments sur lesquels la pression de la vapeur agit en dessous ; par suite ils perdent de leur étanchéité et il faut les renouveler.
- Les locomotives à vapeur surchauffée sont munies d’un tuyau de circulation {by-pass) de 65 millimètres de diamètre intérieur, reliant les deux extrémités du' cylindre, et dans lequel est placé un obturateur cylindrique actionné de l’abri. Pour éviter qu’il se coince, cet obturateur est ajusté avec jeu dans son enveloppe chauffée par la vapeur, la pression de la vapeur qui l’appuie contre la face opposée de l’enveloppe assurant toujours son étanchéité. A l’extérieur il est réuni à une courte pièce d’arbre cylindrique. Ce petit arbre engrène par un taquet avec une rainure du tiroir; il porte, derrière le taquet, un talon formant soupape, qui constitue un joint avec l’enveloppe, de sorte que l’arbre ne nécessite pas de garniture et peut être facilement tourné à l’aide d’un carré qui le termine extérieurement. Cette disposition donne une grande douceur de roulement de la locomotive marchant à régulateur fermé : en effet, dans ce cas, l’obturateur étant tourné à la main, l’appareil compensateur fait communiquer les deux faces du piston entre elles. Cet appareil sert en même temps à diminuer l’aspiration de gaz chauds de la boîte à fumée dans
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- les cylindres. Dans le même but, on a prévu, en outre, des soupapes de rentrée d’air dont la section libre a au moins 40 millimètres de diamètre et qui, concurremment avec le compensateur, réduisent notablement l’aspiration de fumée, de suie et de gaz chauds de la boîte à fumée.
- Après avoir établi les soupapes de rentrée d’air en acier et remplacé les petites soupapes existantes par d’autres de plus grandes dimensions, on a obtenu de bons résultats. L’emploi de tiroirs cylindriques nécessite l’application aux deux plateaux d’une soupape de sûreté réglée et chargée à la pression normale de la chaudière. De plus, chaque robinet purgeur est combiné avec une soupape de sûreté, de sorte que chaque cylindre est muni, en avant et en arrière du piston, de deux soupapes de sûreté qui le garantissent contre les coups d’eau qui se produisent, soit au démarrage, avec les cylindres froids, soit en cas d’entraînement d’eau de la chaudière dans les cylindres. Les soupapes de sûreté sont placées au point le plus bas possible des deux plateaux de cylindre.
- Les autres administrations emploient sur leurs locomotives à vapeur surchauffée des pistons moteurs avec trois segments élastiques en fonte, tantôt avec gorges et petits trous, tantôt, comme d’ordinaire, avec joints chevauchants; nous citerons, par exemple, les chemins de fer d’État badois, et suédois, les chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard.
- Les tiroirs cylindriques ordinairement employés sont, contrairement au mode de construction adopté par les chemins de fer d’État prussiens-hessois, munis de segments élastiques du type Schmidt par les chemins de fer d’État badois, saxons, wurtembergeois, suédois, les chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer rhétique. Ces administrations trouvent que les tiroirs cylindriques à bagues fermées sont très difficiles à maintenir étanches, fuient beaucoup au bout d’un certain temps et ont un fonctionnement peu économique, notamment en service dur (parcours sur fortes ràmpes). Aussi leur expérience les a-t-elle conduits à munir leurs tiroirs cylindriques de segments élastiques, avec lesquels ils obtiennent de meilleurs résultats. Sur les chemins de fer de l’Etat bavarois, ces segments sont en service depuis trop peu de temps pour qu’on puisse dire définitivement quel type de garniture mérite la préférence.
- Les tuyaux de circulation, comme sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois, sont employés par les chemins de fer d’État saxons et wurtembergeois, en partie aussi par les chemins de fer fédéraux suisses (sans soupapes de rentrée d’air) et par le chemin de fer rhétique. Leur action est jugée très avantageuse pour la douceur de la marche à régulateur fermé et pour la protection des cylindres contre l’entrée de résidus nuisibles. Les chemins de fer d’État badois, bavarois, suédois et le chemin de fer du Gothard n’emploient pas de tuyaux de circulation.
- Toutes les administrations font usage de soupapes de sûreté et de soupapes de rentrée d’air sur les cylindres ; toutefois, les locomotives à voyageurs 2-6-0 et les locomotives à marchandises 2-8-0 des chemins de fer fédéraux suisses et les locomotives du chemin de fer rhétique n’ont pas de soupapes de rentrée d’air.
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- 4. Garnitures des tiges de ^piston et de tiroir. — Pour les tiges de piston et de tiroir, on emploie généralement des garnitures métalliques ayant les compositions
- suivantes :
- Chemins de fer d’Etat prussiens-hessois .
- Chemin de fer de l'État suédois Chemins de fer de l’État bavarois .
- —• — — saxon
- Chemin de fer du Gothard..........
- Chemins de fer de l’Etat wurtembergeois Chemins de fer fédéraux suisses .
- Ces garnitures sont généralement du type proposé par W. Schmidt ou s’en rapprochent beaucoup. Les tiges de tiroir sont, dans la plupart des cas, munies d’une garniture « en labyrinthe » (1).
- 5. Tiges de piston. Métal des pistons, de leurs segments et des cylindres. — Sur presque tous les chemins de fer, les pistons sont calés à la presse sur l’extrémité conique de la tige de piston (inclinaison de 1 : 18 à 1 : 20) et fixés par un écrou et une clavette. Les chemins de fer d’État prussiens-hessois montent les pistons à chaud et les munissent d’un écrou. Les pistons à basse pression des locomotives compound à vapeur surchauffée de l’État badois sont vissés et le filetage est maté de part et d’autre.
- Les corps de piston sont en acier moulé sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois, saxons, wurtembergeois, suédois, les chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer rhétique; les chemins de fer prussiens-hessois exigent l’emploi d’acier dur d’une résistance minimum à la traction de 50 à 60 kilogrammes, avec un allongement minimum de 20 p. c., tandis que l’Etat saxon ne demande que 38 à 45 kilogrammes de résistance, avec le même allongement. Les corps de piston des chemins de fer de l’État badois sont en fonte pour la haute pression, en acier moulé doux pour la basse pression ; ceux de l’Etat bavarois sont en fonte pour les petits diamètres, en acier moulé dur pour les grands. Les chemins de fer de l’État suédois emploient un acier moulé mi-dur.
- Pour les segments de piston, les chemins de fer d’État prussiens-hessois et le chemin de fer du Gothard prescrivent de la fonte d’une résistance à la traction de 12 à 14 kilo grammes, au maximum, par centimètre carré, aussi compacte et aussi tenace que possible. Il faut que les segments finis puissent être étirés par martelage. Les autres administrations disent qu’elles demandent pour cet usage de la fonte douce, particulièrement compacte et tenace, sans indication des coefficients de résistance. L’État saxon emploie des segments de piston en fonte au creuset, les chemins de fer wurtembergeois et badois font usage de segments en fonte de cylindres tenace, presque aussi dure que celle employée pour les cylindres.
- (4) Voir Robert Garbe, Die Dampflokomotiven der Gegenwart, p. 311 et 319, et Bulletin du Con-91 es des chemins de fer, septembre 1908, p. 1073.
- Plomb. Zinc. Antimoine.
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- 80 20
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- Numéro d’ordre.
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- Pour les cylindres, on se sert de fonte dure, aussi homogène et aussi compacte que possible, d’une résistance à la traction de 18 à kilogrammes par centimètre carré; les chemins de fer de l’État suédois emploient de la fonte additionnée de rihlons d’acier.
- Les tiges de piston sont polies à la meule, à l’état neuf et dans les réparations, sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois et les chemins de fer fédéraux suisses; les chemins de fer de l’État suédois et le chemin de fer du Gothard les rectifient à la meule, pour obtenir une bonne surface lisse. Sur les autres chemins
- de fer, ellès ne sont pas rectifiées, mais simplement ajustées à l’émeri.
- *
- 6. Locomotives à vapeur surchauffée en service. — Le tableau ci-après indique les dates de mise en service des locomotives à surehauifeur, leur etfectif actuel et l’extension projetée de leur emploi :
- Locomotives à vapeur surchauffée.
- Administration.
- Année
- de la mise en marche.
- En service en 1908.
- En construction.
- Observations.
- 1 Chem.de fer de l’Alsace-Lorraine . . 1 8 Locomotives express compound à 4 cylindres 4-6-2.
- 2 — — l’État badois .... 1907 13 / 3 Schmidt, tubes à fumée.X \10 Clench. J 12 (Schmidt). D’autres commandes vont être faites; on n’a pas encore pris de décision sur le système à employer.
- 3 — — — bavarois . . . 1908 72 (Schmidt, tubes à fumée.) 47
- 4 — — ' — oldenbourgeois .
- 5 — — d’État prussiens-hessois . 1897 (Acquisition plus grande depuis 1902). 1317 ; 520 Schmidt, boîte à fumée.l 1784 — tubes — l 12 Pielock. / /482 SchmidtA 4yl V 9 Pielock. J
- 6 — — de l’État saxon .... 1905 Sl^tScbmidt.) 38
- 7 — — — wurtembergeois . 1907 2 22
- 8 — — — danois .... 10
- 9 Compagnie pour ^exploitation des chem. de fer de l’État néerlandais .
- 10 Chem, de fer Hollandais . . . 1907 7 (Schmidt, tubes à fumée). 7
- 11 — — Prince-Henri (Luxemb.) .
- 12 — — de l’État norvégien . . 2
- 13 — —. Stockholm-Rimbô . . . 1907 1 (Pielock).
- 14 — — de l’Etat suédois . . . 1906 37 (Schmidt) et à titre d’essai Clench. 43
- 15 — — fédéraux suisses . . . 1905 44 (Schmidt). 21
- 16 — — du Gothard 1904 / 6 Pielock.\ 23 116 Clench. \ 1 Schmidt./
- 17 — — rhétique 1906 8 (Schmidt, tubes à fumée.) 3
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- Ce tableau montre qu’à la suite des premiers essais effectués de 1897 à 1902 sur jes lignes des chemins de fer d’État prussiens-hessois, cette administration fît construire, en 1902, un assez grand nombre de locomotives à vapeur surchauffée et qu’en présence des bons résultats obtenus avec ces locomotives, les autres administrations se sont décidées, l’une après l’autre en succession rapide, à partir de 1905, à les adopter et comptent encore en étendre l’emploi.
- 7. Locomotives compound à vapeur surchauffée. — La compound à vapeur surchauffée est employée sur les chemins de fer de l’État badois* d’une manière exclusive; on en trouve aussi sur lesèchemins de fer d’Mat bavarois, saxons, wur-tembergeois, sur les chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard. Partout c’est la vapeur à haute pression que l’on chauffe avant son admission dans le cylindre. La construction d’un nombre assez important de ces locomotives est prévue par ces chemins de fer et par l’Alsace-Lorraine. La surchauffe de la basse pression ou la surchauffe simultanée de la haute et de la basse pression n’est pas en usage.
- Les chemins de fer de l’État suédois ont muni plusieurs locomotives compound de surchauffeurs du type Clench et obtiennent avec cet appareil une surchauffe de la vapeur à 240° C., mais ne sont pas satisfaits des résultats.
- Contrairement aux administrations mentionnées plus haut, les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois n’ont pas encore appliqué la surchauffe à des locomotives compound, mais en ont fait usage uniquement sur des machines à simple expansion. Actuellement, des sécheurs de vapeur des systèmes Schmidt et Pielock sont montés à titre d’essai sur des locomotives compound, cependant on ne connaît pas encore les résultats. Des essais de locomotives compound à quatre cylindres, à vapeur surchauffée, sont à l’étude.
- 8. Effet de la surchauffe. — Des expériences relatives à l’effet de la surchauffe n’ont été faites, sur une grande échelle, que par les chemins de fer d’État prussiens-hessois; elles sont relatées en détail dans l’ouvrage et le mémoire de Robert Garbe, rappelés plus haut. Toutes les autres administrations continuent encore leurs essais concernant cette question.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois fournissent à ce sujet les renseignements suivants :
- Nous avons effectué différents essais dans le but de déterminer l’effet de la surchauffe. L’administration des chemins de fer prussiens-hessois possède des locomo-h'es à vapeur saturée et à vapeur surchauffée similaires, mais non de même puissance. De ce fait, les essais ne sont pas à l’abri de toute critique. De plus, ils n embrassent généralement, jusqu’à présent, qu’une période assez courte, allant jnsqu’à trois mois.
- Les résultats des essais dépendent essentiellement du degré d’utilisation de la Puissance des locomotives. L’utilisation complète a lieu, paç exemple, dans les ser-
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- vices suburbains de Berlin; pendant la période d’essais, d’une durée de trois mois, les locomotives à surchauffe ont donné une économie moyenne de p c de combustible et 25 p. c. d’eau, relativement aux locomotives à vapeur saturée.
- De même, les locomotives à surchauffeur affectées au service des trains express accusent des économies appréciables. C’est ainsi que sur le réseau de la direction d’Elberfeld, on a obtenu avec la locomotive à surchauffe 4-4-0 (S4) une économie de combustible de 9 p. c. par rapport à la locomotive à vapeur saturée du même type.
- Sur le réseau de la direction de Hanovre, en janvier-mars 1908, la comparaison des locomotives express à vapeur surchauffée 4-4-0 (S 6) avec des locomotives express compound à 4 cylindres à vapeur surchauffée 4-4-2 (S 7) a permis de constater une économie de 7.8 p. c. de combustible et de 15.2 p. c. d’eau en faveur de la surchauffe.
- Dans la circonscription de Magdebourg, la comparaison des mêmes classes de locomotives a fait ressortir 6.6 p. c. d’économie de combustible et 16.9 p. c. d’économie d’eau en faveur de la surchauffe.
- Dans le service des trains de marchandises directs, la direction de Sarrebrück a économisé 6.3 p. c. de combustible et 8.7 p. c. d’eau, les consommations étant ramenées aux mêmes puissances/avec les locomotives à marchandises à vapeur surchauffée 0-8-0, relativement aux locomotives à marchandises à vapeur saturée 0-8-0. Sur le réseau de la direction de Francfort, la comparaison des mêmes classes de locomotives a accusé une économie de 12 p. c. de combustible et 29 p. c. d’eau.
- Les lignes renfermant beaucoup de fortes et courtes rampes ne permettent pas une bonne utilisation des locomotives à vapeur surchauffée, lorsque des trains sous pleine charge nécessitent, malgré l’emploi de ces locomotives, le recours à la double traction et lorsque l’affluence des wagons et leur circulation sur les lignes en question sont irrégulières, de sorte que les trains lourds, remorqués en double traction, alternent avec des trains plus légers, à charge partielle.
- La puissance développée par les locomotives à vapeur surchauffée est plus grande que celle des locomotives similaires à vapeur saturée, parce que la surchauffe permet d’employer de plus grands cylindres, sans qu’il en résulte un surcroît de travail pour la chaudière. Grâce à cette propriété, les cas de double traction, très fréquents auparavant, ont été très notablement réduits, et des économies de locomotives et de personnel sont venues s’ajouter à la réduction de la consommation de combustible. En outre, il devenait plus facile d’observer les horaires les plus serrés et d’obtenir des démarrages rapides et satisfaisants.
- La plus forte surchauffe atteint 350° dans le service des express lourds et le service dur de trains de marchandises, environ 300° dans les services suburbains.
- Le rapport du poids en charge des locomotives à surchauffeur à celui des locomotives à vapeur saturée est moindre que le rapport des puissances développe^-A puissance égale, le poids des premières pourrait donc être plus faible.
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- On a, par exemple, pour le rapport des poids :
- S4 : S3 = 1 : 0.93,
- et pour le rapport des puissances :
- Si : S3 — 1 : 0.75.
- Comme la puissance des locomotives est fonction du poids adhérent, entre autres éléments, la diminution du poids entraîne celle de la puissance. Aussi l’administration des chemins de fer prussiens-hessois a-t-elle porté le poids de la locomotive jusqu’à la limite supérieure autorisée de 8 tonnes par roue, afin de réaliser la puissance maximum.
- Les chemins de fer fédéraux suisses déclarent que les résultats du service régulier montrent que la locomotive à surchauffeur est meilleure que la locomotive com-pound au point de vue du fonctionnement économique, pourvu que l’effort de traction delà première, qui est très élevé grâce aux grandes dimensions des cylindres, puisse être utilisé en service. Ils disent que, la locomotive développant sa plus grande puissance, la surchauffe atteint 320 à 350° C., et constatent, à poids égal des locomotives à vapeur saturée et à vapeur surchauffée, une plus grande puissance de la seconde et comptent donner, dans les nouvelles constructions, de plus grandes dimensions à la chaudière des locomotives à surchauffeur, comme cela a eu lieu déjà pour les chaudières des locomotives à voyageurs 2-6-0 livrées jusqu’à fin 1908, qui ont reçu, sans augmentation du poids, de plus grandes dimensions que les chaudières à vapeur saturée actuelles.
- Le chemin de fer du Gothard constate une économie d’eau et de combustible et considère la locomotive à surchauffeur comme plus puissante que les machines à vapeur saturée de la même classe.
- Cette administration a obtenu, avec les différents sur chauffeurs, les températures de vapeur suivantes, mesurées dans le dôme, les locomotives travaillant normalement en rampe de 26 millimètres par mètre :
- Pielock.................................................... 275° C. Train omnibus.
- — 290° C. — express.
- Schmidt.................................................... 330° C. — omnibus.
- — 350° C. - express.
- Clench.................................................... 270° C. — express.
- Les chemins de fer de l’État suédois répondent que l’économie de combustible de la locomotive à surchauffeur est de 46.5 à 47.1 p. c., et la plus haute température de 320° C. Le chiffre exceptionnellement élevé de l’économie s’explique sans doute par le fait que, dans les parcours d’essai en question, le poids remorqué étant le même, la machine à vapeur saturée était dès le début en désavantage, au point de vue de la charge, sur la locomotive à vapeur surchauffée, déjà plus puissante.
- Le chemin de fer Hollandais renseigne, pour le service ordinaire, une économie
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- de 30 p. e. d’eau, de 20 p. c. de combustible, une augmentation de puissance, grâce à la surchauffe, de 20 p. c., et une température maximum de 350° C.
- Les chemins de fer de l’État bavarois ont constaté que les valeurs les plus élevées de la température variaient entre 300° et 350° C. Les chemins de fer de l’État wur-tembergeois ont relevé un maximum de 340° C. pour les trains de voyageurs, de 370° C. pour les trains express, les locomotives développant leur maximum de puissance.
- Aucune des administrations en question, en adoptant la surchauffe, n’a cherché à réaliser une réduction du poids de la locomotive, à puissance égale, mais on s’est généralement attaché surtout à obtenir, à poids égal, une plus grande puissance qu’avec les machines à vapeur saturée. Les avantages qui en résultent, au point de vue de l’augmentation de la charge remorquée et de la réduction des cas de double traction, toujours préjudiciables à la bonne marche du service, ou l’économie de combustible et d’eau réalisable avec une utilisation égale de la puissance, rachètent largement le surplus de dépense dû à l’adjonction d’un surchauffeur.
- En outre, dans ces derniers temps, on a généralement augmenté le poids des locomotives, jusqu’à concurrence de la limite supérieure fixée dans les différents pays pour la charge par roue (normalement 8 tonnes en Allemagne) et de cette façon on a combiné dans la locomotive à surchauffeur l’action, dans de plus grands cylindres, d’un véhicule du travaiLplus parfait et thermiquement mieux utilisable, avec un plus grand poids adhérent, de façon que la locomotive puisse atteindre la puissance maximum techniquement réalisable. Cette modification faite, l’avantage reste encore à la locomotive à surchauffeur, car l’augmentation de la puissance dépasse celle du poids. En prenant pour exemple les locomotives express 4-4-0 des chemins de fer prussiens-hessois, on trouve, pour une augmentation de poids de la locomotive à surchauffe de 7.5 p. c., un accroissement de puissance de 33 p. c. et une amélioration du rendement, par unité de poids des deux types de locomotives, d’environ 19.5 p. c.
- Nous donnons, dans l’annexe I à l’exposé de la question VI, littéra B, un tableau comparatif indiquant les dimensions principales des locomotives à surchauffe et à vapeur saturée de différentes administrations.
- 9. Mode de détermination de la température de surchauffe. Relation entre la surface de chauffe totale et la surface de surchauffe. — La température de surchauffe est mesurée en tous les points de la boite à tiroir, ou immédiatement en avant de celle-ci, au moyen du pyromètre à distance Steinle et Hartung, de Quedlinburg. Le chemin de fer du Gothard et les chemins de fer d’État prussiens-hessois emploient aussi des pyromètres à distance Schâffer Budenberg, de Buckau. Il est utile de prêter une attention spéciale à ces appareils dont les indications doivent servir de gouverne au personnel de la locomotive pour la conduite de la machine, et de les vérifier fréquemment. De plus, en les mettant en place, il faut veiller à la position exacte de la cuvette à mercure (plongeur) dans l’espace dont il s’agit de mesurer la tem-
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- — Mesures comparatives des températures des gaz de la combustion dans la boite à fumée des locomotives 2-6-0 B 1603 et 2-6-0 B 1308.
- Explication des termes allemands : Lok. B s/4 1603 = Loc. 2-6-0 B 1603. — Resehwmdigkeit = Vitesse. — atnpfdruck = Pression. — Füllung = Admission.’— R égalât or ganz offen = Régulateur ouvert en grand. ~~ 34 Offen = Ouvert aux s/4. — V2 Offen = Ouvert à i/2- — Mittlere Temperatur = Température moyenne. ~ Temperaturen in Oels° = Températures en degrés centigrades. — Giun signalisiert = Signal vert. — ernperatur des Dampfes im Schieberkasten = Température de la vapeur dans la boite à tiroir. — Tempe-raturgefàiie durch Wasser im Ueberhitzer verursacht = Chutes de température dues à la présence d'eau dans le surchauffeur.
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- pérature, car dans le cas contraire on obtient des indications erronées : on a constaté, dans certains cas, des erreurs allant jusqu’à 50° C. et on les a corrigées en rectifiant la position de la cuvette.
- Locomotive à trois cylindres B 1603, 2-6-0. Train 15l8 Delémont-Bienne.
- Charge remorquée : 198 tonnes.
- Locomotive à vapeur surchauffée à deux cylindres B 1308, 2-6-0.
- Train 1548 Delémont-Bienne.
- Charge remorquée : 200 tonnes.
- N. B. — Après chaque essai, les pyromètres ont été vérifiés au bain de paraffine.
- Fig. 69. — Service de renfort de Moutier à Court les 8 et 30 juillet par la locomotive 6506.
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- La chute de température entre la chaudière et la boîte à tiroir est en moyenne de 0.5 kilogramme, lorsque la locomotive travaille à sa limite de puissance, et varie, suivant le degré d’admission et la vitesse, de 0.3 à 0.8 kilogramme. Le manomètre à distance, reliant la boîte à tiroir à l’abri pour permettre au mécanicien de lire la pression qui existe dans la boîte à tiroir, a donné de bons résultats.
- La pression à l’admission dans le cylindre est, d’après les relevés faits sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois, plus élevée dans les locomotives à surchauffeur que dans celles à vapeur saturée, à égalité de pression, d’admission et de vitesse,
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- le régulateur étant ouvert en grand. La différence est d’environ 0.4 à 0.6 kilogramme.
- A mesure que la surchauffe augmentera puissance de la locomotive et l’économie de combustible et d’eau s’élèvent également. D’après cette administration, la surchauffe et l’économie de combustible sont directement proportionnelles entre elles. On ne mentionne pas d’autres résultats concernant la relation entre le degré de surchauffe, l’augmentation de puissance et l’économie réalisée.
- La relation entre la surface de chauffé totale et la surface de surchauffe varie avec les puissances demandées aux différentes catégories de locomotives; elle n’est pas fixée d’une façon précise et oseille en moyenne autour de 4.5 : 1.
- Grâce à l’emploi de la surchauffe, on a pu conserver le timbre de 12 kilogrammes, tandis que, dans les locomotives à vapeur saturée, pour obtenir de plus grandes puissances, il a fallu porter la pression effective dans la chaudière à 14 et même 16 kilogrammes. La grande majorité des locomotives à surchaufîeur travaillent sous 12 kilogrammes de pression, et on s’attache, en limitant la pression à cette valeur, à tirer néanmoins parti des avantages de la surchauffe en agrandissant la chaudière et les cylindres et en donnant à la locomotive la construction simple d’une machine à simple expansion. Cependant, depuis quelque temps, on revient aussi pour les locomotives à surchauffe aux hautes pressions de chaudière, allant jusqu’à 16 kilogrammes, dans le but d’ajouter aux avantages déjà acquis ceux de l’action compound et d’étendre l’emploi de la machine équilibrée à quatre cylindres, très en faveur auprès de beaucoup d’administrations. La question n’est pas encore sortie de la période expérimentale ; elle est étudiée avec un vif intérêt, notamment par les chemins de fer bavarois, wurtembergeois, suisses et d’Alsace-Lorraine.
- Le diamètre des cylindres des locomotives à surchauffèur de construction récente est généralement d’environ 20 à 25 p. c. plus grand que celui des locomotives à vapeur saturée. Mais il y a aussi un nombre assez considérable.de locomotives en service sur lesquelles les administrations ont fait monter les appareils de surchauffe sans modification des cylindres ou bien elles les ont fait ajouter sur les machines existantes.
- 9bls. Mesures de températures. — Il n’a pas été effectué de mesures silmultanées des températures des gaz chauds en différents points du foyer, des tubes et de la boîte à fumée, pour les comparer avec les degrés de surchauffe obtenus sous des pressions de chaudière déterminées. Seuls les chemins de fer fédéraux suisses ont communiqué un diagramme, reproduit dans les figures 68 et 69, qui représente les résultats d’essais obtenus, en ce qui concerne les températures de la boîte à fumée et des boîtes à tiroir, ainsi que la pression de la vapeur, avec une locomotive à voyageurs à trois cylindres 2-6-0 et une locomotive à voyageurs avec surchauffeur 2-6-0.
- La figure 70 est un diagramme des résultats d’essai d’une locomotive à voyageurs avec surchauffeur 2-6-0 des chemins de fer fédéraux suisses.
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- rain 76. Charge remorquée : 334 tonnes.
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- Consommation d’eau : Olten-Soleure — 3.8 mètres cubes, peu de résidus.
- Conditions atmosphériques : Légère pluie, violent vent de bout.
- Fig. 70. — Parcours d’essai avec la locomotive B, 2-6-0, 1305 avec surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée, le 10 avril 1907, d’Olten à Soleure.
- Explication des termes allemands : Cels. - Centigrades. — T -mp u-atur des überhitzten Dampfos Schieberkasten = Température de la vapeur surchauffée dans la boite à tiroir. — Temperatur gesàttigten Dampfes = Température de la vapeur saturée. — Vacuum in der Ruuchkammer = _
- dans la boîte à fumée. — Cylinder Fülluagen = Admissions. — Offen = Ouvert. — Zi — g.
- Regulator-Stellungen - Positions du régulateur - Gaschwindigkeit = Vitesse. — Fahrzeit yon C ^ == Temps du trajet d’Olten à Soleure. — Lânganprofll Jer Strecke Olten Solothurn = Profil en long ligne Olten-Soleure. — Ankunft = Arrivée.
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- 10. Économie de combustible. Augmentation de la puissance. Résultats d'essais concernant les avantages réalisés en pratique, comparés aux avantages théoriques. — Les chemins de fer de l’Etat saxon trouvent une faible économie de combustible pour les machines à marchandises ; cette économie est un peu plus forte pour les machines express et ils l’estiment, d’après les observations de courte durée et jusqu’à présent insuffisantes qui ont été faites, à environ 6 p. e.
- Sur les chemins de fer fédéraux suisses, l’économie de combustible a été dans le cas le plus favorable (trains lourds, utilisation de l’effort de traction), après cinq mois de service, de 10 p. c. pour leurs locomotives à surchauffe à marchandises 2-8-0, et de 5 p. c. pour leurs locomotives express compound à quatre cylindres, à surchauffe, 4-6-0, par rapport aux locomotives express compound à quatre cylindres, sans surchauffeur, 4-6-0.
- Le chemin de fer rhétique a obtenu en 1907, avec des locomotives à surchauffe, une économie de 6 à 9 p. c.
- Les chemins de fer de l’Etat badois constatent, qu’en général, la puissance de la chaudière et, parallèlement, la charge remorquée augmentent, grâce à la surchauffe, d’environ 20 à 25 p. c. En ce qui concerne la consommation de combustible, les essais ne sont pas encore terminés.
- Le chemin de fer Hollandais fait une économie d’environ 20 p. c.. Les chemins de fer de l’État suédois prétendent même avoir économisé' 46.5 à 47.1 p. c.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois ont fait, d’après les renseignements donnés dans la réponse à la question 8-a, les économies suivantes : Dans les services suburbains de Berlin, avec des machines-tenders, 15 p. c.; sur le réseau de la direction d’Elberfeld, avec des locomotives express 4-4-0, 9 p. c.; sur la division de Hanovre, avec des locomotives express à surchauffe 4-4-0, comparées à des locomotives express sans surchauffe à quatre cylindres 4-4-2, 7.8 p. c.; sur la division de Magdebourg, avec les mêmes types de locomotives que sur le réseau de Hanovre, 6.6 p. c.; dans le service des marchandises : sur la divison de Sarrebruck, locomotive à surchauffe 0-8-0 contre locomotive compound sans surchauffe 0-8-0, 6.3 p. c., et sur la division de Francfort, mêmes types de locomotives, 12 p. c. de la consommation de charbon.
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois disent que les locomotives à surchauffe peuvent, en service, toutes conditions égales d’ailleurs, remorquer de plus fortes charges avec une consommation de combustible un peu moindre et qu’elles ont donc un plus grand rendement thermique que les locomotives compound sans surchauffe du même type et des mêmes dimensions. En ce qui concerne les condensations dans les cylindres, on a remarqué en même temps qu’elles sont notablement moindres dans la locomotive à surchauffe.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois s’expriment à ce sujet comme suit :
- Les avantages théoriques de la surchauffe se traduisent par la faible condensation et la faible chute de température entre la chaudière et le cylindre ; on réalise du même coup une plus grande puissance de production de la chaudière.
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- La vapeur entrant dans les cylindres sous une haute température et une haute pression, les condensations dans les cylindres des locomotives à surchauffe sont notablement diminuées. Par suite, on peut employer de plus grands cylindres, d’où augmentation de la puissance de la locomotive, ce qui est particulièrement précieux pour le démarrage des trains.
- u T3 s-< O Économie de la locomotive à surchauffe
- Désignation des locomotives. Combustible, en p. c. Eau, en p. c.
- O Si O g 3 & Administration. Trains de voyageurs et express. Trains de marchandises. Trains de voyageurs et express. Trains de J marchandises. 1
- Chemins de 1er d'État prussiens-hessois :
- i Services suburbains de Berlin. Machin es-tend ers. 15 25
- 2 Direction d’Elberfeld . . . Machines express 4-4-0. 9
- 3 Direction de Hanovre . . . Locomotives express à surchauffe 4-4-0. Locomotives compound à quatre cylindres sans surchauffe 4-4-2. ,, 15.2
- 4 Direction de Magdebourg . . Idem. 6.6 16.9
- 5 Direction de Sarrebrück . . Locomotives à marchandises , à surchauffe 0-8-0. , Locomotives compound à marchandises sans surchauffe 0-8-0. 6.3 8.7
- 6 Direction de Francfort . . . Idem. 12 29
- 7 Chemins de fer de l’État saxon . Locomotives express. Environ 6
- 8 Idem Locomotives à marchandises. Faible
- 9 Chemins de fer de l’État wur-tembergeois. Considé- rable.
- 10 Chemins de fer fédéraux suisses. Locomotives express compound 1 à quatre cylindres, à surchauffe, 4-6-0. |Locomotives express compound à quatre cylindres, sans surchauffe, 4-6 0. 5
- 11 Idem 1 Locomotives à marchandises à surchauffe 2-8-0 Locomotives compound sans surchauffe 2-8-0. 10
- 12 Chemin de fer rhétique . . . Locomotives à marchandises 2-8-0. 6-9
- 13 .Chemin de fer hollandais. . . Locomotives express 4-4-0. 20 30
- 14 Chemins de fer de l’État suédois. Locomotives à voyageurs. 46-47 1
- Contrairement à ce qui a lieu dans la chaudière sans surchauffe, l’économie, la puissance et le rendement thermique de la chaudière à surchauffe augmentent avec
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- la pression jusqu’à' une limite déterminée-. C’est pourquoi, en service dur, Isa locomotive à> surchauffe est avantageuse, car elle remorque plus facilement les surcharges- éventuelles.
- tes vateur# obtenu es au point de vue-de l’économ ie sont groupées-dans le tableau ci-avant; on verra qu’en service ordinaire et avec de bonnes charges normales, l’éco-nomie de combustible de la locomotive à surchauffe peut être évaluée entre 8 et 10 p. e. pour les trains express et omnibus, et au môme tans pour les trains de marchandises. Les économies dépassant 1<5 p. c. sont dues sans doute à des conditions défavorables pour les locomotives sans surchauffe.
- Il n’a d’ailleurs pas été fait en service ordinaire, c® (kl- moins on n’a pas encore terminé, d’essais complets, embrassant une assez longue période, relatifs aux économies données par les locomotives à surchauffe comparées avec des locomotives à simple expansion et eompound, sans surchauffe, en tenant compte des tonnages remorqués sur le même parcours. Il semblerait très utile que des essais de ce genre fassent entrepris sur une assez- grande échelle par les administrations intéressées afin de déterminer les-économies ou l'augmentation de puissance par unité de consommation de houille et de vapeur sous l’influence des conditions du service de chaque jour et indépendamment des mesures spécialement prises pour les parcours d’essai et d’élucider le véritable avantage économique de la locomotive à surchauffe.
- 11. Entretien. Accessibilité des organes de surchauffeLes chemins de 1er d’Etat prussiens-h es soi s fournissent les renseignements suivants : .
- Etant donné que la plupart des avaries se produisent sur les anciennes locomotives munies d’un surchauffeur dans la boîte à fumée, et qui présentent encore, à côté des locomotives plus récentes, ayant le surebauiteur dans les tubes à fumée, des imperfections et des- défauts auxquels oa n’a pas encore pu remédier partout, il est impossible, pour le moment, de donner des indications certaines sur la proportion dans laquelle la durée des réparations a augmenté. Suivant la manière dont elles sont traitées en service, les locomotives avec surehauffeur dans- la boîte à fumée nécessitent approximativement jusqu’à p. c. de plus pour les réparations que les locomotives à simple expansion et eompound, sans surchauffe, du même type, mais non de même puissance. Pour tes locomotives avec surehauffeur dans tes tubes à fumée on a constaté sur certaines divisions une augmentation nulle, sur d’autres- un. faible allongement de la durée des réparations.
- La durée de l’entretien des locomotives à surchauffe a augmenté par suite des visites périodiques des pistons et tiroirs, qui ne sont, pas nécessaires avec les locomotives à surchauffe. L’entretien des garnitures n’a généralement pas nécessité, jusqu’à présent, un temps plus long.
- bans les premiers temps surtout, la conduite, ltentretien et la réparation des locomotives à surchauffe furent très défavorablement influencés par te fait que 1e personnel des machines,des dépôts et des ateliers n’était pas suffisamment instruit et que
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- souvent aussi on manquait de l’outillage nécessaire pour l’entretien attentif indispensable des locomotives à surchauffe. Un autre élément préjudiciable pour la durée des réparations a été que pour éviter d’atteindre la limite des charges par essieu, il fallut réduire certaines pièces à des dimensions aussi faibles que possible et qu’il en résulta une augmentation des travaux de réparations (ruptures de longerons, cylindres relâchés).
- L’ancien type de surchauffeur Pielock nécessitait une plus grande durée de réparation parce que les tubes s’oxydaient rapidement. On ne connaît pas encore de résultats relatifs au type plus récent.
- Les frais annuels de réparation et d’entretien du surchauffeur peuvent atteindre 200 marcs (250 francs) en moyenne, pour l’appareil placé dans la boîte à fumée. On ne possède pas encore de renseignements suffisants sur le surchauffeur placé dans les tubes à fumée. Cependant on sait que les frais de réparation sont sensiblement moindres.
- Avec les surchauffèurs dans la boîte à fumée, le renouvellement et la réparation des couvercles et parois d’avant occasionnent des difficultés spéciales, car ces pièces se voilent souvent et laissent fuir la vapeur. En outre, les gros tubes ou carneaux de ces locomotives ont assez souvent présenté des fissures dans le joint avec la plaque tubulaire en cuivre, et il a fallu rabouter ces tubes avec des bouts ou cercles-cornières en cuivre ou en fer.
- Avec le surchauffeur dans les tubes à fumée, on n’a constaté jusqu’à présent aucune espèce d’inconvénients.
- Avec le surchauffeur Pielock, la pose et le retrait des tubes à fumée sont difficiles à cause des quatre plaques tubulaires. L’oxydation, remarquée d’abord, de la boîte de surchauffe et de la partie des tubes à fumée qui la traverse, s’est atténuée depuis l’application d’un appareil automatique de remplissage du surchauffeur avec de l’eau. Par suite de dépôts assez importants de tartre devant la paroi avant du sur-chauffeur, on a remarqué dans ces derniers temps des cas isolés d’aplatissement des tubes à fumée.
- Le surchauffeur dans la boîte à fumée est difficilement accessible en cas de réparation. Le remplacement de tubes individuels donne lieu à des difficultés; le plus souvent il faut, dans ce cas, retirer aussi des tubes voisins en bon état.
- Le surchauffeur dans les tubes à fumée est suffisamment accessible dans toutes les parties, après démontage des volets de l’étouffoir. Le surchauffeur Pielock est complètement inaccessible.
- Il n’a pas été constaté, en général, d’usure exceptionnelle des tuyaux surchauffeurs des appareils Schmidt. Par contre, les gros tubes des surchauffeurs de boîte à fumée nécessitent des réparations fréquentes à leur assemblage avec la plaque tubulaire en cuivre. ^
- Il n’est pas pbssibîe d’éviter complètement avec le surchaufteur de boîte à fumee, quels que soient les soins apportés à l’entretien et au nettoyage en service, les obstructions par des particules de suie et de cendre, notamment au fond de la boite-^
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- à fumée. 0 se produit alors facilement, en ces points, une sorte de combustion qui détruit ou affaiblit les tubes prématurément.
- Avec le surchauffeur placé dans les tubes à fumée, des obstructions se produisent dès que les tubes à fumée ne sont pas nettoyés, après chaque parcours un peu long, avec l’air comprimé (non avec la vapeur). Le charbon employé exerce une influence appréciable sur les engorgements qui peuvent se produire. Il ne s’est pas produit d’usure exceptionnelle avec ce surchauffeur.
- Le surchauffeur dans les tubes à fumée est préféré pour sa facilité d’accès, sa construction simple, sa grande capacité de surchauffe, sa meilleure sûreté de fonctionnement et son nettoyage plus facile. Le renouvellement d’un élément avarié peut se faire rapidement et sans beaucoup de frais. Les tubes avariés sont faciles à découvrir. Les pièces de rechange peuvent être tenues en approvisionnement et on peut se les procurer très rapidement.
- Le surchauffeur Pielock présente l’avantage de pouvoir être ajouté après coup à une chaudière existante; il ne donne pas lieu à des frais de nettoyage spéciaux. Les joints des tubes à fumée dans les plaques sont difficiles à maintenir; les fuites sont difficiles à localiser et à aveugler. Il arrive que les tubes s’aplatissent. Si l’étanchéité de l’ensemble n’est pas parfaite, il peut s’accumuler de l’eau dans le surchauffeur, et l’efficacité de ce dernier devient moindre.
- On n’a pas remarqué jusqu’à présent de déformations de la plaque tubulaire des surchaufîeurs Schmidt dans les tubes à fumée.
- Toutes les autres administrations déclarent qu’en raison de la faible durée de l’expérience, elles ne peuvent pas encore prendre position dans l’appréciation de l’entretien et des frais de réparation.
- En ce qui concerne la durée des éléments de surchauffe et de leur accessibilité, elles sont unanimes à se prononcer en faveur du surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée, actuellement préféré; elles n’ont d’ailleurs pas remarqué, en supposant des nettoyages fréquents et complets, d’usure ni d’obstructions anormales des tubes à fumée. Il ne s’est pas présenté de difficultés particulières dans l’entretien des appareils surchauffeurs des trois types Schmidt, tubes à fumée, Pielock et Cleneh. Cependant, les chemins de fer de l’Etat saxon prescrivent l’emploi d’amiante pour les joints des tuyaux surchauffeurs, parce qu’il se dissout au contact de l’eau de condensation, et ils le remplacent par la « klingérite »; de plus, ils considèrent comme peu recommandable l’adoption des tubes du type a avec brides horizontales du surchauffeur, parce que l’étanchéité est difficile à réaliser, et emploient le type b (voir fig. 71 à 73) qui, concurremment avec le type c, a été adopté également, depuis quelque temps, par d’autres administrations. Les types b et c comportent des brides verticales de surchauffeur.
- Sur le chemin de fer du Gothard, le type initial de surchaufîeur Pielock n’a pas donné de résultats tout à fait satisfaisants, et on emploie maintenant une forme Perfectionnée. Le sertissage et le renouvellement des tubes à fumée, avec les surchauffeurs Pielock et Cleneh, constituent une difficulté, au début et en service, à
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- cause du mandrinage dans les plaquer intermédiaires, qulil faut- effectuer avec, un soin tout particulier.
- L’entretien des. surchauffe urs Schmidt dans kr boîte; à fumée a, donné Lieui à des difficultés, en service, par suite des avaries survenues au gros tube à. gaz chauds et aux cercles de, tubes du surehauffeur ; de plus, L’accessibilité de ces derniers laisse-à désirer et qïl abandonne actuellement ce type.
- b
- Fig-. 7%.
- w
- Fig. 71.
- ) Assemblage des élements avec un»-bride
- horizontale.
- ] Assemblage des éléments avec une bride
- verticale, à,conduits.venus- de fonte»
- c) Assemblage des éléments avec une bride verticale,, à tuyaux; rapportés»
- c
- Fig. 73.
- Fig.7d à 78.—Insertion desélémsniissnrehaufeuDs;danslesmlleet«ir&du surcliauffcur Schmidt dans lesitubes.
- On n!n observé nulle part avec lu. surchauffeur Schmidt placé dans Les tuhes à fumée, die déformations de la plaque tubulaire entre la rangée inférieure de gros tubes et la< rangée supérieure de petite tubes-.
- 12. Gnaissaga. —Sur les chemins de. fer d’État. prtissiens-hessois, les machines à simplB expansion à surchauffe n’ont donné lieu qu’à de faibles frais supplémentaires de graissage, dus surtout au prix,plus élevé de l'huile pour vapeur surchauffée-. Comparée avec'les locomotives sans surchauffe à 4 cylindres, la locomotive à surchauffe à deux cylindres équivalente, a l’avantage- am point de vue des frais de graissage-..
- Le; chemin de fer Hollandais accuse pour les locomotives-à surchauffe, c.omparees-aux locomotives sans- surchauffe de; même- puissance, une augmentation de la
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- I11' • ' Noms des Administrations. Fournisseur dë l’huile à surchauffe. Désignation de l’huile à surchauffe. Viscosité (d'après ïngler) à 100 degrés cëntigradès. Point d’inflammation, en degrés centigrades. Densité, à 20 degrés centigrades. 1 ] Observations.
- Chemins de fer d’État pruS-siëus-lie.ssois. Petroleum Raffinerie vorm. Aug. Korff, Brème. Vapbrine,huile à surchauffé, Marque H. t>., foncée. 5.4 à G.7 311 à 358 0.902/0.916
- Idem "Wilh. Hermann Schmidt, Mag-debotirg. Huile spéciale à stirchauffe. 5.5 292 0.897
- Idem Emil Finke, Brême. Huile à cylindres Vacuum, marque du Lion, foncée. 6.3 31)0 à 337 0.905
- Idem. ........ Stegnweit, Cologne S/Rli. Huile à surchauffe, marque Hel I. 5.2 340 0.908
- Idem. Schmidt, Dusseldorf. Huile à surchauffe. 5.85 290 0.908 ^
- Idem. . . . . ... Kof'ban, Brësldü IÎ. Huile à surchauffe. 5.4 325
- Idem. Janke & Gutberg, Berlin. Huile à surchauffe. 322 à 50”C. = 0.881
- idem ; F. Neuhoff, Dusseldorf. Neudâlinè. 7.1 et â 50” (1 = 61.7 336 0.892 Est aussi employée par les chemins de fer de l’Elat wurtémbërgeois. Proportion évaporée apres deux heures ’dë chauffage à 350” C. = 9.2 p. c.
- idem. Ürbdh & Lëmm, Charlbtten-bourg. Viscotol, huilé à cylindres pour vapeur surchauffée. 7.2 305 0.902
- Chemins de fer de i’Etàt bai ardis. Au moins 3.0 280 â 15” C. 0.89/0.95. Perte dë poids après deux heures de chauffage à 200" C. = 0.2 p. c. au maximum.
- Chemins de fef de l’État saxon. à 50“ C. = 14.00 (rapportée à l’huile de colza brute). Noii encore inflammable à 420» C. 0.902 A 190» C., dégagement de vapeilrs visibles;
- Chem, de fer fédéraux sui&séS. 4.5-4.9 332 0.894/6.904 Point de solidification 0°. Tëneur eli acides, traces de 1/3 p. c. au plus.
- Chemin de fer du Gothard. . - Vacuum-Ôil-Coihpaüy. Perfection Vaive. à 50“ C. 25.6-33. 360 0.90/0.95
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- consommation d’huile de graissage de 17 p. c. ; les chemins de fer de l'État suédois renseignent une augmentalion de 25 p. c., les chemins de fer fédéraux suisses une légère augmentation, le Gothard et le chemin de fer rhétique une légère diminution
- Les huiles employées pour les cylindres et tiroirs cylindriques ou soupapes à vapeur surchauffée sont des huiles minérales pures, dites huiles à surchauffe. Il n’est pas employé de graisse consistante, ni de mélange de celle-ci avec de l’huile minérale.
- Le tableau ci-avant, où les fournisseurs sont mentionnés en regard des administrations, quand leur nom a été indiqué, donne les renseignements nécessaires sur la viscosité, le point d’inflammation et la densité des huiles considérées comme donnant de bons résultats.
- On emploie, d’une manière générale et avec de bons résultats, des graisseurs à commande mécanique (presses et pompes à huile) des types connus Rilter, Michalk, Dicker et Werneburg, Friedmann, Mildenburger et Mollerup. Les chemins de fer fédéraux suisses, dans les marches en pente à régulateur fermé, pulvérisent l’huile, en amenant la vapeur dans les boîtes à tiroir par une conduite spéciale. Ils font aussi usage, à titre de réserve, d’une presse à main. Les chemins de fer de l’Etat badois munissent chaque côté de la locomotive d’une pompe à huile décuple du type Friedmann. Le Gothard pulvérise l’huile avec des appareils Friedmann, au moyen de vapeur, au point qu’ü s’agit de graisser. Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois emploient aussi, à titre d’essai, quelques graisseurs à débit visible, système de Limon, avec quatre points d’écoulement ; il n’est pas encore possible de se prononcer à ce sujet.
- 13. Instructions à donner au personnel. — Toutes les administrations font donner à leur personnel des locomotives et,des ateliers des instructions spéciales pour la conduite et l’entretien des locomotives à surchauffe par les fonctionnaires des ateliers ou les inspecteurs de la traction et emploient des règlements spéciaux avec description détaillée et dessins, ainsi que des modèles des différentes locomotives à surchauffe. En outre, l’observation des instructions données, tant sur la ligne qu’aux ateliers, fait l’objet d’un contrôle rigoureux et suivi.
- Les instructions en vigueur sur les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois sont reproduites dans l’annexe II à l’exposé de la question VI-B, celles des autres administrations sont conçues dans le même esprit.
- Aucune administration ne mentionne des accidents dus à l’emploi de la surchauffe.
- 14. Extension de l’emploi de la surchauffe. — Les administrations intéressées s’expriment à ce sujet comme suit :
- Chemins de fer d’État prussiens-hessois : Les locomotives à surchauffe sont préférables aux locomotives à vapeur saturée toutes les fois qu’elles peuvent parcouiu sous pleine charge de longues étapes sans arrêts fréquents. Elles sont destinées
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- développer de grandes puissances et donnent, relativement aux locomotives sans surchauffe, des économies de combustible et d’eau. La diminution des cas de double traction entraîne aussi des avantages économiques.
- L’emploi des locomotives à surchauffe se recommande pour le service des trains lourds : express, à voyageurs et à marchandises.
- Pour les trains légers, à fréquents arrêts, pour lesquels les locomotives sans surchauffe développent une puissance suffisante, l’avantage que présenteraient de plus lourdes locomotives à surchauffe a pour contre-partie de plus grands frais d’entretien et d’établissement.
- Pour les services faciles, les chemins de fer d’État prussiens-hessois n’ont pas fait construire jusqu’à présent de locomotives à surchauffe, car ils disposent d’un nombre suffisant de locomotives à vapeur saturée.
- La locomotive à surchauffeur Schmidt ne peut pas être recommandée pour le service de gare, car dans ces faibles parcours le surchauffeur ne produit pas de vapeur suffisamment surchauffée.
- Chemins de fer de l’État badois : On n’a pas encore une expérience assez longue pour pouvoir répondre à cette question avec une certitude suffisante.
- Chemins de fer de l’État bavarois : Cette administration reconnaît les avantages de la surchauffe et l’appliquera progressivement à toutes les locomotives appelées à parcourir de longues étapes sans arrêt.
- Chemins de fer de l’État saxon : On ne peut pas encore se prononcer définitivement. Toutefois, comme machines express destinées à atteindre une très grande vitesse, les locomotives à simple expansion à surchauffe ont l’avantage. Pour décider si, dans le service des marchandises, la machine compound sans surchauffe est préférable aux locomotives à surchauffeur, à simple expansion et compound, il faudra attendre de nouveaux résultats.
- Chemins de fer de l’État wurtembergeois : Étant donnés les résultats pratiques actuellement acquis, qui montrent que les locomotives à surchauffe, tout en dépensant un peu moins de combustible et beaucoup moins d’eau, développent une plus grande puissance que les locomotives compound sans surchauffe, on ne saurait contester la supériorité des locomotives à surchauffe à ce point de vue.
- Cette supériorité existe en première ligne pour les trains express et les trains de voyageurs omnibus. D’après les renseignements réunis jusqu’à présent, la surchauffe conviendrait particulièrement pour les locomotives express et à marchandises faisant un service dur, mais elle peut aussi donner de bons résultats, en raison de la grande économie d’eau, pour les locomotives-tenders destinées à remorquer des trains de voyageurs lourds.
- Chemin de fer Hollandais : Les avantages de la locomotive à vapeur surchauffée «ont incontestables et l’emploi de la surchauffe paraît très recommandable.
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- Chemin-s de 'fer de l’État .-suédois : On estime que les locomotives à vapeUP surchauffée présentent «l’avantage d’un travail très économique sur les locomotives sans surchauffe. Aussi, toutes les locomotives construites depuis 1906 sont-elles munies de-surchauffeurs. Bans le «nombre il y a des machines pour express leurds et d’autres pour trains de marchandises lourds et trains de minerai de fer très «lourds.
- Le chemin de fer de Stock'holm-RimbÔ ne répond pas à cette question.
- Chemins de fer fédéraux suisses : Les avantages de la surchauffe sont incontestables, surtout si l’effort de traction de la locomotive peut être -utilisé en «service. D’après tes renseignements recueillis jusqu’à présent, la locomotive à simple expansion à surchauffe convient bien sur les trains lourds marchant ià une vitesse modérée. Pour les express, la simple expansion ne suffit pas, du moment que des cylindres de grandes dimensions deviennent nécessaires : dans ce cas, il est utile d’employer des locomotives à quatre, cylindres.
- Chemin de fer du Gothard : Les avantages des locomotives à vapeur surchauffée sont reconnus par cette administration. Elle en «préconise l’emploi, en recommandant la simple expansion pour les trains de marchandises lourds et le compoun-dage pour les express lourds.
- Chemin de fer rhétique : Les avantages de la surchauffe sont reconnus par ce chemin de fer, qui en recommande l’emploi pour toutes les classes de locomotives affectées exclusivement au service de ligne.
- Supplément à la question VÎ-B-b-2.
- distribution de la vapeur surchauffée. — *Les chemins de fer d’Élat prussiens-hessois fournissent après coup des renseignements sur les résultats des parcours d’essai effectués récemment (en 1909) avec le nouveau type de locomotives à surchauffe étudié par le professeur Stumpf de Charlottenburg. Ces essais ont eu lieu dans le courant de l’été 1909 avec deux de ces locomotives.
- Les machines à marchandises à vapeur surchauffée 0-8-0, nos 4825 et 4826 Frankfurt, munies du mécanisme de distribution Heusinger-Stumpf et de cylindres Stumpf, ont été livrées en janvier 1909. La caractéristique des locomotives de ce type est l’application du principe des courants parallèles (suppression de l’échange de chaleur entre les surfaces chaudes de l’admission et la vapeur d’échappement refroidie) à la machine locomotive, avec soupapes d’admission type Stumpf actionnées par le mécanisme normal Heusinger, et lumières d’échappement en forme de Fentes situées dans la direction d’écoulement de la vapeur et ouvertes et fermées par un piston large (voir la fig. 74).
- Les soupapes d’admission avaient été réglées par le constructeur (les établissements « Vulkan »>) ;»ur la machine froide] en procéda au réglage définitif à l’aide de
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- Fig. 74. — Locomotive â marchahdis'èS 0-8:0 dés chemins de fer prussiens-hessois, avec surchauffeur Schmidt dans les tubes, cylindres Stumpf,
- mécanisme dë distribution Heusinger et distributeurs Stumpf.
- Explication des ter,nés allemands : Bezeichnung = Désignation. — Druck im Kessel = Pression dans la chaudière. — Druck im Schieberkast. = Pression dans la boite à tiroir. — Geschwindigkeit = Vitesse.
- Vakuum =PDépression. — Ueberhitzung = Surchauffe. — Indikatorfeder = Ressort de l’indicateur.
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- Numéro du parcours.
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- diagrammes de levée de soupape pris sur la machine chauffée. Les parcours d’essai effectués ensuite se passèrent bien et sans incident. Le roulement de la locomotive fut exceptionnellement doux, malgré les grandes masses à mouvement alternatif Les machines remorquèrent un train pesant 1,010 tonnes (de 118 essieux) sur la section de Grunewald-Belzig et un train pesant 1,001 tonnes (de 116 essieux) sur la section de Grunewald-Nedlitz et retour. Le tableau de marche ne prévoit pour les locomotives à marchandises à surchauffe 0-8-0 (série G8) que 900 tonnes sur la section de Brück-Belzig et 840 tonnes de charge remorquée sur la section de Belzig-Wiesenburg. Le temps fut défavorable pendant le parcours d’essai jusqu’à Nedlitz Au delà de Brück, il y eut un peu de pluie et de neige, de sorte que malgré le sablage continuel, la locomotive patinait de temps en temps très violemment. (En temps sec et sur rail non glissant, le poids adhérent d’une locomotive de la série G 8 est déjà complètement utilisé en remorquant sur ’cette section, à rampe de 6.7 millimètres par mètre, un train de plus de 1,000 tonnes). La chaudière aussi bien que la puissance de la machine n’auraient pas permis de pousser la charge plus loin. Malgré le patinage, le train fut remorqué dans de bonnes conditions, et la section en rampe de Belzig-Wiesenburg, fut franchie avec une avance de huit minutes sur l’horaire. La consommation de matières est donnée dans le tableau ci-après; à titre de comparaison on y a ajouté la consommation et la puissance de la locomotive à vapeur saturée 4559 Coin (0-8-0, avec 200 mètres carrés de surface de chauffe et 60 tonnes de charge sur les roues), qui fut employée pour la remorque d’un train pesant également 1,001 tonnes, et ayant le même tracé, mais sur le parcours sensiblement plus facile de Grunewald à Belzig et retour.
- Locomo-
- tive.
- Trajet.
- 4825
- Francfort.
- 4559
- Cologne.
- Gd-Ndl. et retour.
- Gd-Çig et retour.
- Gd-Zig y et retour.
- 181.4
- 126.0
- 126.0
- 116
- 118
- 116
- 1,001
- 1,010
- 1,001
- 181,581
- 126,630
- 126,126
- Consommation de matières
- 400 2431/2 226
- 4,300
- 2,550
- 3,400
- 23.67
- 20.14
- 26.90
- -s b
- - 5 60 O O
- 24,500
- 16,000
- 25,300
- 3 © 1
- O ^ fi
- S'ï s s a ÿ
- O o .3
- Z**
- a a
- p, ©
- 135
- 126
- 210
- o
- Rendement de la chaudière; quantité de
- Charbon
- brûlé
- Vapeur produite
- par mètre carré de surface ! de surface de chauffe I de grille et par heure.
- 5.70
- 6.28
- 744
- 26.2 28.2 33 6
- m
- 350
- Les charges de 1,001 tonnes dans le tracé appliqué sur la ligne d’essai dépassent assez sensiblement —comme le montrent les chiffres beaucoup plus faibles men
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- lionnes plus haut — la limite économiquement la plus avantageuse pour une locomotive de la série G 8; les valeurs obtenues pour les consommations des deux locomotives ne peuvent donc pas être considérées comme représentant le minimum susceptible d’être atteint.
- Il y a lieu de mentionner que, d’après les chiffres relevés, la durée du trajet, sur la section en rampe Brück-Belzig, a été de trente-quatre minutes dans le parcours n° II avec la locomotive à mécanisme de distribution Stumpf 4825 Frankfurt et de trente-six minutes dans le parcours n° III avec la locomotive 4559 Gôln. Si néanmoins, le temps de parcours total est plus long pour la locomotive 4559 Coin que pour la locomotive 4825 Frankfurt, cet écart n’est évidemment dû qu’à la marche sur les sections de plaine, et aurait facilement pu être évité. La consommation moins favorable de charbon et d’eau dans le parcours n° I est due au fait que sur la section de Belzig-Wiesenburg à l’aller et sur la section de Nedlitz-Wiesenburg au retour, la locomotive était chargée, plus encore que dans le parcours II, au delà de la limite la plus économique. Il se peut aussi que le patinage de la locomotive, mentionné plus haut, ait contribué pour une certaine part à la consommation plus élevée.
- Les figures 75 et 76 représentent graphiquement des parcours effectués avec la locomotive 4825. La figure 74 donne quelques diagrammes caractéristiques des locomotives. Il convient de noter la haute pression continue dans la boîte à tiroir, la compression toujours égale et le vide exceptionnellement faible. La locomotive avait une allure douce et stable à toutes les vitesses et avec toutes les admissions. On a constaté que les espaces nuisibles étaient en moyenne de 51 litres = 30 p. c. de la cylindrée. Le vide relativement faible suffisait parfaitement. La production de vapeur était suffisante, même lorsque la locomotive développait sa puissance maximum, de sorte que la réserve n’était pas entamée malgré la surcharge en rampe. La consommation de vapeur de la machine doit être qualifiée d’exceptionnellement faible. La production de la chaudière ne fut, dans le parcours n° I, sur la section en rampe de Brück-Wiesenburg, malgré la surcharge, que de 38 kilogrammes par mètre carré de surface de chauffe de vaporisation et par heure. (La chaudière était chauffée avec des gailleteries de la Haute-Silésie). Par suite de la faible dépression, l’accumulation de fraisil dans la boîte à fumée a été très restreinte. Malgré le grand effort développé, on n’a pas observé, pendant un parcours de nuit, de projection de flammèches par la cheminée.
- Les conditions du tirage sont choisies avantageusement, comme le montrent les diagrammes. Il ne se produit de contre-pression sur le.piston à aucune admission ni à aucune vitesse. Afin d’obtenir un écoulement plus actif des gaz de la combustion a travers les tubes à fumée et, par suite, une augmentation de la surchauffe initialement un peu trop faible, on releva de 50 millimètres la tuyère d’échappement. De ee fait, la surchauffe atteignit en moyenne 330° C.
- La disposition des différents organes de la distribution et leur mode de eonstruc-hon sont très rationnels; il est notamment possible à tout moment, sans difficulté
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- Æafm
- Pression dans la chaudière (12.3 atmosphères èil moyénnel. { £ '
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- Pl’SsSion dans la btflte à tiroir (11.3 atmosphères éri moÿënne) ; . . . ............% ,
- Dépression dans la boite à fumée (47.6 millimètres de î y,—m——h------------,-----mn-------es---------,----r-
- colonne d’e«n en moyenne) . , . , .. . . . i s$\\ [ fHll^ .f- -Zj===j:
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- Température de la tapeur Surchauffée dans lâ hoite fi, ( if# tiroir (324° centigrades ëfi moyenne)...........
- Tff'fTfmff'
- Température de la vapeur d’échapnemènf (128” centigrades 5
- en moyenne)......................... .... j f0
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- Puissance indiquée, en chevaux
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- Admiâsiori
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- Vitesse eri kilomètres à l'heure»
- ICE
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- Fig. 75. — Parcours d’esfeai de ia locomotive à mârchândisëà 0-8-0 des chemins dë fer prussiens-hessois avec surchaiiffeur Schrftidt dans les tubes, distribution Meusinger-Stumpf et cylindres Stump'f.
- Explication desJermes allemands : Abfahrt = Départ. — Zukunft = Arrivée. — Steiérung = Rampe.
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- Pression dans la chaudière (12.0 atmosphères en moyenne).
- Prejjsjpn dans J a boite à tiroir (11.3 atmosphères en moyenne).............................
- Dépression dans la boite à fumée (70 millimètres de ( ^>"7 colonne d’eau en moyenne)...............................j Sû
- Température de la vapeur surchauffée dans la bojfe à \ j#? tiroir (335* centigrades en mpyenne)........... 1
- 2/00“d
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- Puissance indiquée, en chevaux ....
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- Vitesse en kilomètres à l’heure. . . .
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- Fig. 76. — Parcours d’essai de la locomotive à marchandises 0-£-0 des chemins d.e fer prussiens-hessois avec surchauffeur Schpiidt dans les tubes, distribution Peusinger-Stupjipf ,et cylindres Stumpf.
- Explication des termes allemands s Abfahrt = Départ. — Zukunft = Arrivée. — Steigung = Rampe.
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- ni perte de temps, de visiter les soupapes et de les régler, le cas échéant. De même le retrait de chaque soupape individuelle peut être fait aisément et en un temps minimum, après démoulage de la tige correspondante. Il n’est pas à craindre que les obturateurs se corrodent sur leurs tourillons ou aux butées des soupapes (défaut fréquemment observé du type Lentz), puisqu’ils se meuvent dans un bain d’huile. De même, contrairement à ce qui se produit avec le type Lentz, l’huile ne peut pas être chassée des surfaces frottantes dans le guide de la tige de soupape par la vapeur sortant du « labyrinthe », car l’espace compris entre le labyrinthe et le guide de la tige communique avec l’atmosphère.
- La position des soupapes dans les plateaux de cylindre est très avantageuse au point de vue thermique; en effet, les points les plus chauds, où la vapeur s’accumule, ne sont en contact que par le bord du joint avec le cylindre qui conduit la chaleur au longeron et au dehors. Les avantages de cette disposition sont si importants qu’ils l’emportent, sur les facilités un peu meilleures qu’offre la construction du piston lorsque les soupapes sont placées sur le cylindre, et cela d’autant plus que le large piston portant du système Stumpf n’a pas nécessité, en service, une surveillance plus attentive.
- Un autre avantage des soupapes montées dans le plateau de cylindre est la simplicité extrême du corps de cylindre, consistant en un tube en fonte muni de brides. La confection d’un tel moulage est très facile ; mais avant tout les dilatations dues à la chaleur ne peuvent être que linéaires et par suite ne peuvent pas donner lieu à des déformations et à des tensions pendant la coulée et en service.
- Les segments de piston intermédiaires, qui transmettent le poids du piston aux parois des cylindres et qui en outre maintiennent à un degré aussi élevé que possible, pour éviter les pertes par refroidissement du côté de l’échappement, la température entre les deux moitiés du piston, servant à limiter l’espace de compression, ont donné de bons résultats grâce à un graissage effectué rationnellement. Par conséquent aussi, on ne reconnaît pas nécessaire l’emploi d’une contre-tige de piston, avec les inconvénients et les fuites qui accompagnent la présence d’une seconde boîte à garniture dans le plateau d’avant. De plus, par suite du nettoyage spontané des cylindres, dont il sera question plus loin, la nécessité de s’assurer assez souvent de l’état des pistons ne paraît plus exister, surtout que la moindre fuite au piston doit se remarquer facilement dans la tuyère d’échappement lorsqu’on emploie les courants parallèles et les fentes d’échappement.
- L’appareil de réduction de la compression, dont les cylindres sont munis dans le but de faciliter l’écoulement de l’eau, est jugé inutile. En cas de coincement du double piston automatique de cet appareil, il peut sembler douteux que sur le côté intéressé du cylindre l’évacuation de l’eau continue à s’opérer normalement. Le purgeur ordinaire suffit sans doute amplement avec le mécanisme Stumpf.
- Les risques d’un coup de bélier dans les cylindres sont extrêmement faibles, ne serait-ce qu’à cause de l’espace nuisible de 51 litres = 30 p. c. Us sont encore atténués davantage par la direction d’écoulement continue (sans renversement), et
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- suivant la pente naturelle, de la vapeur qui doit nécessairement rejeter par les fentes d’échappement l’eau qui a pu être entraînée.
- Avant l’exécution du projet de la locomotive à distribution Stumpf, on était dans l’incertitude sur les points suivants :
- \o Quelle sera l’action du coup d’échappement brusque et bref sur le feu, et dans quelle mesure les intervalles qui séparent les coups d’échappement contribueront-ils à réduire le vide dans la boîte à fumée?
- 2° Avec de la vapeur fortement surchauffée, le type de piston proposé, à large surface portante, donnera-t-il de bons résultats en service?
- 3°. Avec des nombres de tours élevés, les lourdes masses à mouvement alternatif (le piston Stumpf avec sa tige pèse 258 kilogrammes, tandis que le poids du piston normal est de 191 kilogrammes) ne donneront-elles pas lieu à des perturbations dans l’allure des locomotives ou à une plus forte usure des coussinets de bielles?
- D’après les résultats obtenus jusqu’à présent, toutes ces appréhensions peuvent être considérées comme étant sans fondement. Les coups d’échappement bref produisent une dépression largement suffisante pour le poids de vapeur nécessaire. Iis sont actuellement trop bruyants, mais on pourra probablement les amortir en donnant une forme spéciale à une partie des fentes de sortie — avec un échappement légèrement anticipé — et en agrandissant l’espace compris entre la tuyère et le cylindre. Malgré leur large surface de frottement, ces pistons d’un type nouveau ont donné, comme il a déjà été dit, de bons résultats, sans doute parce que le cylindre est relativement froid au milieu et que le graissage est bien assuré (en six points). Au bout de peu de temps, ils s’étaient rodés sur une lar’ge surface. Les grandes masses à mouvement alternatif n’ont donné lieu à aucun incident dans l’allure des locomotives ni à l’augmentation de l’usure des bielles, probablement grâce à la situation favorable du point mort, dont la position, avec la compression commençant tôt et toujours égale, n’est pour ainsi dire influencée que par la force vive des masses, qui dépend du nombre de tours des essieux. Des expériences sont en cours pour déterminer la position la plus avantageuse du point mort et l’influence qu’il exerce sur le roulement des locomotives et l’usure des coussinets.
- bès maintenant, on peut dire que les locomotives de ce type présentent les avantages suivants : bon rendement thermique obtenu grâce aux courants parallèles de vapeur et, comme corollaire, faible consommation de vapeur. Le principe des courants parallèles offre encore un autre avantage, qui est le nettoyage automa-hque des cylindres. Tous les types actuels de cylindres de locomotives forment un cul-de-sac d’où il faut enlever à la main, après démontage des couvercles, les corps etrangers de toute espèce (particules de fraisil, résidus, etc.) qui s’y sont introduits, ans le type Stumpf, la vapeur entraîne continuellement ces corps à travers les entes d’échappement.
- En outre, cette disposition évite les inconvénients de principe inhérents à une
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- distribution avec admission et échappement communs, inconvénients qui découlent de la dépendance réciproque de la détente, de l’échappement anticipé1, de la compression* et de1 l’admission anticipée. Ici Fechappement se fait sans Fintervention d’aucun organe spécial, dans les conditions les plus avantageuses qu’on puisse imaginer, presque sans laminage, grâce aux, très grandes, sections des, orifices de sortie. Si le dispositif d’admission vient à, fuir, la, vapeur ne peut plus s’échapper directement dans l’atmosphère sans faire aucun travail... If faut absolument qu’elle traverse le cylindre en travaillant. Comme on m’emploie que deux soupapes d’une construction appropriée, commandées par la, coulisse et se fermant sous l’action de deux légers ressorts, de. rappel,, la réaction sur l’arbre de changement de marche est si faible qu’il, n’est guère nécessaire d’assujettir le levier de changement de marche, en cours de route. Enfin,, toutes les indications recueillies jusqu’à présent permettent de prévoir que les travaux d’entretien, en. service ne dépassent pas des, limites très modérées.
- Le maintien du compensateur de pression, ingénieusement conçu, pour la marche à régulateur fermé (voir la fig. 74) — les soupapes d’admission sont levées d’en bas par un excentrique — se recommande, car les soupapes levées sont soustraites-à l’avance linéaire quand le changement de marche est au point mort, et restent donc parfaitement immobiles pendant la marche à régulateur fermé.
- Il ne reste plus qu’à déterminer quelle est la plus faible admission compatible avec un service économique pour des trains légers, en d’autres termes, à partir de quelle admission il faudrait1 laminer la vapeur de la boîte à tiroir pour diminuer la puissance.
- Pour ce nouveau mode d’utilisation de la vapeur (courants parallèles et grands espaces nuisibles), il n’est pas possible de se procurer, par la table d’entropies seute1, des renseignements exacts sur cette question. Des expériences prolongées en service, qui sont actuellement en cours, pourront seules donner des résultats irréprochables.
- Pour perfectionner les locomotives à vapeur, le moyen tout indiqué consiste à utiliser de la* manière la plus parfaite possible la puissance de vaporisation, étroitement limitée, de la chaudière, afin d’obtenir, tout en réduisant le poids au minimum, une meilleure économie en service et une augmentation de la puissance des locomotives.
- En nouveau progrès dans cette voie, progrès qui promet de mettre encore mieux en évidence les avantages de la surchauffe avec une extrême simplicité de construction», est l’application du principe des courants de vapeur parallèles à la machine locomotive par la distribution Stumpf.
- c) Réchauffëitrs de l’ëcm d'alimentation. Appareils d’alimentation.
- 1, 2, 3. — A part le réchauffage de l’eau d’alimentation à une température relativement peu élevée, qui est effectué dans les injecteurs par la vapeur, il n’existe
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- Fig. 77. — Réchauffeur pour locomotives du chemin de fer rhétique.
- Fig. 78.
- Fig. 79. — Plaque tubulaire intermédiaire pour locomotives du chemin de fer rhétique.
- Explication des termes allemands : Lôcher = Trous. — Blech = Tôle. — Kupferrirg aufgelôtet = Bague en cuivre soudée. Zwischenrolirwand = Plaque tubulaire intermédiaire.
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- pas d’appareils spéciaux pour le réchauffage à des températures assez élevées. Toutefois, sur le chemin de fer rhétique, l’eau d’alimentation, à son entrée dans le corps cylindrique de quelques locomotives, est introduite dans une caisse ayant environ 2 mètres de longueur sur environ 650 millimètres de hauteur et placée le long de la paroi de la chaudière, pour recevoir l’eau entrant par le clapet de refoulement; l’eau s’y réchauffe avant de se répandre dans l’intérieur de la chaudière et sort par des trous de 11 millimètres de diamètre percésJdans le pourtour de la caisse (voir la fig. 77). En outre, ce chemin de fer a muni plusieurs locomotives, à une distance de 2.150 mètres de la plaque tubulaire de la boîte à fumée, de plaques intermédiaires en fer de 10 millimètres d’épaisseur, dans lesquelles les tubes sont emmanchés au moyen de bagues en cuivre soudées, de forme légèrement conique ; ces plaques, qui occupent la section transversale de la chaudière jusqu’à une hauteur d’environ 45 millimètres au-dessus de la rangée supérieure de tubes, ont pour but de réchauffer l’eau froide dans la partie antérieure de la chaudière, avant quelle atteigne la plaque tubulaire du foyer (voir fig. 78 et 79). On cherche, par ces deux dispositifs, à améliorer la tenue des tubes dans les plaques et à faciliter les dépôts de tartre dans la partie d’avant de la chaudière. Nous n’avons pas de renseignements sur les résultats de ces mesures, notamment en ce qui concerne les dépôts excessifs de tartre dans la virole d’avant.
- Comme appareils d’alimentation on emploie partout des injecteurs des types usuels.
- Cl. 613.
- Réchauffeur d’eau d’alimentation pour locomotives. — Brevet allemand n° 205 542.
- Fig. .80.
- a = Cloison verticale. — b et c = Cloisons isolant la vapeur de l’eau d’alimentation. — d = Saillie du ciel b formant une poche d’air. — e = Tôles déflectrices renvoyant l’eau qui entre vers le bas.
- La figure 80 représente un réchauffeur d’eau d’alimentation récemment présente par la Société anonyme de constructions mécaniques, ci-devant G. Egestorff, de
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- Hanovre. Cet appareil a pour objet l’utilisation de la chaleur dans la partie avant des tubes à fumée, où elle n’est plus suffisante pour la production de vapeur; il est destiné aussi à provoquer et à retenir les dépôts de tartre dans la partie antérieure de la chaudière.
- Conclusion sur la question VI-B.
- (Allemagne, Danemark, Luxembourg, Pays-Bas, Norvège, Suède, Suisse.)
- a) Il n’est pas fait usage de chaudières à tubes d’eau; des foyers tubulaires sont employés dans quelques cas, à titre d’essai. Il n’existe pas de systèmes spéciaux de tubes à eau dans les foyers.
- b) Dès maintenant, la surchauffe est employée sur une assez grande échelle et on se propose de continuer à l’utiliser, à cause des avantages qu’elle présente, non seulement au point de vue économique, par la réduction de la consommation de combustible et d’eau, mais encore pour la facilité du service, grâce à l’augmentation de la puissance des locomotives.
- Le surchauffeur de W. Schmidt, placé dans les tubes à fumée, auquel on donne généralement la préférence, paraît actuellement le système qui convient le mieux pour la production de la vapeur surchauffée. L’emploi du surchauffeur de W. Schmidt, placé dans la boîte à fumée, est désormais abandonné. Les surchauffeurs Pielock et Clench-Gôlsdorf, remplissant plutôt l’office de sécheurs de vapeur, n’ont été employés jusqu’à présent que sur une échelle modérée; en raison de leur prix moins élevé, de leur construction et de leur entretien plus simples, ils peuvent rendre des services lorsqu’on veut se contenter de températures de vapeur de 270 à 290°.
- Pour le service des trains légers, notamment si les arrêts sont fréquents et se suivent rapidement, et pour le service de gare, les locomotives à surchauffe ne se recommandent pas.
- Les tiroirs cylindriques à fourreaux chauffés ont donné de bons résultats, le tiroir-plan n’est pas employé, les soupapes du type Lentz sont à l’essai. Beaucoup d’administrations recommandent l’emploi de segments élastiques pour les tiroirs cylindriques.
- Avec une température de surchauffe de 320 à 350° C. on a obtenu des résultats economiques satisfaisants. Les nouveaux types de garnitures pour tiges de tiroir et de piston, et les huiles à surchauffe de la qualité livrée actuellement, sont capables de résister avec succès aux effets préjudiciables de ces hautes températures.
- On emploie beaucoup, depuis quelque temps, des locomotives compound à quatre cylindres à vapeur surchauffée, et il est probable que l’on obtiendra de bons resultats en continuant les essais dans cette voie.
- En présence des résultats très variables obtenus jusqu’à présent, il conviendrait que des essais étendus, faits avec soin et pendant une période assez longue, dans le
- ut de comparer le travail des locomotives avec et sans surchauffe, au point de vue
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- de l’augmentation réelle de la puissance et des économies de combustible et d’eau réellement réalisables en .service prolongé, fussent entrepris sans retard par les administrations intéressées, sur une plus grande échelle que jusqu’à présent, afin de mieux élucider l’utilité de la surchauffe. En particulier, il faudrait, dans cette étude, s’occuper des questions/de la compensation de la dépense d’établissement plus élevée et de l’augmentation, jusqu’à présent très peu précisée, de frais d’entretien et de réparations.
- c) Sauf sur le chemin de fer rhétique, les réchauffeurs d’eau d’alimentation ne sont pas jugés nécessaires. L’appareil d’alimentation employé partout, comme répondant le mieux .au but, est l’injecteur.
- C. — Avaries de chaudières.
- Pustules, sillons et corrosions. Moyens employés peur éviter ces avaries.
- Épuration des eaux et désinærustansts
- 4. Procédés d’adoucissement et d’épuration des eaux, — Partout la bonne épuration complète de l’eau d’alimentation des chaudières mant usage est considérée comme la meilleure précaution contre les formations de tartre, préjudiciables pour le service et occasionnant une augmentation des frais d’entretien, et contre les avaries eo.mpromettant la longévité de la chaudière.
- En beaucoup de points, on a à sa disposition une eau qui convient pour l’entretien normal et pour la bonne marche du .service, tandis que dans un nombre relativement faible de stations d’alimentation on est forcé d’employer des eaux de mauvaise qualité, parce qu’il est impossible de s’en procurer de bonnes ou qu’il faut les faire venir de loin à grands frais. Dans ce cas., l’épuration constitue un moyen utile d’améliorer la qualité de l’eau.
- Parmi les,sel s dissous dans Peau qui donnent naissance à du tartre, les principaux sont : le plâtre (sulfate de calcium, SO4 Ca) et le carbonate acide de calcium (GO3 Ga, H2, CO3). On trouve, en des proportions moins importantes, des silicates, le chlorure de calcium, le sulfate de magnésium, le chlorure de magnésium et le carbonate acide de magnésium.. Enfin, on rencontre quelquefois le sei marin libre Na Cl, l’acide bumique et des combinaisons de 1er en quantités nuisibles.
- D’une manière générale, les administrations dont il s’agit ici, réalisent l’épuration de l’eau par des additions de .chaux vive ou de soude caustique et de carbonate de soude, dans les appareils connus. Le mode de construction de ces appareils diffère surtout .selon la façon d’ajouter les réactifs ,à l’eau qu’il s’agit d’épurer : en effet, le carbonate de .soude et de chaux sont introduits soit ensemble, soit séparément, et tantôt automatiquement, tantôt non automatiquement De ce fait, les sels de magne-
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- sium subissent, moins complètement il est vraâ, les mêmes réactions que es sels de calcium, et, d’autre part, les combinaisons de chlore donnent lieu aux mêmes réactions- que les sulfates.
- Rapportées au carbonate acide de calcium et au plâtre, les réactions se font d’après les formules suivantes :
- 1°. CO Ca H2 CO* + Ca O = 2 CO* Ca + H2 0 ;
- Carbonate acide de calcium chaux caustique = Carbonate neutre de calcium -j- eau.
- Le carbonate neutre de calcium est presque insoluble dans l’eau et se précipite. Pour précipiter une partie de carbonate de calcium, qui est dissous dans l’eau, par l’acide carbonique de celle-ci, sous forme de carbonate de calcium acide, il faut 0.56 de chaux vive.
- 2°. CO7’ Ca H'2 CO* -f- 2 Na OH = CO* Ca -J- CO* Na* -]- 2 H2 O ;
- Carbonate acide de calcium -f- soude caustique = Carbonate de calcium O carbonate de soude -f- eau.
- Ici, la soude caustique sert, comme précédemment la chaux vive, à débarrasser le carbonate acide de calcium de son acide carbonique et à le convertir en carbonate neutre de calcium insoluble. Pour chaque partie de carbonate de calcium dissous sous forme de sel acide, il faut employer 0.8 de soude caustique. Comme cette réaction donne naissance à du carbonate de sodium qui, à son tour,, se combine avec le plâtre, il est possible et nécessaire de réduire la quantité, déterminée comme précédemment, de carbonate de soude à ajouter, de 1.3 partie pour chaque partie en poids de soude caustique employée.
- 3°. SO* Ca + CO* Na2 = CO* Ca + SO* Na*;
- Plâtre carbonate de soude = Carbonate de chaux -P sulfate de sodium.
- Le carbonate neutre de calcium se précipite à l’état insoluble, tandis que le sulfate de sodium reste en dissolution. Pour la réaction avec 1 partie de plâtre, il faut 0.78 partie de carbonate de sodium (soude à l’ammoniaque).
- A titre d’exemple de réactions à obtenir dans les traitements de ee genre et de l’épuration d’eau qui en résulte, nous donnons dans le tableau ci-après les résultats de l’analyse chimique de l’eau épurée dans la gare de Postdam, à Berlin.
- L’eau renfermant de la soude à l’état libre donne lieu en service à de graves inconvénients, dus aux bouillonnements et aux primages. Afin d’éviter, avec les eaux naturelles de composition variable, la présence de soude libre dans l’eau épurée, il est utile de ne pas employer la quantité théorique de réactif trouvée par l’analyse, mais seulement environ 8© p. c. de cette quantité; le cas échéant, cette proportion peut être élevée, avec les précautions voulues, à 90 p. c.
- En remplacement de la soude, différentes stations d’épuration font usage du carbonate de baryum.
- Oh emploie sur une moindre échelle, avec ces procédés, une addition de chlorure
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- de baryum. En réagissant sur du plâtre (So* Ca), il précipite du sulfate de baryum et il reste du chlorure de calcium en dissolution. S’il y a du carbonate de magnésium, la réaction produit du carbonate de baryum et du chlorure de magnésium qui reste en dissolution.
- Teneur en grammes de 1 mètre cube d’eau :
- Eléments. Eau non épurée. Après addition de 170 grammes de soude a l’ammoniaque et de 122 grammes de chaux vive.
- Plâtre (S04 Ca) 171 21
- Carbonate de calcium (C03 Ca) 208 2
- Carbonate de magnésium (C03 Mg) 42 32
- Silicates (Si 02) 19 18
- Sel marin (Na Glj 44 46
- Sulfate de sodium (S04Na2) 156
- Résidu total 516 310
- Matières incrustantes 440 73
- Lorsque les matières incrustantes existent dans une proportion de moins d’environ 150 grammes par mètre cube, on renonce généralement à toute épuration. Si la proportion varie entre 150 et 300 grammes, on a souvent recours à l’addition, dans les réservoirs ou les caisses à eau, d’une quantité de réactif— généralement de soude — correspondant à la composition chimique. Avec une plus forte teneur en matières incrustantes, l’eau est presque toujours soumise, dans des appareils spéciaux, à un traitement chimique dont l’efficacité est surtout basée sur un mélange très intime et suffisamment prolongé de l’eau avec les réactifs. Les éléments précités insolubles doivent être éliminés par dépôt et filtration (laine de bois ou filtre de sable). L’opération chimique est secondée autant que possible par l’utilisation de la chaleur perdue des machines à vapeur, pompes à vapeur, etc.
- L’épuration de l’eau d’alimentation est organisée de manière qu’il reste environ 6 à 8° de dureté allemands, car l’eau trop douce donne aussi lieu à des inconvénients par des bouillonnements violents. Dans les régions ,où l’eau provient des couches profondes de calcaire, il faut que l’adoucissement ramène la dureté de 30° allemands, et davantage^ aux environs de 6 à 8°. On appelle degré de dureté allemand, la solution de 1 poids de chaux (Ca 0) ou de la quantité équivalente de magnésie dans 100,000 poids d’eau, en supposant un poids de magnésie ==1.4 poids de chaux. Ln degré de dureté allemand = 1.25° de dureté anglais et 1.79° de dureté français. Un degré de dureté français et une solution de 1 partie de Co3 Ca dans 100,000 parties
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- d’eau ; 1 degré de dureté anglais est une solution de 1 partie de CaO dans 70,000 parties d’eau.
- L’eau fortement ferrugineuse qui se rencontre fréquemment dans les régions, marécageuses ou les puits profonds et qu’il s’agit d’employer pour l’alimentation des chaudières, est généralement débarrassée au préalable de son fer par un procédé qui consiste soit à la faire passer à sa sortie du tuyau de refoulement de la pompe et avant son entrée dans le grand réservoir de la station, par des appareils spéciaux avec dispositifs de filtrage, soit à la faire tomber librement d’une hauteur de 1.5 à 2 mètres, des rigoles de distribution dans le réservoir. Par suite de son contact intime avec l’air, son protoxyde de fer soluble se transforme en sesquioxyde floconneux qui est retenu dans les appareils ou bien, dans l’ancien système, se dépose sous forme de boue, qu’il faut évacuer de temps en temps, sur le fond du bassin dans des filtres à sable; ou encore il est empêché par un filtre vertical d’entrer dans le tuyau de descente. Avec les pompes à air comprimé (pompes Mammouth), l’aération de l’eau se produit déjà à la levée et le fer est alors retenu dans des filtres à sable dès avant l’entrée de l’eau dans les pompes. La présence de fer ne porte pas beaucoup de préjudice aux chaudières, mais sous forme de boue ferreuse trop abondante, il peut en résulter des formations excessives de tartre; de plus, cette boue sert de terreau à la propagation des algues et champignons (lepto-thrix ochracea et crenothrix polyspora) qui finissent par engorger les canalisations.
- Dans quelques rares cas, il existe dans l’eau d’alimentation un excès de sel marin qui donne lieu à des bouillonnements et ébullitions tumultueuses de l’eau, ainsi qu’à des dépôts en masse de cristaux de sel sur tous les robinets et ouvertures et à des corrosions. C’est ce qui s’est produit, par exemple, tous les ans, pendant quelques mois de crue de l’Elbe qui amenait du sel de la région des salines, dans toutes les stations situées sur ce fleuve au nord de Magdebourg. Tous les remèdes expérimentés restaient inefficaces; il fallut recourir à l’ouverture de nouvelles sources d’alimentation et à la suppression de l’eau saline.
- S’il se trouve de l’acide chlorhydrique, de l’acide azotique, de l’acide sulfurique ou d’autres acides libres dans l’eau, on a recours à des traitements chimiques spéciaux ou bien on ajoute de l’eau de bonne qualité en quantité suffisante pour ramener la proportion d’acide au taux généralement admissible. C’est un expédient auquel il faut recourir, d'une façon temporaire ou permanente, dans les installations élévatoires situées sur les cours d’eau libres, lorsque par exemple des eaux industrielles ou des eaux de drainage de champs fortement fumés polluent le cours d’eau ou qu’il s’y déverse des eaux acides venant de couches de charbon et autres terrains analogues. Il arrive assez souvent que l’on soit forcé d’abandonner complètement les installations ayant à lutter avec ces difficultés, car les moyens chimiques n ont pas une action assez certaine pour prémunir les chaudières contre des avaries graves.
- hes matières organiques, telles que, par exemple, des fibres de tourbe très finement divisées, ou les matières minérales ajoutées mécaniquement qui, aux époques de
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- crue des eaux où de fortes pluies viennent encore renforcer Faction des incrustants qui existent déjà dans l’eau normalement claire et peuvent contribuer à la forma-. tion de résidus solides, sont retenues autant que possible, sur les chemins de fer obligés de faire la part de ces circonstances, par des appareils spéciaux, filtres à gravier ou filtres-presses, avant l’entrée des eaux dans les tuyaux d’aspiration des pompes qui précèdent les bassins collecteurs.
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine possèdent à Thionville un petit appareil Reisert-Derveaux d’un débit horaire de 10 mètres cubes, dans lequel l’eau est ramenée avec succès par l’addition de lait de chaux et de baryte à environ 8° allemands de dureté.
- Les chemins de fer de l’État badois possèdent trois épurateurs Reisert-Derveaux et font des additions de chaux et de soude d’après les indications du tableau ci-après :
- STATION. L’eau contient, à l’analyse : Degrés de dureté . allemands. Addition par 100 mètres cubes.
- C03 Ca, en grammes par mètre c\jbe. S04 Ca, en grammes par mètre cube. Résidus de l’évaporation, en grammes par mètre cube. Chaux vive, 96 p. c., en kilogrammes. Soude, 98 p. c., en kilogrammes.
- Heidelberg .... 132 175 • 428 14.6 13 2
- Osterburken 243 160 438 20.2 30 6
- Lauda 314 486 18.5 25 6
- En Bavière, on emploie des appareils Voran, Reisert-Derveaux et Humboldt fonctionnant sur le même principe. En Saxe, on n’emploie que dans deux stations des épurateurs avec emploi de soude caustique et carbonate de sodium (système Stingl-Bérenger).
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois épurent l’eau dans des appareils Reisert-Derveaux d’après le procédé chaux-soude ou d’après le procédé au baryte de calcium.
- Les chemins de fer de l’État danois se servent, pour les grands appareils, du système Reisert-Derveaux (chaux-soude) et, pour les petits, du système Bruun-Kryger.
- Les chemins de fer de l’État néerlandais ont en service trois épurateurs avec addition de chaux et de soude, type Humboldt, dont deux de 50 mètres cubes et un de 100 mètres cubes de débit horaire.
- Le chemin de fer Hollandais emploie un appareil Humboldt, avec addition de carbure de calcium et de soude, et le chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri un appareil Kennicot à chaux et soude.
- Les chemins de fer de l’État suédois font usage d’appareils Bruun-Lowener.
- Les chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard et le chemin
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- de fer rhétique n’ont pas d’installations spéciales pour l’épuration de l’eau. Ifs ajoutent à l’eau, suivant sa composition, plus ou moins de soude dans les réservoirs d'eau ou les tenders. Le Gothard procède comme suit : Après chaque lavage d’une ehaudière de locomotive à l’eau sous pression, soit après chaque parcours de 3 000 kilomètres, on ajoute après le remplissage de la chaudière, suivant ses dimensions, 9 à 15 livres d’une solution de soude à 10 p. c. (soude Solvay) ; c’est la quantité initiale, et on l’ajoute d’un seul coup à ce premier remplissage de la de la ehaudière. Quant à l’eau d’alimentation nécessaire par la suite, on introduit directement, dans la caisse â eau du tender, 0.7 litre de cette solution de soude par mètre cube. Il faut que cette addition ait lieu à chaque rechargement des soutes du tender avec de l’eau calcaire, et les fonctionnaires des dépôts surveillent l’opération.
- Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois emploient dans un assez grand nombre de gares des appareils de divers types, pour les procédés chaux-soude et soude caustique-soude (voir plus haut l’exemple de la gare de Postdam, à Berlin).
- Les chemins de fer de l’État oldenbourgeois, les chemins de fer de l’État norvégien et le chemin de fer de Stockholm-Bimbo répondent qu’ils n’emploient pas de moyens d’épuration de l’eau.
- Pour déterminer les quantités de réactifs à employer dans un poste d’épuration, avant sa mise en service, il faut analyser exactement l’eau naturelle au point de vue de sa teneur en acide carbonique libre et en matières incrustantes. De temps en temps, on vérifie l’eau épurée en procédant à une analyse chimique et on modifie légèrement les dosages de façon à obtenir les résultats les plus favorables. A l’aide d’épreuves chimiques simples et en se conformant à des instructions spéciales, l'e personnel peut s’assurer continuellement du boa fonctionnement des appareils. Le contrôle de l’usine est confié aux fonctionnaires locaux qui [sont tenus de se rendre compte, autant que possible tous les jours, de la bonne marche de l’usine. Quelques administrations font aussi visiter les installations tous les trimestres par un ingénieur de rétablissement fournisseur, qui présente un rapport.
- 2. Résultats obtenus avec les procédés d’épuration. — Toutes les administrations se déclarent satisfaites des résultats obtenus, et le succès de l’épuration des eaux d’alimentation au point de vue économique est complet. Les fuites aux tubes, autrefois fréquentes par suite des dépôts de tartre considérables, ne se produisent plus que rarement, l’épaisseur des dépôts est descendue de 6 ou 8 millimètres à 1 ou 2 millimètres seulement, et ceux qui se forment se détachent spontanément et sont enlevés par le lavage. Comme inconvénient des procédés d’épuration, les chemins de fer de l’État wurfembergeois mentionnent le fait qu’aux tubes à fumée et aux soudures des rabouts en cuivre des locomotives alimentées d’eau épurée, on peut souvent remarquer des corrosions, surtout sur les locomotives qui restent souvent en réserve.
- Grâce à la réduction de l’entartrement, l’utilisation de la chaleur s’améliore;
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- cependant aucune administration n’est en mesure de chiffrer l’économie de combustible réalisée.
- Les chaudières demandent moins souvent à être nettoyées, les tubes à fumée restent plus longtemps en bon état et étanches, les plaques tubulaires sont moins fatiguées par les remandrinages des tubes. On n’a pas fourni de chiffres relatifs à l’économie obtenue.
- Les frais d’entretien diminuent sans nul doute et la longévité des chaudières augmente sous l’influence de l’eau épurée, les tôles de chaudière et leurs armatures étant moins attaquées ; cependant aucune administration n’est en mesure de chiffrer ces avantages.
- Les frais d’épuration varient beaucoup d’une administration à l’autre. Tandis que les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois indiquent 0.03 marc (3.73 centimes) par mètre cube, les chemins de fer d’Alsace-Lorraine leur attribuent une valeur de 0.17 marc (21 centimes) par mètre cube ; ce chiffre élevé s’explique par la faible capacité de débit de l’installation. Le prix de revient de l’eau naturelle est en moyenne, sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois, d’environ 10 pfennigs (12.3 centimes) par mètre cube; le traitement chimique améliore donc l’eau d’environ 30 p. c.
- On peut admettre qu’avec d’assez grands appareils, rationnellement conduits et bien surveillés, les frais d’épuration peuvent être maintenus entre 3 et 4 pfennigs (3.73 et 3 centimes) par mètre cube.
- Notons encore que l’installation deThionville des chemins de fer d’Alsace-Lorraine n’est plus en service malgré l’épuration et le détartrement très satisfaisants de l’eau naturelle dans les conditions désirées. En effet, au bout de peu de temps, il y eut sur les tubes et les plaques tubulaires de fortes corrosions que le chimiste chargé d’en rechercher les causes attribua à la présence de sels de chlore, notamment de calcium et de magnésium dans l’eau naturelle. Cette eau provenait de la Moselle qui, par suite de déversements de fabriques de produits chimiques, charrie ces matières en quantités nuisibles. En employant l’eau naturelle, on constatait ces corrosions en proportions moins considérables, car dans ce cas le tartre constitue une couche de protection contre les effets nuisibles des sels de chlore. A la suite de ces incidents fâcheux, il fallut cesser les essais d’eau de Moselle épurée; on prend maintenant une partie de l’eau d’alimentation dans la canalisation de la ville et on l’emploie mélangée à l’eau de Moselle, à l’état naturel.
- 3. Le traitement des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates de calcium ou de magnésium, a eu lieu dans les appareils d’après les procédés mentionnés au n° 1. L’emploi de plaques de zinc, pour neutraliser les sels de chlore, n’a eu aucun succès. Les eaux d’une assez forte teneur en chlorures ou azotates ne sont pas utilisées ou du moins sont évitées autant que possible pour l’alimentation des chaudières.
- Pour empêcher les entraînements, on n’épure pas complètement les eaux dalimentation; on leur laisse une dureté d’environ 6 à 8°. Les chemins de fer de 1 Etat
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- badois épuraient initialement jusqu’à 4 degrés allemands, mais il se produisait des incidents, les injecteurs étant incapables de remplacer toute l’eau perdue par entraînements. En cas de primage accidentel, on y remédiera par une réduction proportionnelle de l’addition de soude.
- 4. Emploi de Vhydroxyde de baryum, du carbonate de baryum ou de Valuminate de baryum. — Ainsi qu’il a déjà été dit, le carbonate de baryum est employé en certains points, mais seulement à titre exceptionnel, car l’épuration chimique de l’eau naturelle dure par l’addition de soude calcinée et de chaux ou soude caustique, a été reconnue suffisante. Les chemins de fer de l’État wurtembergeois s’en servent pour traiter les eaux naturelles ayant 24° de dureté allemands dans l’appareil Reisert par l’addition de 200 grammes de chaux à 80 p. c. et d’environ 400 grammes de carbonate de baryum par mètre cube, pour les ramener en moyenne à 6.8° de dureté allemands. L’addition de baryte nécessaire pour le déplâtrage est vérifiée à l’aide de prises d’essai journalières et les frais d’exploitation s’élèvent à environ 18 pfennigs (22.5 centimes) par mètre cube. L’administration dit qu’elle trouve ce mode d’épuration avantageux et qu’elle n’a pas à se plaindre d’entraînements d’eau.
- Le chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri a employé Taluminate de baryum en introduisant chaque jour une quantité déterminée dans les chaudières, mais les résultats n’ont pas été satisfaisants.
- 5. Expériences sur les quantités de sels de sodium produisant les entraînements. — Il n’a pas été fait d’expériences de ce genre. Les chemins de fer d’État prussiens-hessois, employaient au début, pour les eaux naturelles de 24° allemands de dureté, 220 grammes de soude calcinée, mais sont revenus par la suite à 135 grammes par mètre cube, parce qu’il se produisait facilement des entraînements et des primages. Les chemins de fer de l’État danois font remarquer que la quantité de sulfate de sodium paraît jouer un rôle tout aussi important que celle de carbonate de sodium.
- 6. Désincrustants introduits directement clans la chaudière. — Ce moyen a été expérimenté par différentes administrations. On a notamment, avec des eaux riches en plâtre, introduit directement de la soude dans le tender, et les chemins de fer badois et néerlandais ainsi que le Gothard disent en avoir retiré de bons résultats. Les chemins de fer de l’État wurtembergeois font maintenant des essais dans ce sens. Les chemins de fer bavarois introduisaient autrefois une solution de soude directement dans les chaudières, mais n’emploient plus ce procédé. Sur les chemins de fer d Etat prussiens-hessois l’addition de soude à l’eau du tender avait été en usage avant 1 adoption des épurateurs, mais est devenue inutile grâce aux installations plus Parfaites; cependant on s’en sert encore avec succès dans les chaudières fixes appelées à consommer des eaux riches en matières incrustantes ; après le lavage, on Produit iji à 1/2 kilogramme de soude en dissolution et l’on obtient ainsi du
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- fartre moins consistant qu’il est facile d’enlever. D’une manière générale, on a évité par ces additions, les fuites aux tubes, mais il faut être prudent en ce qui concerne la proportion de soude à ajouter.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois et saxons emploient actuellement dans quelques dépôts de locomotives, le pétrole comme désincrustant. Sur les premiers, on ajoute généralement le pétrole après le lavage, à raison de 0.5 à 1.5 kilogramme par chaudière, suivant la nature de l’eau. L’Etat saxon se sert des injecteurs de pétrole qui introduisent le pétrole goutte par goutte dans l’eau de la chaudière.
- Le pétrole est absorbé par le tartre, qui se détache plus tard des parois de la chaudière sous l’action des vapeurs de pétrole qui se dégagent: Le tartre ne se dépose plus sous forme de masse solide, mais de masse granuleuse et en partie boueuse, facile à enlever. D’après les expériences faites, ce moyen réussit partout où il ne s’agit pas d’une eau d’alimentation déposant un tartre très dur et imperméable.
- 7. Des flûtes dues à l’emploi d’eau épurée n’ont été remarquées par aucune administration, à moins que l’alcalinité de l’eau ne fût renforcée par une addition excessive de soude. Au contraire, les fuites anormales aux tubes, aux entretoises ou aux joints des chaudières ont été très notablement réduites si l’on avait soin de ne pas trop adoucir l’eau et de lui laisser une dureté d’environ 6° allemands.
- 8. Avaries de la chaudière. —' 1° Criques ou fissures; 2° pustules; 3° sillons; 4° corrosions générales de surface.
- Au sujet de ces avaries les administrations intéressées donnent les renseignements suivants :
- Chemins de fer d’Alsace-Lorraine : Des fissures et des criques se déclarent à l’arrondi supérieur de la plaque tubulaire du foyer. Les sillons et les corrosions se produisent surtout dans la partie inférieure de la surface du corps cylindrique.
- Chemins de fer de l’État badois : Des fissures se rencontrent notamment dans la plaque tubulaire en cuivre, dans les flancs et le ciel du foyer entre les entretoises. Des pustules ont été remarquées sur la partie inférieure des corps cylindriques, disséminées sur des surfaces d’environ 0.5 mètre de largeur, dans les locomotives alimentées d’eau riche en matières incrustantes. Des sillons se produisent à la partie Inférieure de la chaudière, au joint de la virole milieu avec celle d’avant et dans les parois du foyer, le long du cadre du bas, où le tartre ne peut pas etre suffisamment enlevé par les lavages.
- Chemins de fer de l’État bavarois : Criques et fissures aux trous de lavage non renforcés et aux rangées extrêmes d’entretoises. Pustules dans la moitié inférieure du corps cylindrique, surtout au-dessus des supports de la chaudière. Sillons dans les emboutis des plaques avant et arrière du foyer, dans les parois du foyer le long du cadre inférieur et sur les rivures transversales du corps cylindrique. Corrosions générales de surface dans la moitié inférieure du corps cylindrique.
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- Chemins de fer de l’État oldenbourgeois ; Fissures dans les cloisons entre tubes et dans les arrondis de la plaque tubulaire en cuivre. Pustules dans la partie inférieure du corps cylindrique. Sillons sur les faces intérieures de l’enveloppe de boîte, au-dessus du cadre, en avant des rivures du corps cylindrique, dans les arrondis de la paroi d’arrière de l’enveloppe de boîte à feu. Corrosions de surface aux parois de l’enveloppe de boîte à feu, en bas et aux angles, de même qu’à l’extérieur, en bas, aux joints circulaires du corps cylindrique.
- Chemins de fer de l’État saxon : Petites fissures et piqûres, provoquées par l’oxygène de l’air entraîné, aux points où l’eau d’alimentation est introduite,. Criques aux arrondis de la plaque avant de la boîte à feu, par fissures fines datant de l’emboutissage. Rien de plus.
- Chemins de fer de l’État wurtembergeois : Criques aux entrctois.es, dans les cloisons de la plaque tubulaire du foyer, dans l’arrondi supérieur de la plaque tubulaire du foyer, a l’extrémité avant du ciel du foyer, entre les entretoises des parois du foyer, à partir des trous d’entretoises, aux points où les cloisons se sont voilées par suite d’entartrement considérable, aux tôles d’armatures, goussets et tirants transversaux du berceau de la boîte à feu, dans les angles inférieurs du foyer, aux trous d’entretoises des rangées verticales extérieures de la plaque arriére du foyer et des rangées horizontales supérieures des .flancs du foyer, aux cornières de renfort de la plaque tubulaire de la boîte à fumée.
- Pustules dans les demi-viroles inférieures du corps cylindrique, notamment aux joints matés et dans les viroles milieu et arrière, ainsi qu’aux tubes à fumée.
- Sillons dans la partie inférieure des parois du foyer, le long de l’arête supérieure du cadre, sur les deux côtés de l’arrondi des parois de l’enveloppe de boîte à feu, entre les entretoises des colonnes verticales extérieures et des rangées horizontales supérieures des parois latérales du foyer, aux points du foyer où commencent des renforcements, dans la partie inférieure de l’ammdi de la boîte à fumée. A l'exception des sillons par oxydation au cadre inférieur, les sillons masquent généralement des fissures d’une certaine profondeur.
- Corrosions générales de surface dans la partie inférieure du corps cylindrique.
- Chemins de fer d’Etat prussien s-hessois : Criques dans le corps cylindrique à la pince matée du joint longitudinal des tôles en fer forgé; à la plaque tubulaire du foyer, dans l’arrondi et dans les cloisons entre tubes de la plaque tubulaire; dans la plaque tubulaire de la boîte à fumée, à l’arrondi ; dans la plaque arrière du foyer, à l’ouverture de la porte et à l’arrondi; dans la plaque avant de la boîte à feu, aux angles de l’embouti, en haut; dans la plaque arrière de la boîte à feu, entre les trous de lavage ; au gousset arrière -de la plaque arrière de la boîte à feu.
- Pustules dans le corps cylindrique, sur toute la longueur de la partie inférieure de la ehaudière, surtout immédiatement eu avant des pinces des rivures.
- Sillons dans la partie inférieure -des rivures transversales des viroles du corps cylindrique; dans l’arrondi des plaques avant de boîte à feu et d’arrière du
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- corps cylindrique; immédiatement au-dessus du cadre du foyer, dans toute sa longueur et dans une plus forte proportion à la plaque avant de la boîte à feu.
- Corrosions générales de surface aux parties inférieures des viroles d’avant, notamment au-dessous et de part et d’autre du trou de la boîte à fumée, dans la plaque d’avant de la boîte à feu aux arrondis; dans la plaque arrière de la boîte à feu à l’arrondi et au-dessus du cadre; sur la surface du foyer exposée au contact du feu; aux têtes intérieures des entretoises et aux armatures du ciel, à la hauteur du plan de l’eau.
- Compagnie pour l’exploitation des chemins de fer de l’Etat néerlandais : Pas de criques. Les pustules se produisent généralement dans la moitié inférieure du corps cylindrique, dans la plaque tubulaire d’avant et dans les plaques latérales et avant du foyer, au-dessus du cadre.
- Chemin de fer Hollandais : Les corrosions se rencontrent surtout dans la partie intérieure du corps cylindrique et dans l’enveloppe de la boîte à feu, au cadre du bas.
- Chemin de fer luxembourgeois Prince-Henri : Criques dans les plaques tubulaires, aux trous de lavage, aux plaques embouties de l’enveloppe de boîte à feu et aux bords de la porte du foyer. Pustules dans la partie inférieure du corps cylindrique, au cadre, dans les parois de l’enveloppe de boîte à feu. Sillons à la hauteur du niveau normal de l’eau, dans les plaques tubulaires de boîte à fumée, dans la plaque arrière du foyer. Corrosions de surface dans la partie inférieure des viroles du corps cylindrique.
- Chemins de fer de l’Etat suédois : Fissures dans la plaque tubulaire en cuivre et dans les cloisons, où la plaque est usée par les cendres accompagnant les gaz chauds, ainsi que sur la face intérieure (plus rarement sur la face extérieure) dans le voisinage de l’arrondi. En outre, à partir des trous de rivets vers les bords, aux bombements entre les entretoises, au bas de la paroi d’avant de l’enveloppe de boîte à feu (ces fissures se continuent vers le bas).
- Corrosions sur les parois latérales du foyer autour des têtes de rivets, sur la plaque arrière autour de l’ouverture de la porte ainsi que sur les tôles de boîte à feu et intérieurement dans la partie inférieure du corps cylindrique.
- Chemin de fer de Stockholm-Rimbô : Fissures aux entretoises. Sillons au cadre. Corrosions dans les angles du foyer et sur la plaque tubulaire de la boîte à fumée.
- Chemins de fer fédéraux suisses : Criques aux arrondis des tôles de l’enveloppe de boîte à feu et des plaques tubulaires, aux consolidations et au ciel du foyer. Les pustules se produisent surtout avec les tôles de boîte à feu en acier doux. Sillons quelquefois sur les plaques avant de boîte à feu, mais surtout dans l’enveloppe, le long du cadre. Les corrosions générales de surface sont rares.
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- Chemin de fer du Gothard : Les criques se produisent principalement dans l’arrondi supérieur des plaques tubulaires en cuivre à trop faible rayon. Les avaries 2, 3 et 4 ont été constatées surtout dans les parties inférieures des corps cylindriques, après un service de huit années environ, à l’occasion de la première révision, et n’avaient alors encore que peu de profondeur et d’étendue. Au bout d’environ quatorze ans, quelques oxydations ou pustules se sont tellement étendues ou approfondies que le renouvellement de certaines ou de toutes les viroles du corps cylindrique de la chaudière en question s’impose.
- Chemin de fer rhétique : Criques dans les plaques arrière et avant de la boîte à feu. Pustules dans les parties inférieures du corps cylindrique et de la boîte à feu.
- Chemins de fer de l’État norvégien : Criques aux tôles de la porte du foyer et dans les arrondis verticaux de l’enveloppe de boîte à feu. Sur le foyer en cuivre, elles se présentent généralement dans les emboutis, suivant une direction verticale.
- 9. Statistique des avaries. — Quelques administrations seulement font prendre, à l’occasion des grandes réparations, des croquis sur lesquels on note exactement l’emplacement, l’étendue et la profondeur des avaries mentionnées au n° 8 ; nous citerons, par exemple, les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, les chemins de fer d’État badois, bavarois, wurtembergeois, oldenbourgeois. La plupart des administrations se contentent de faire inscrire des mentions dans les carnets de service des chaudières ou dans les procès-verbaux de visite des chaudières et de ne faire établir des croquis ou des calques en plâtre ou en plomb que dans les cas exceptionnels, d’une importance particulière.
- Les chemins de fer d’État saxons et danois répondent qu’ils se contentent de prendre des notes.
- Les figures nos 81 à 87 reproduisent quelques-unes de ces feuilles, telles qu’on les annexe aux carnets de service des chaudières. Les nombres inscrits indiquent la profondeur des corrosions et pustules. Les figures 84 à 85 représentent les tôles de chaudière à l’état redressé.
- 10. Modifications dans la construction des chaudières en vue de dimiîiuer les avaries. Largeur de la lame d’eau baignant le foyer. Introduction de l’eau d’alimentation. — Lorsque les avaries ne sont pas attribuables à la conduite irrationnelle du feu, ni à ia mauvaise qualité de l’eau d’alimentation, mais à la nature des matériaux, aux dilatations par la chaleur, aux vibrations, à une fatigue spéciale, etc., on s’efforce de les éviter par le choix et la disposition appropriés des consolidations et arma-tures, l’emploi d’épaisseurs suffisantes des parois, l’ampleur abondante des arron-
- ls et emboutis dans les angles de la boîte à feu, l’agrandissement des cloisons entre tubes dans la plaque tubulaire du foyer, enfin par le choix et l’inspection convenables des matériaux qui conviennent le mieux pour les pièces dont il s’agit.
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- Virole milieu.
- Chaudière Q Clapet de refoulement (!)
- Virole avant.
- Virole arrière.
- -f- i * Zfl
- Nota, : La chaudière a été construite en 1003 s en 1908, on a renouvelé les demi-viroles inférieures.
- Résultats i ( 39.0kilogrammes. I t 27.51
- des essais > P = \ 36.3 — I B = 1 27.0
- par traction.\ \ 36.3 — | I 23.5
- (i) Nota : L’eau d’alimentation entre dans la virole I au-dessous du plan horizontal mené par l’axe.
- Pustules et corrosions générales de surface.
- Érosions du corps cylindrique de la locomotive 8001 des chemins de fer prussiens-hessols.
- ;. 81.
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- Virole milieu.
- Virole arrière,
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- Pustules et corrosions générales de surface.
- Nota : La chaudière a'été construite en 1903. En 1908, on a renouvelé les trois demi-viroles inférieures.
- 135.8 kilogrammes. / 25 p. c.
- 36.1 — T) = ? 28 —
- 36.6 - ( 25 -
- Fig. 82. — Érosions du corps cylindrique de la locomotive 800? des chemins de fer prussiens-hessois.
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- Virole milieu.
- ~1
- Observations :
- Sillons.
- La chaudière a été livrée en 1897.
- En 1908, on a renouvelé les demi-viroles milieu et avant inférieures. Métal : Acier doux F = f ifi',2 kilogrammes » “ j aà P-‘
- Fig. 83. — Érosions du corps cylindrique de la locomotive 1809 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Explication des termes allemands : Wasohluke = Trou de lavage. — Eintrittsrichtung des Kesselspeisewassers = Direction de l’entrée de l’eau d’alimentation.
- ©9S
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- i
- Virole avant.
- Pustules.
- Fig. 84. — Érosions du corps cylindrique de la locomotive 7252 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Observations :
- Chaudière construite en 1895. — En 19C8, on a renouvelé la demi-virole avant. Métal : Acier doux F = 35.4 kilogrammes.
- Virole avant.
- Pustules.
- Fig. 85. — Érosions du corps cylindrique de la locomotive 7237 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Observations :
- Chaudière construite en 1899. — En 1807, on a renouvelé la demi-virole inférieure avant. Métal : Acier doux F = 34.0 et 34.7 kilogrammes ; D = 27-0 et 26.2 p. c.
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- D’une manière générale, et en particulier de la part des chemins de. fer de l’Etat badois, on recommande l’emploi de trous de lavage d’ample diamètre et facilement accessibles et leur utilisation pour de fréquents lavages complets. On insiste de diverses parts sur la bonne disposition des supports de la chaudière, qui doit pouvoir se dilater librement sur les longerons; on recommande aussi l’emploi de tirants flexibles aux extrémités arrière et avant du ciel du foyer et la disposition de tous les organes de l’intérieur de la chaudière de manière que la circulation de l’eau soit gênée le moins possible; dans cet ordre d’idées, il convient de citer l’augmentation de l’espacement des tubes à fumée. Au surplus, on est d’avis que le mode de contruc-tion des types actuels de chaudières satisfait aux conditions qui peuvent être imposées et que les avaries mentionnées au n° 8 ne se produisent pas dans des proportions suffisantes pour nécessiter des modifications radicales dans la construction des chaudières.
- U Criques / (fissures).
- o o o o o o o
- o o o o
- ooooooooo
- o o o o
- Chaudière livrée en 1895. — Plaque arrière montée en 1909. — Métal : acier doux. — Résistance : 39.9 kilogrammes. — Allongement.: 26.8 p. c.
- -f- -$• 4- 4" -f" 4~
- Criques
- (fissures).
- Chaudière livrée en 1896. — Plaque arrière montée en 1909. — Métal : acier doux. — Résistance : 42.1 kilogrammes. — Allongement : 24.3 p. c.
- Fig. 86. — Plaque arrière en acier doux de la locomotive 7254 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Fig. 87. — Plaque arrière en acier doux de la locomotive 7260 des chemins de fer prussiens-hessois.
- Afin d’éviter autant que possible la fatigue anormale que la plaque tubulaire du foyer pourrait subir par suite de la dilatation des gros tubes à fumée des chau-
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- dières à surchauffe, les chemins de fer de l’État wurtembergeois emploient des tubes élastiques à extrémités ondulées, du type Mannesmann. Il convient de mentionner, dans le même ordre d’idées, les nombreux essais de métaux spéciaux pour entretoises et tirants du ciel.
- La largeur de la lame d’eau baignant le foyer varie de 60 à 80 millimètres au cadre du bas; elle est généralement de 70 millimètres et augmente vers le haut pour atteindre 100 à 150 millimètres; du côté de la plaque avant de la boîte à feu, devant la plaque tubulaire, cette augmentation est, relativement, encore plus considérable.
- L’introduction de l’eau d’alimentation se fait, sur les locomotives de beaucoup d’administrations, dans le tiers antérieur du corps cylindrique, vers le milieu et de part et d’autre de l’axe de la chaudière, au moyen d’injecteurs, en un point distant de 500 à 1,600 millimètres de la plaque tubulaire de la boîte à fumée.
- Les chemins de fer d’État badois, danois, norvégiens et suédois reportent l’entrée de l’eau vers le milieu du corps cylindrique.
- Les chemins de fer de l’État wurtembergeois conduisent l’eau d’alimentation au moyen d’injecteurs, à travers la plaque arrière de la boîte à feu et par-dessus le ciel du foyer, par deux longs tuyaux jusqu’à l’avant du corps cylindrique, où elle s’écoule un peu au-dessus de la rangée supérieure de tubes, à environ 1 mètre de la plaque tubulaire de la boîte à fumée.
- Sur plusieurs réseaux, on rencontre des dispositifs qui, comme celui de l’Etat wurtembergeois, ont pour but de relever la température de l’eau d’alimentation pendant sa circulation dans la tuyauterie; tel est le cas sur les chemins de fer de l’État suédois, qui font aboutir les tuyaux d’alimentation à la partie antérieure du corps cylindrique,
- Pour éviter les entartrements considérables qui sont fréquemment constatés sur les tubes à fumée les plus proches de l’entrée de l’eau d’alimentation, différentes administrations, au lieu de laisser l’eau pénétrer librement dans la chaudière, la conduisent contre des écrans qui la dévient et en assurent la distribution plus uniforme. Sur quelques chaudières des chemins de fer d’État prussiens-hessois, on a réalisé par ce moyen une amélioration réelle au point de vue de l’entartrement; par contre, on a constaté une recrudescence d’érosions sur les parois atteintes par l’eau déviée. Les chemins de fer de l’Etat bavarois ont obtenu de bons résultats avec ces écrans distributeurs. Quelques administrations se servent aussi de l’appareil décrit par Karl Gôlsdorf, dans le Bulletin du Congrès des chemins de fer de septembre 1907, page 846, pour empêcher la formation en couches incrustantes des dépôts qui se produisent dans les chaudières.
- Nous renverrons au surplus aux figures 45, 48, 51 à 60, 63 à 66, et 78 et 79 ; ces dernières montrent le dispositif employé par le chemin de fer rhétique.
- l'É Lavage des chaudières. — Il est incontestable que, les chaudières étant construites et entretenues rationnellement, le meilleur moyen d’éviter les avaries
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- consiste en des lavages faits en temps opportun et avec soin ; aussi toutes les admi nistrations attachent-elles, tant en service que dans les ateliers, une importance particulière à la bonne exécution de cette opération.
- Les opinions sont partagées en ce qui concerne le lavage à l’eau chaude ou à l’eau froide. Le lavage à l’eau chaude est recommandé et employé normalement par les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, les chemins de fer badois, bavarois, oldenbour-geois, saxons, prussiens-hessois, hollandais, luxembourgeois, par le chemin de fer de Stockholm-Rimbô. Le lavage à l’eau froide est employé par les chemins de fer wurtembergeois, danois, néerlandais, norvégiens, suédois et suisses, par le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer rhétique. Ces quatre derniers réseaux, ainsi que l’Etat wurtembergeois, font usage, dans certaines stations, du lavage à l’eau chaude.
- Pour le lavage à l’eau chaude, on emprunte la vapeur, soit aux locomotives qui se trouvent présentes, soit à des chaudières fixes, et l’on s’en sert pour refouler l’eau du tender à l’aide des injecteurs de locomotives de réserve ou l’eau de la conduite à l’aide d’injecteurs Kôrting ou autres, à une température de 50 à 60° C. par les trous de lavage dans les chaudières.
- Si l’on utilise des locomotives de réserve, on monte sur la tuyauterie d’alimentation, au droit de l’abri de toutes les locomotives, un raccord fermé par un écrou borgne et un cône. Lorsqu’il s’agit de laver une locomotive, on visse un boyau sur ce record, on le relie à une machine de réserve sous pression, on ferme le clapet de refoulement et on met l’injecteur en marche. Le jet énergique projeté par la vapeur de l’injecteur, et fortement réchauffé, permet de réaliser un lavage rapide et efficace.
- Les chemins de fer de l’Etat badois procèdent comme suit : La vapeur de la locomotive qu’il s’agit de laver est évacuée dans le tender et réchauffe l’eau de celui-ci à environ 60° C. Lorsque la vapeur est partie, on enlève le couvercle d’une chapelle de refoulement, on introduit de l’eau froide par l’ouverture et on ouvre le robinet de vidange en veillant à ce que le niveau de l’eau reste toujours le même. Dès que la température de l’eau est descendue à environ 60° C., on vide rapidement la chaudière après avoir fermé l’arrivée d’eau froide. Avant que l’eau soit complètement écoulée, l’eau chaude du tender est refoulée par les trous de lavage ouverts à l’aide d’une pompe rotative à moteur électrique, sous une pression de 4 à 5 kilogrammes. En même temps on gratte autant que possible la boue adhérente en se servant de crochets en fil de fer introduits par les trous. Avec le surplus d’eau chaude, on recharge la chaudière. Dans les dépôts modernes à mouvement intense, la vapeur des locomotives remisées est amenée par un système de tuyaux au réservoir d un château d’eau: L’eau chauffée peut alors passer par une seconde canalisation du dépôt pour servir au lavage des chaudières.
- Des installations analogues à celle qui vient d’être décrite, avec réservoir supérieur dans lequel arrive la vapeur des locomotives remisées ou celle produite par des chaudières fixes, sont employées par les autres chemins de fer allemands et par les chemins de fer suédois.
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- Les lances d’injecteur sont ordinairement fixées sur un pignon de la remise, l’eau étant amenée en bas par la canalisation, tandis qu’à l’arrière aboutit une canalisation de vapeur. L’embouchure de l’injecteur est raccordée à une canalisation en fer régnant autant que possible à travers toute la remise et généralement posée sous le sol, d’environ 40 millimètres de diamètre intérieur, avec branchements vers les différentes places de locomotives pour amener l’eau de lavage aux locomotives. Afin d’éviter des chocs violents dans la conduite de lavage, il est utile de monter un peu en arrière de la sortie de l’eau de lavage de l’injecteur un réservoir d’air (on utilise à cet effet de vieux réservoirs de gaz de voitures à voyageurs, etc.). Avec de l’eau chaude, la pression de refoulement est ordinairement maintenue entre 3 et 5 kilogrammes.
- On trouve que les lavages à l’eau chaude présentent l’avantage d’éviter le refroidissement excessif et nuisible des chaudières et d’abréger l’immobilisation de la locomotive. Toute l’opération, y compris le rechargement de la chaudière avec de l’eau chaude, peut être terminée en quatre heures.
- Avant le lavage à l’eau froide, on prévoit autant que possible un temps de douze heures pour le refroidissement des chaudières de locomotives. La pression est ordinairement de 1 ij2 kilogramme, et dépasse rarement cette limite; elle varie avec la hauteur des réservoirs et atteint quelquefois 5 kilogrammes lorsque l’eau provient des conduites de la ville.
- Sur les chemins de fer norvégiens, la chaudière est refroidie par l’introduction lente d’eau froide dans la partie supérieure de la chaudière jusqu’à ce que celle-ci soit pleine. On ouvre ensuite le robinet de vidange de manière que la chaudière reste pleine, l’eau froide continuant à arriver. On continue le refroidissement dans ces conditions pendant une heure et demie à deux heures, suivant les dimensions de la chaudière, jusqu’à ce que l’eau de celle-ci ait une température assez basse pour qu’on puisse y plonger la main. Puis on laisse la chaudière se vider, après quoi on procède au lavage à l’eau froide sous line pression de 4 à 7 kilogrammes. Cette opération fait gagner du temps relativement au refroidissement de douze heures.
- Les chemins de fer suisses, qui ont souvent de hautes pressions hydrauliques à leur disposition, emploient de l’eau froide sous une pression de 10 à 16 atmosphères.
- Autrefois, il était généralement de règle que le personnel de la locomotive devait laver lui-même la machine qui lui était confiée : d’un côté, on savait d’une façon précise quels agents on pouvait rendre responsables de l’entretien des chaudières dont ils s’étaient servis ; d’autre part, le personnel lui-même s’efforçait, pour gagner les primes d’économie, de maintenir la chaudière en bon état de vaporisation. Mais, depuis quelque temps, on emploie beaucoup, à l’imitation des Américains, J équipe double et multiple, et l’on s’attache à utiliser le personnel le plus possible Pour le service de ligne; aussi beaucoup d’administrations ont-elles dispensé le Personnel des locomotives du lavage et chargé de ce travail des ouvriers spéciaux,
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- instruits à cet effet, qui sont sous le contrôle du chef de service local, mais que l’on ne peut rendre responsables que dans une mesure restreinte. Moyennant une surveillance suffisante et minutieuse, on peut encore obtenir avec ce système des résultats satisfaisants au point de vue du détartrage des chaudières, mais la surveillance fait quelquefois défaut, les ouvriers n’apportent pas à la besogne le vif intérêt des agents qui la faisaient autrefois; enfin le personnel des locomotives, à qui la machine est actuellement livrée toute prête sans qu’il en connaisse la condition intérieure, doit, en s’en servant, se fier au hasard, et n’apporte d’ailleurs plus, les allocations de primes étant maintenant établies sur d’autres bases, autant de zèle à la question de la conduite économique. Il en résulte que les chaudières de locomotives sont assez souvent vouées à une destruction précoce et commencent à accuser beaucoup plus tôt qu’autrefois les avaries mentionnées au n° 8. La dépense d’établissement absorbée de ce fait avant l’heure dans une proportion^considérable et l’augmentation des frais d’exploitation et d’entretien due aux incidents et à la diminution de puissance devraient constituer une invitation sérieuse à apporter au traitement des chaudières le plus de soins possible; aussi ne peut-on qu’approuver sans réserve les chemins de fer de l’État badois, qui disent : « Les avaries de chaudières ne peuvent être évitées que par des lavages faits avec soin et par l’emploi d’eau épurée. »
- Le parcours moyen entre deux lavases varie beaucoup et est compris entre 500 et 6,000 kilomètres. Il dépe'nd en première ligne des différents roulements du personnel des locomotives, puis aussi de la qualité des eaux d’alimentation. Les chiffres qui nous ont été communiqués a ce sujet sont les suivants : les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois prévoient 500 à 3,000 kilomètres, ou dix à douze, au maximum quatorze jours, entre deux lavages; les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, pour les machines à voyageurs et express, 4,000 à 6,000 kilomètres; les chemins de fer badois, suivant la qualité de l’eau, une à quatre semaines; les chemins bavarois, buit à douze jours; les chemins de fer oldenbour-geois, 4,000 kilomètres pour les locomotives à marchandises, 3,500 kilomètres pour les locomotives express; les chemins de fer wurtembergeois, en moyenne 3,200 kilomètres pour les locomotives express, 2,700 kilomètres pour les locomotives à voyageurs, 1,560 kilomètres pour les locomotives à marchandises; l’Etat danois, environ 700 kilomètres; l’État néerlandais, pour les locomotives express, environ 1,000 kilomètres; le chemin de fer Hollandais, 1,000 à 1,500 kilomètres; les chemins de fer luxembourgeois, environ 2,000 kilomètres; les chemins de fer suédois, ordinairement 1,200 kilomètres, mais avec des eaux d’alimentation de très bonne qualité jusqu’à 6,000 kilomètres; le chemin de fer du Gothard, 3,000 kilomètres ou tous les mois au moins une fois; le chemin de fer rhetique, environ 1,600 kilomètres; enfin, les chemins de fer norvégiens, pour les locomotives express, environ 3,500 kilomètres, pour les locomotives à voyageurs, environ 2,500 kilomètres, pour les locomotives à marchandises, environ 1,000 kilométrés, ou en moyenne dix à vingt jours.
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- 12. Extractions sous pression. Robinets de vidange. — Lorsque l’eau employée est de mauvaise qualité, riche en matières incrustantes, les chaudières sont vidées à de courts intervalles, de trois jours ou davantage, d’environ le tiers de leur contenu, sous une faible pression, par le robinet de vidange ouvert, qui est monté généralement sur la face avant de la boîte à feu, juste au-dessus du cadre du foyer; dans quelques rares cas, il se trouve sur l’une des faces latérales ou aussi sur les deux.
- Avec de l’eau d’alimentation de bonne dualité ou régulièrement épurée, ces extractions ne sont pas nécessaires; toutefois, lorsque l’eau est adoucie dans le tender par une addition de soude, il faut y procéder quelquefois, dès que le tartre se dépose uniquement sous forme de boue. Un dépôt trop abondant de boue a pour conséquence l’encrassement, à un degré considérable, des armatures, des boîtes à tiroir et des cylindres, ainsi que, s’il vient s’y ajouter des résidus d’huile, la formation de croûtes sur le bord de la tuyère d’échappement.
- L’extraction sous pression se fait aussi à l’aide de robinets placés sur les côtés du corps cylindrique; tel est le cas pour les détartreurs Gôlsdorf f1), employés depuis quelque temps sur les chemins de fer d’Ltat badois, suédois et wurtembergeois, et sur les chemins de fer fédéraux suisses. L’État badois a fait des déterminations comparatives provisoires du tartre évacué par le lavage des chaudières; il a trouvé en moyenne environ 48 kilogrammes de boue pour les locomotives sans détartreur et environ 37 kilogrammes de boue pour les locomotives à détartreur faisant le même service. De même, les. chemins de fer de l’Etat suédois se prononcent en faveur de ces détartreurs et disent que le temps entre deux lavages est doublé grâce à leur emploi.
- Les chemins de fer de l’État saxon emploient depuis quelque temps, en remplacement du robinet de vidange,une soupape montée sur la face avant de la boîte à feu.
- Pour la construction des robinets et soupapes d’extraction,voir les figures 88 à 93.
- 13. Eaux particulièrement corrosives sans acide minéral libre. — Toutes les administrations répondent qu’on ne devrait pas employer d’eaux de ce genre. Les administrations suivantes donnent des renseignements plus détaillés sur l’existence de ces eaux :
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine recevaient des analyses très divergentes, ne permettant aucune conclusion certaine sur la nature des combinaisons de chlore présentes, de l’eau de Moselle, très corrosive après épuration, mentionnée sous 2 et 7. Us adoptèrent donc le procédé suivant, donnant plus de garanties de sûreté :
- Sur un morceau de tube à fumée parsemé de pustules, on enleva au tour la couche extérieure, puis on lessiva les parties enlevées et on analysa la dissolution. On trouva, en pour cent du poids des parties enlevées :
- Sulfate de calcium.......................................0.008
- Chlorure de calcium......................................0.301
- ( ) Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer
- J ZSVyUGLIilJltï
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- Fig. 88 et 89. — Chemins de]fer fédéraux suisses.
- Fig. 90. — Chemins de fer impériaux d’Alsace-Lorraine.
- Fig. 92. — Chemins de fer de l’État danois.
- Eig. 88 à 98. — Robinets et soupapes d’extraction sans pression.
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- Chlorure de fer........................................0.025
- — de magnésium..................................0.613
- — de sodium.....................................0.137
- (Voir les renseignements au n° 2.)
- L’eau employée en gare d’Altona-sur-Elbe à l’alimentation des locomotives des chemins de fer d’État prussiens-hessois (cette eau, provenant des puits de Langen-felde, est refoulée, par l’usine hydraulique située en ce point, dans le réservoir de la gare d’Altona) ne convient pas telle quelle pour les chaudières, car dans les locomotives qu’elle sert à alimenter, les tubes à fumée et les armatures du ciel se corrodent et se trouent au bout d’un temps de service relativement court, à une petite distance du foyer en cuivre (jusqu’à 200 millimètres). Des tubes nouvellement emmanchés durent être remplacés déjà au bout de quatre à cinq mois et les ruptures de tubes dues aux corrosions pustuleuses étaient du nombre des incidents journaliers.
- D’après l’analyse chimique, il se trouve dans 100,000 parties de cette eau :
- Résidus de la vaporisation...................................19.00 parties.
- Perte par évaporisation...................................... 4.00 —
- Matières minérales.......................................... 15.00 —
- dont : Sulfate de calcium.................................. 7.46 —
- Chlorure de sodium................................... 3.51 —
- Autres matières minérales, et notamment combinaisons de carbone.................................... 4.03 —
- Si l’examen de ces chiffres conduit à considérer cette eau comme utilisable pour l’alimentation des chaudières, l’expérience et les observations journalières ont démontré qu’elle ne convient nullement pour cet usage. Visiblement saturée de gaz (acide carbonique et air), elle renferme par litre :
- 14.99 centimètres cubes d’acide carbonique, savoir :
- 7.22 centimètres cubes d’acide carbonique combiné ou demi-combiné, et 7.77 — — — — libre ; et en outre
- 29.00 centimètres cubes d’air atmosphérique, avec 8.00 centimètres cubes d’oxygène.
- En analysant les lessives résiduelles, on a constaté que 100,000 parties renferment :
- Résidus de la vaporisation . avec : Acide silicique .
- Oxyde de fer et al umine Sulfate de calcium . Azotate de calcium .
- — de sodium . Chlorure de sodium — de magnésium
- 315.20 parties 13.70 —
- 0.90 —
- 57.40 —
- 25.39 —
- 112.73 —
- 39.89 —
- 50.16 —
- Actuellement, à l’aide de petites pompes à lessive de soude conjuguées avec les
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- pompes élévatoires, l’eau est additionnée, par mètre cube, de 110 grammes de soude mélangée (neuf parties de soude calcinée et deux parties de soude caustique)-de plus, en passant du tuyau de refoulement dans le réservoir, l’eau est dirigée suides rigoles et plaques perforées, de manière à pouvoir se diviser en tombant et se débarrasser de ses gaz. Grâce à ces précautions, on a réussi à atténuer suffisamment les. corrosions de chaudière.
- En un autre point, l’eau a été captée à la surface et amenée au réservoir par des pompes. Les chaudières qui en étaient alimentées présentaient des avaries graves des tubes, tirants de ciel, rivets et parois, à la hauteur du niveau de l’eau. La formation de tartre était modérée et l'eau était peu dure. L’analyse chimique ne fit pas reconnaître, dans ce cas, de quantités nuisibles d’acides minéraux ordinaires, mais on constata la présence de combinaisons d’acide humique qui provenaient des couches marécageuses traversées par l’eau et ne pouvaient pas être éliminées. L’installation fut abandonnée et remplacée par des puits.
- Dans les gares de Güsten, Stassfurt, Bernburg et Oschersleben, on emploie des eaux dans lesquelles l’analyse n’a pas révélé d’acides minéraux libres.
- Les analyses de l’eau, exprimées en parties de 100,000, sont les suivantes :
- — Güsten. Stassfurt. Bernburg. Oschersleben.
- Acide sulfurique, ramené à l’anhydride. 138 . 342 2
- Acide azotique, ramené à l’anhydride . Dépourvu. 5 ?
- Acide azoteux Dépourvu. Dépourvu. Dépourvu. Dépourvu.
- Ammoniaque Dépourvu. Dépourvu. Dépourvu. Dépourvu.
- Chlore 161 371 ?
- Alcalis, ramenés à l’oxyde de sodium 142 307 ?
- Fer F IIg 03 . . 1
- Consommation de manganate de potas-
- sium 105 8
- Chaux (Ca O) 172 227.5
- Magnésie 63 110 ?
- Sulfate de calcium 234 553 774 598
- Carbonate de calcium 136 82 121
- Carbonate de magnésium 132 184 161 196
- Chlorure de magnésium 31 25
- Chlorure de sodium 267 570 216 122
- Azotate de sodium . 8 119 84
- Matières organiques, ramenées à l’acide 122 9 8 4
- oxalique . ' 44.66°
- Dureté totale 20.02° 38.15°
- Incrustants. 624 746 1,025 919
- Résidus de la vaporisation, y compris
- l’eau combinée, après un séchage de deux heures à 110° C 940 1,530 1,590 1,270
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- Fig. 94. — Séjour dans la chaudière|: 27|jours.
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- Toutes ces eaux attaquent énergiquement les parois de la chaudière et les tubes à fumée sans qu’on ait reconnu la présence d’acides minéraux libres. L’administration des chemins de fer prussiens-hessois attribue ce fait surtout à la forte teneur en chlorure de sodium ou en azotate de sodium.
- 14. Enduit destiné à protéger les tôles. — Les différentes administrations ont essayé toutes sortes de moyens pour empêcher les corrosions, mais aucune ne signale un succès appréciable. L’enduit au goudron chaud paraît donner les meilleurs résultats. Les chemins de fer de l’État bavarois font nettoyer avec soin et enduire avec du ciment de Port-land les parties rongées par des corrosions, les chemins de fer d’Alsace-Lorraine étament ces parties.
- Beaucoup de désincrustants, mis sur le marché, ont été reconnus inefficaces, tout au moins pour les chaudières de locomotives; certains d’entre eux dissolvent le tartre, mais attaquent ensuite les parois de la chaudière. On en verra un exemple dans les figures 94 et 95, représentant deux barres plates qui ont récemment séjourné 27 et 35 jours entre la plaque tubulaire et la face avant de boîte à feu dans une eau riche en acide tannique et additionnée du désin-crustant obtenu avec le jus épaissi de l’acacia catechu, et sur lesquelles les endroits marqués comme corrodés présentaient du fer métallique pur dans des trous d’environ 0.2 millimètre de profondeur. Des bandes de cuivre, introduites en même temps, n’ont montré aucune trace de corrosions.
- Les chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard font encore actuellement des essais avec l’enduit sidérosthène-lubrose. Les chemins de fer prussiens-hessois et certains autres expérimentent le palmaris,
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- la delmatine et Vanticorrosivum, mais n’ont pas obtenu jusqu’à présent de résultats appréciables.
- 15. Emploi de plaques de zinc. — Seuls les chemins de fer d’Alsace-Lorraine ont employé des plaques de zinc dans les chaudières pour rendre les combinaisons de chlore inoffensives, mais le succès a été nul.
- 16. Entretoises. — D’une manière générale, on emploie, pour les entretoises, du cuivre rouge ayant une résistance minimum de 22 kilogrammes par millimètre carré avec un allongement minimum de 38 p. c. sur 200 millimètres de longueur et une striction minimum de 45 p. c. de la section initiale. Depuis quelque temps, on emploie beaucoup, pour les rangées horizontales supérieures et pour les colonnes verticales avant et arrière des grands foyers, des entretoises en bronze manganésé pour lesquelles on prescrit généralement une résistance à la traction de 30 kilogrammes par millimètre carré, avec 25 à 30 p. c. d’allongement sur une longueur de 200 millimètres. Il ne faut pas que la proportion de manganèse dépasse 5 à 7 p. c. Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine proscrivent la présence d’étain dans ce bronze, tandis que l’État danois demande une composition de 95 p. c. de cuivre, 4.5 p. c. d’étain de Banca et seulement 0.5 p. c. de manganèse, en faisant remarquer que les entretoises à plus forte teneur en manganèse donnent de mauvais résultats. D’une façon générale, le bronze manganésé est jugé plus résistant à la rupture que le cuivre. Au point de vue de l’action du feu, il a été reconnu équivalent ou très peu inférieur au cuivre.
- Les chemins de fer d’État néerlandais et danois emploient, outre le bronze manganésé, le métal de Stone, mais les premiers n’y trouvent aucun avantage.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois emploient, à titre d’essai, outre les métaux qui précèdent, quelques autres, savoir :
- a) Le métal Durana, qui accuse une résistance à la traction de 33 kilogrammes par millimètre carré, avec 40 p. c. d’allongement sur 200 millimètres de longueur et une striction de 70 p. c.
- b) L’acier doux. D’après les essais faits jusqu’à présent, il ne semble pas que ce métal doive donner de bons résultats économiques, car l’usinage est plus difficile et par suite plus coûteux que celui du cuivre; d’autre part, la valeur des vieilles matières est extrêment faible.
- c) Entretoises en fer avec trou de 5 millimètres de la Compagnie Falls d’Ohio. Les essais sont encore en cours.
- Des essais ont été faits autrefois avec du cuivre au nickel, mais on les a abandonnés, car les têtes sautaient au bout de peu de temps et l’usinage était très coûteux. De même le bronze Rubel n’a pas donné de bons résultats, car il résiste très mal à l’action de feu. Une fois les têtes brûlées, il est impossible de faire un nouveau matage des entretoises. Ce bronze devient si fragile en service que le travail a a broche et au matoir fait éclater les têtes. Pour rétablir l’étanchéité des entremises
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- qui perdent, il faut refouler la tôle de cuivre avec un matoir plat contre les entretoises. En outre, à la suite de plusieurs remplacements, il a fallu, dans différents cas, employer des entretoises de 32 millimètres, de sorte qu’après deux renouvellements, l’introduction de manchettes spéciales devient nécessaire; de ce fait, abstraction faite de la diminution de résistance du foyer, sa durée est moindre. Les ruptures et les fuites se produisent autant qu’avec les entretoises ordinaires, mais seulement dans la région du feu, tandis que ces incidents n’ont pas été remarqués dans les sept ou huit rangées supérieures d’entretoises.
- Enfin, on fait aussi dés essais d’entretoises en cuivre rond laminé creux (perforation de 5 millimètres). D’après les essais faits jusqu’à présent, l’usure des têtes est moindre que pour les entretoises normales. D’autre part, la tenue dans les plaques est meilleure. On prétend que le dégagement de fumée est réduit dans une certaine mesure par la circulation de l’air à travers la perforation. Les essais entrepris ne sont pas encore terminés, mais ils ont démontré jusqu’à présent une certaine supériorité de ces entretoises sur les autres. Le chemin de fer Hollandais, l’Etat néerlandais et les chemins de fer fédéraux suisses font usage, avec succès, d’entretoises de ce genre sur une assez grande échelle.
- Les ruptures d’entretoises n’ont pas donné lieu à des perturbations graves, car après ces incidents tout le monde s’empresse de renouveler le plus tôt possible les entretoises cassées, afin que le foyer ou les parois de la boîte à feu ne courent guère de risque. Les ruptures d’entretoises se produisent le plus souvent contre les parois du foyer ou de l’enveloppe, à peu près au congé du corps délardé avec le filetage, plus rarement au milieu. Certaines administrations disent que c’est la partie voisine du foyer qui est la plus exposée, d’autres que c’est celle voisine de l’enveloppe de boîte à feu.
- Les ruptures se produisent principalement dans les parois latérales, dans la région du feu et dans le voisinage des supports de la chaudière, ainsi que dans les rangées supérieures des flancs et des faces arrière. Elles ont lieu plus rarement dans le voisinage des angles et sous la voûte en briques dans les parois latérales, ainsi que dans la partie inférieure de la plaque tubulaire du foyer; cependant l’Alsace-Lorraine signale que cette dernière partie également est exposée à des ruptures assez fréquentes.
- Outre les perforations usuelles de 3 à 4 millimètres de diamètre se prolongeant des deux côtés jusqu’au delà du filetage, soit sur une longueur d’environ 40 à 30 millimètres, on n’emploie pas de moyens spéciaux pour découvrir les ruptures. Afin de faciliter la recherche des entretoises cassées, on perce souvent les tôles de la chemise isolante, au droit des entretoises, de trous de 15 à 18 millimètres de diamètre.
- 0 n’est employé d’entretoises flexibles que sur les chemins de fer de l’État danois. En outre, l’État norwégien fait usage d’entretoises flexibles pour les rangées longitudinales extérieures du ciel, jusqu’à environ 1 mètre en arrière de la plaque tubulaire. -
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- Des incidents graves dus à l’usure par le feu et à la chute des têtes d’entretoises ne se sont produits nulle part.
- Des indications sur les matériaux et la disposition des entretoises sont aussi données dans les figures 45, 48, 51 à 61 et 64.
- 17. Emploi de briques réfractaires. — Les chemins de fer d’État saxons et suédois ont seuls fait des expériences avec des parois en briques réfractaires, mais n’en ont pas continué l’emploi. Les premiers disent que les frais de réparation de ces parois de protection prenaient des proportions excessives et que, de plus, la sécurité du service était compromise en cas d’écroulement des garnissages.
- Au surplus, tous les chemins de fer munissent leurs locomotives, pour protéger la plaque tubulaire et pour atténuer plus ou moins le dégagement de fumée, de voûtes en briques réfractaires dont la forme et les dimensions varient avec les foyers. Les résultats obtenus sont satisfaisants.
- Conclusions sur le littéra C de la question VI.
- (Allemagne, Danemark, Pays-Bas, Luxembourg, Norvège, Suède, Suisse.)
- Les principales avaries de chaudières sont les suivantes :
- 1° Criques (fissures) aux arrondis supérieurs et latéraux et dans les cloisons entre tubes du foyer, aux arrondis dans les angles de l’enveloppe de boîte à feu près de la face avant, aux points d’encastrement des entretoises dans les parois latérales et le berceau, à la rivure du cadre de la porte du foyer, aux trous de lavage, aux entretoises des parois latérales et du ciel ;
- 2° Pustules : Elles se produisent surtout sur les tôles du corps cylindrique, notamment au-dessus des supports de chaudière et dans le voisinage de l’entrée de l’eau d’alimentation jusqu’aux environs du tiers inférieur du diamètre de la chaudière ; souvent aussi sur les tubes à fumée, dans le voisinage de la plaque tubulaire du foyer;
- 3° Sillons, sur les tôles de l’enveloppe de boîte à feu, juste au-dessus du cadre inférieur, sur la plaque tubulaire de boîte à fumée dans sa partie inférieure, et enfin dans le corps cylindrique, aux joints des tôles de chaudière, où ils se dirigent le plus souvent parallèlement à la clouure voisine ;
- 4° Corrosions générales de surface : On les trouve dans les demi-viroles inferieures du corps cylindrique, sur les faces extérieures des chaudières aux trous de lavage et aux joints des viroles.
- Pour combattre les avaries de chaudière, pour empêcher les formations de tartre et pour assurer le bon entretien des chaudières, le meilleur moyen préventif est l’épuration de l’eau d’alimentation avant usage, jusqu’à 6 ou 8 degrés de durete allemands.
- Les procédés usuels de traitement chimique dans des appareils spéciaux Prü
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- duisent une épuration suffisante de l’eau et donnent de bons résultats économiques. Les additions de soude, notamment, faites dans la chaudière ou dans la caisse à eau du tender, suffisent pour les eaux qui ne renferment pas une proportion excessive de matières incrustantes.
- Dans l’un et l’autre cas, il faut contrôler attentivement la dose de soude si l’on veut éviter des inconvénients en service.
- A part le pétrole, les désincrustants proposés et expérimentés fréquemment et en grand nombre n’ont procuré aucune espèce d’avantages.
- Les détartreurs du genre de celui employé sur le chemin de fer rhétique, ou du type Gôlsdorf, placés dans l’intérieur de la chaudière, exercent une action favorable et paraissent offrir un bon moyen d’atténuer encore davantage les ennuis dus au tartre dur.
- Pour éviter certains inconvénients d’ordre technique et économique, il faut surveiller en première ligne, outre l’exécution rationnelle du travail dans les ateliers de chaudronnerie et le contrôle rigoureux de la condition des matériaux, le bon entretien des chaudières en service, surtout par le lavage et le nettoyage faits avec soin. Les dépenses qui en résultent sont largement rachetées par la réduction des frais d’entretien et le prolongement de la durée des chaudières.
- Le lavage à l’eau chaude est préféré par la plupart des administrations.
- Pour les entretoises, on emploie surtout le cuivre; cependant le bronze manganésé a souvent donné de bons résultats aux points qui ne sont pas trop exposés à l’action du feu.
- Toutes les administrations intéressées sont d’avis que, pour éviter les avaries de chaudières, il n’y a pas lieu d’apporter des modifications au mode de construction actuel des générateurs.
- *
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-
-
-
- ANNEXE I. VI 578 Tableau des dimensions p We. elques locomotives similaires. VI 579 ANNEXE I.
- I Numéro d’ordre. Nom de l’Administration. Désignation des locomotives. Surface de la grille, en mètres carrés. Surface de c s 2 * H ïi h tu *4 C B în w • % S ] JS> CÛ )iaHiètre des cylindres Course des pistons, en millimètres. Diamètre des roues motrices, en millimètres. Vitesse maximum, en kilomètres par heure. Poids de la locomotive à vide, en tonnes. Poids adhérent en charge, en tonnes. Poids total de la locomotive en charge, en tonnes.
- Foyer, en métrés carrés. CQ O co b © cj A 5 o 3 ® M y g <> S cjg "" g © 3 •G ci S ® g H Haute pression, en millimètres. Basse pression, | en millimètres.
- 1 Chemins de 1er d’État prussiens- Compound à deux cylindres, sans surchauffe
- hessois 4-4-0, pour trains express .... 2.2 7 9.06 109.01 460 680 600 1,980 100 46.3 30.3 50.58
- 2 Idem Simple expansion, à surchauffe, 4-4-0, pour 118.0;
- trains express .... 2.27 10.56 91J5 530 600 1,980 1 100 48.8 ' 29.9 53.20
- 3 Idem Compound à quatre cylindres,'sans surchauffe 101.71 30.15
- 4-4-2, pour trains exoress . . 3.00 10.83 167.96 117.9e 16 340 560 640 1,980 100 57.6 29.4 63.10
- 4 Idem Compound à quatre cylindres,sans surchauffe
- 4-4-0, pour trains express .... 2.28 11.35 110.61 14 340 530 640 1,980 100 52.6 32.1 57.30
- 5 Idem Simple expansion, à surchauffe, 4-4-0, pour
- 6 Idem trains express .... Compound à quatre cylindres,sans surchauffe, 2.30 11.83 126.87 138.7 38.57 12 550 ... 630 2,100 110 53.4 34.1 59.50
- 4-4-2, pour trains express 2.71 Ifi? g 14 360 560 600 1,980 100 54.68 31.4 60.00
- 7 Idem . Compound à quatre cylindres,sans surchauffe, ***
- 4-4-2, pour trains express . _ 2.71 234 J) 14 360 560 600 1,980 100 56.46 29.9 61.82
- 8 Idem Simple expansion, à surchauffe, 4-4-0,'- pour ***
- trains express 2.31 131.2 31.69 12 550 630 2,100 110 53.7 32.61 59.00
- 9 Idem Compound, sans surchauffe, 4-4-0, pour trains
- express 2.27 125.0.' 12 460 680 600 1,980 100 43.15 30.00 48.32
- 10 Idem Locomotive à simple expansion,à surchauffeur
- Pieloek, 2-6-0, pour trains de voyageurs. . 2.25 11.54 160.08 171.62 26.52 12 540 630 1,600 90 52.00 45.00 58.00
- y compris
- les tubes
- surehauff.
- 11 Idem Compound, sans surchauffe, 0-8-0, pour trains
- de marchandises 2.25 10.02 128.7 138.72 12 530 750 630 1,250 45 48.21 54.73 54.73
- 32 Idem Simple expansion, à surchauffé, 0-8-0, pour
- trains de marchandises .... 2.25 11.97 120.29 132.26 31.70 12 590 660 * 1,350 50 50.45 56.00 56.00
- 13 Idem Loeomotive-tender à simple expansion, sans
- surchauffe, 2-6-0, pour trains de marchand. 1.53 7.17 100.77 107.94 12 430 630 1,350 60 41.53 40.96 53.40
- 14 Idem Loeomotive-tender à simple expansion, à
- surchauffe, 0-6-0, pour trains de marchand. 1.48 7.53 60.90 68.43 16.40 12 500 600 1,350 60 37.0 46.2 46.2
- 15 Idem Loeomotive-tender à simple expansion, sans
- surchauffe, 2-6-0, pour trains de voyageurs. 1.70 8.43 112.07 120.50 12 480 630 1,500 80 49.2 47.25 63.00
- 16 Idem LocomOtive-tender à simple expansion, à
- surchauffe, 2-6-0, pour trains de voyageurs. 1.73 9.33 102.64 111.91 29.5 12 540 630 1,500 80 51.5 47.10 65.10
- 17 Idem Loeomotive-tender à simple expansion, sans
- surchauffe, 0-10-0, pour traing de marchand. 2.37 8.39 129.13 131.52 12 520 630 1,200 45 60.3 73.50 73.50
- 18 Idem . . Loeomotive-tender à simple expansion à
- surchauffe, 0-10-0, pour trains de*marchand. .2.25 11.49 123.43 134.92 41.91 12 610 660 1,350 50 59.65 74.3 74.30
- 19 Idem Locomotive compound à quatre cylindres,
- sans surchauffe, 4-4-2, pour trains express. 4.00 *** 14 380 580 600 1,980 100 68.8 £3.0 76.90
- 20 Idem Locomotive à simple expansion, à surchauffe, 150.52 « 00
- 4-6-0, pour trains de voyageurs. . . 2.62 14.24 136.28 12 590 630 1,750 100 63.6 46.76 69.53
- 21 Chemins de fer de l’État bavarois Loeomotive-tender à simple expansion, sans l£ff
- surchauffe, 4-4-2 1.96 12 450 500 1,640 52.8
- 22 Idem Locomotne-tender à simple expansion, à 89 80.2
- surchauffe, 4-4-2 1.95 12 500 560 1,640 54.4
- 23 Idem . Locomotive à voyageurs, à simple expansion, 120.5
- sans surchauffe, 4-4-0 2.2 12 430 610 1,860 44.5
- 24 Idem Locomotive à voyageurs, à simple expansion, 94.6 86.8
- à surchauffe, 4-4-0 2.2 13 490 610 1,870 47.1
- 25 Idem Locomotive express compound à quatre cylin- 205.5
- dres, sans surchauffe, 4-6-0 3.27 16 340 570 640 1,870 63.7
- 26 Idem Locomotive express compound à quatre cylin- 162.5
- dres, à surchauffe, 4-6-0 3.27 360 590 640 1,870 64.9 • ••
- 27 Chemin de fer Hollandais . . . Locomotive express à simple expansion, sans 113.1 «*.
- surchauffe, 4-4-ü 9.8 457 660 2,016
- 28 Idem Locomotive express à simple expansion, à 73.1 33.4 88.3
- surchauffe, 4-4-0 10.3 550 ... 660 2,016 ... ...
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-
-
- Numéro d’ordre.
- VI
- 580
- ANNEXE I.
- Tableau des
- Nom
- de l’Administration.
- Désignation des locomotives.
- <5 S % rt
- | locomotives similaires. {Suite.
- 29 Chemins de fer de l’État suédois . Locomotive express à simple expansion, sans 1.97
- surchauffe, 4-4-0 8.26 89.7 97.6
- 30 Idem Locomotive express à simple expansion, à 2.60
- surchauffe, 4-4-2 11.80 121.20 133.0
- 31 Idem Locomotive express à simple expansion, à 2.60
- surchauffe, 4-6-0 12.7 14U.0 152.7
- 32 Idem • Locomotive à marchandises, simple expan-
- sion, à surchauffe, 0-8-0 2.08 10.7 92.6 103.3
- 33 Idem Locomotive à marchandises, simple expan- 3.15
- sion, à surchauffe, 0 10-0 13.1 183.0 196.1
- 34 Idem Locomotive-tender à voyageurs, simple ex- 1.84
- pansion, à surchauffe, 4-6-0 8.05 71.0 79.05
- , Surface de chauffe (en contact avec l'eau).
- 35 Chemins de 1er fédéraux suisses . Locomotive express compound à deux cylin- 10.4 118.1 128.5
- dres, sans surchauffe, 4-4-0 2.2
- 36 Idem Locomotive express compound à quatre cylin- 15.5 143.1 158.6
- dres, sans surchauffe, 4-6-0 2.6
- 37 Idem Locomotive express compound à quatre cylin- 15.5 119.6 135.1
- dres, à surchauffe, 4-6-0 2.6
- 38 Idem Locomotive express compound à quatre cylin- 18.0 159.0 177
- dres, sans surch., 4-6-0, avec foyer Brotan . 2.5
- 39 40 Idem Idem Locomotive express à trois cylindres, à surchauffe. 4 6-0 Locomotive à voyageurs, compound à trois cylindres, sans surchauffe, 2-6-0 .... 2.6 15.5 12.3 119.6 123.5 135.1 135.S
- 2.3
- 41 Idem . . . Locomotive à voyageurs, simple expansion, à surchauffe, 2-6-0 Locomotive à marchandises, compound à 2.3 12.3 99.6 1119
- 42 Idem 14.2 160.0 174.2
- quatre cylindres, sans surchauffe, 2-8-0. . 2.44
- 43 Idem Locomotive à marchandises,simple expansion, 14.2 126.8 141.0
- à surchauffe, 2-8-0 2.44
- 44 Chemin de fer du Gothard . . . Locomotives à voyageurs, compound à quatre 12.8 114.0 126.8 J
- cylindres, avec surchauffeur Pielock, 4-6-0 . Locomotive à voyageurs, compound à quatre 2.4 155-S
- 45 Idem 12.8 143.0
- cylindres, sans surchauffe, 4-6-0 .... Locomotive à marchandises.simple expansion, 2.4 105-
- 46 Idem 10.2 94.8
- avec sur chauffeur Pielock, 0-6-0 .... Locomotive à marchandises, simple expansion, 2.08 2.08 132.2
- 47 Idem . . 10.2 122
- sans surchauffe, 0-6-0 133.94
- 48 Idem Locomotive àmarchandises,simple expansion, 2.15 11.56 122.38
- avec surchauffeur Pielock, 0-8-0 .... Locomotive à marchandises.simple exnansion, 125.3
- 49 Idem 2.15 11.50 113.8
- . avec surchauffeur Schmidt-tubes, 0-8-0 . . Locomotive àmarchandises, compound à qua- 233.6
- 50 Idem 4.07 13.15 220.0
- tre cylindres, avec surchauff. Clench, 2-8-0. 138-0
- 51 Idem Locomotive à voyageurs, compound quatre 3.34 15.4 173.2
- cylindres, avec surchauffeur Clench, 4-6-0. 131-4
- 52 Chemin de fer rhétique .... Locomotive à marchandises, compound à deux 2.1 8.4 123
- cylindres, sans surchauffe, 2-8-0 .... lC6é
- 53 Idem Locomotive à marchandises.simple expansion, 2.1 8.4 97.1
- à surchauffe, 2-8-0
- 37.6
- 37.6
- 27.2
- ® S
- n.5
- Diamètre des cylindres
- G M O © G co O <Ü
- CO -*-» CO & § B CO -tJ CO O 2 s A
- S *1 G S g
- W 113 n 5
- 420
- 2X540
- 600
- ® S
- 559
- 90
- ANNEXE I.
- 37.4 26.5 ) 41.10 ( 47 p. c. ( Economie Vde charbon.
- 54.7 30.9 60.2
- 62.3 47.4 68.5
- 45.5 50.0 50.0
- 75.5 83.5 83.5
- 47.4 40.0 60.00
- 46.2 31.8 51.0
- 58.0 46.0 64.4
- 62.7 45.7 68.9
- 58.6 45.7 65.1
- 60.5. 45.4 66.8
- 50.4 44.8 56.4
- 50.5 45.1 56.3
- 59.7 57.6 66.3
- 60.4 58.0 67.1
- 60.72
- 59.57
- ' 43.9
- 42.8
- 54.67
- 55.07
- 71.0
- 73.3 ...
- 42.12 41.6 47.0
- 42.12 41.6 47.0
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-
- VI
- 582
- ANNEXE IL
- Administration des chemins de fer d’État prussiens. Instructions de service concernant les locomotives à vapeur surchauffée.
- I
- Appareils spéciaux des locomotives à vapeur surchauffée:
- 1. Un surchauffeur placé dans la boîte à fumée, alimenté de gaz chauds par un gros tube qui traverse le cylindrique, ou
- un surchauffeur placé dans les tubes à fumée, dont les différents éléments sont logés dans les tubes à fumée de grand diamètre dans lesquels passent les gaz chauds qui assurent la surchauffe.
- 2. Une commande de volets, solidaire avec la manœuvre du souffleur, pour le surchauffeur placé dans la boîte à fumée, ou
- une commandée de volets, d’étouffoir, à fonctionnement automatique, pour le surchauffeur placé dans les tubes à fumée.
- 3. Une soupape servant à nettoyer le surchauffeur dans la boîte à fumée par l’air ou la vapeur, ou
- un tuyau métallique flexible avec lance, pouvant être vissé sur une canalisation d’air comprimé ou de vapeur, pour ramoner les gros tubes à fumée renfermant les éléments du surchauffeur.
- 4. Pour les surchauffeurs placés dans la boîte à fumée, une seconde trémie de vidange spéciale, servant à évacuer le fraisil du surchauffeur.
- 5. Une porte de nettoyage dans la boîte à fumée ; en ouvrant cette porte, on peut tringler le gros tube alimentant le surchauffeur de boîte à fumée et nettoyer la partie inférieure des tuyaux surchauffeurs.
- 6. Sur les cylindres :
- a) Des tiroirs cylindriques à introduction centrale, sans segments élastiques ;
- b) Des soupapes de sûreté et des soupapes de rentrée d'air dans le fond et le couvercle
- du cylindre, et des soupapes de sûreté solidaires avec les robinets purgeurs ;
- c) Un appareil compensateur de pression, avec manœuvre, pour la marche à régulateur
- fermé ;
- d) Une douille de guidage pour la contre-tige de piston.
- 7. Unepresse à huile, au lieu du graisseur à condensation.
- 8. Un pyromètre à distance, servant à indiquer la température de la vapeur dans la boîte a tiroir.
- 9. Un manomètre accusant la pression de la vapeur surchauffée dans la boîte à tiroir.
- 10. Un manomètre accusant la. dépression dans la boîte à fumée.
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-
-
-
- VI
- N
- 583
- II
- Règles générales pour la conduite de la locomotive à surchauffe.
- ]. Pour démarrer, il ne faut jamais ouvrir le régulateur brusquement. Même quand la locomotive travaille à sa limite de puissance, il ne faut l’ouvrir que dans la proportion nécessaire pour que la pression dans la boîte reste d’au moins */2 kilogramme au-dessous de la pression dans la chaudière, afin d’éviter les entraînements d’eau vers les cylindres.
- 2. Pour éviter les patinages, il faut, aussitôt après le premier tour de roue, relever suffisamment les coulisses ‘et régler surtout le démai'rage à l’aide du changement de marche. En raison de la douceur du mécanisme, on peut, malgré Vouverture en grand du régulateur, donner à chaque instant du démarrage le degré dadmission avec lequel, tout en réalisant un démarrage vigoureux, on peut éviter le patinage.
- 3. Position du régulateur et de changement du marche. La plus faible admission ne doit pas être de moins de vingt centièmes, même avec une pression normale dans la boîte à tiroir. Lorsque le travail diminue, il ne faut pas ramener l’admission au-dessous de vingt centièmes, mais réduire la pression dans la boîte à tiroir, par laminage avec le régulateur, de 11.5 à 3 kilogrammes suivant les besoins, et abaisser les coulisses de manière à assurer la douceur de roulement.
- 4. Soins à donner au graisseur mécanique. (Voir III-l, IY-4 et Y-5.)
- 5. Nettoyage et conduite du surchauffeur. (Voir IV-2 et 3, et V )
- 6. Surchauffeur aussi intense que possible. (Voir III-4 et 1Y-Î et 2.)
- La température de la vapeur doit être en moyenne de 320° et ne doit pas être maintenue longtemps au-dessus de 350°. Elle est accusée par le pyromètre à distance.
- La locomotive développant une puissance modérée, la surchauffe sera insuffisante si le feu est trop haut et fumeux ou bien trop bas (l’excès d’air refroidit les gaz chauds), ou bien si le surchauffeur est insuffisamment nettoyé, ou par l’emploi d’une voûte en briques trop longue ou placée trop haut, empêchant la libre entrée de la flamme dans le carneau, ou encore par suite du niveau trop élevé de l’eau.
- La brusque diminution de la température de surchauffe est l’indice d’un entraînement d’eau dans le surchauffeur, incident qui peut se renouveler souvent avec de l’eau écumeuse et boueuse, et auquel on ne peut remédier que par le lavage complet de la chaudière. Pour obtenir une bonne surchauffe, il faut aussi manœuvrer le régulateur avec soin et laminer suffisamment la vapeur qui, dès lors, arrive aussi sèche que possible dans le surchauffeur.
- Le degré du laminage peut être reconnu à tout instant sur le manomètre de la boîte à tiroir, qui indique au mécanicien la pression efiective qu’il utilise.
- 1 • Manœuvre prudente du changement de marche. — Le régulateur étant fermé, il ne faut jamais ramener tout de suite le changement de marche à fond de course. Pour éviter sûrement les coincements et grippages des tiroirs, il ne faut mettre le changement de marche à fond de course qu’après un arrêt, pour le démarrage.
- Par contre, dans toute sortie du dépôt il faut toujours marcher d’abord avec le changement de marche à fond de course, afin que les tiroirs frottent sur le fourreau dans toute sa longueur et enlèvent les résidus d’huile et les corps étrangers qui ont pu s’y accumuler.
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-
-
-
- VI
- 584
- 8. Manœuvre de l’appareil compensateur de pression. — La tringle de commande, abonnissant dans l’abri, du côté du mécanicien, doit toujours être tirée aussitôt après la fermeture du régulateur et repoussée aussitôt après l’arrêt de la locomotive (*). On ne touchera pas au changement de marche.
- III
- Avant le départ.
- 1. Les instructions pour l’emploi de la pompe à huile doivent toujours être emportées sur la locomotive. Elles prescrivent le rechargement régulier de la pompe dès la fin de l’étape avec de l’huile à surchauffe et la vérification à la main de son fonctionnement avant le départ. La crépine du vase de remplissage et l’intérieur de celui-ci, doivent être nettoyés assez fréquemment. Il faut veiller avec un soin particulier à la propreté de la pompe à huile.
- La presse Michalk ne débite que quand le cliquet est placé de telle façon que la manivelle ne puisse être tournée que de gauche à droite. Après le parcours terminé, on recharge la presse, puis on retire la manivelle pour empêcher tout acte de malveillance.
- Avec la presse Dicker & Werneburg, il faut, après remplissage des cylindres, ramener la poignée de la manivelle dans la position inférieure. Le fonctionnement de la presse peut être suivi sur le chapeau placé au milieu de l’appareil. Dès que les cylindres n’ont plus d’huile, la manivelle remonte spontanément et brusquement, et il faut alors procéder sans retard au rechargement de la presse, si l’on a négligé de le faire avant le départ.
- Dans la presse Ritter, le débit automatique de l’huile pour le graissage n’a lieu que si l’écrou à oreilles est vissé à bloc sur le ressort d’accouplement. Pour vérifier à la main le fonctionnement de cette presse, on dévisse l’écrou à oreilles et on tourne la manivelle à gauche.
- Pour recharger la presse, on dévisse l’écrou à oreilles et on tourne la manivelle à droite.
- On évitera en général de graisser à la main en cours de route, on n’y procédera qu’en cas de marche pénible ou de surchauffe au delà de 350° ou de fonctionnement instable du mécanisme de distribution. Dans ce dernier cas, on ramènera aussitôt le changement de marche au point mort et on ne le remettra lentement à fond de course qu’après avoir obtenu une parfaite stabilité d’allure.
- 2. Pendant l’allumage, à cause de la formation de suie, il faut toujours laisser fermés les volets du surchauffeur de boîte à fumée, solidaires avec la commande du souffleur, pour ne les ouvrir que peu avant le départ, quand le feu est devenu clair.
- De même, les volets automatiques du surchauffeur placé dans les tubes doivent bien fermer pendant l’allumage et les stationnements de la locomotive, et il faut en assurer le nettoyage avec soin.
- (J) Lorsqu’il s’agit d’une locomotive à surchauffeur, dont les cylindres n’ont pas encore pu etie munis de l’appareil compensateur de pression, on évitera les chocs dans le mécanisme, sur les lignes en pente, en ne'fermant le régulateur qu’en partie et en marchant, suivant la déclivité, avec une pression convenablement réduite dans la boîte à tiroir et avec les admissions qui donnent la plus grande douceur de roulement de la locomotive aux différentes vitesses. Si la vitesse devient excessive, on serrera ment les freins. — Dans ces conditions, les tiroirs cylindriques et les pistons moteurs n’aspirent pas suie et de crasse de la boîte à fumée, les refroidissements des cylindres sont évités, le feu reste en état avec une dépression modérée et la grille ne s’encrasse pas.
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-
-
- VI
- 585
- Leur ouverture en vue du réglage de la surchauffe, ne doit se faire qu'avec le régulateur ouvert, dans les conditions indiquées sur un écriteau.
- 3. L’étanchéité de la boite à fumée a une grande importance. Tous ses joints doivent être vérifiés attentivement. Toute fuite à la porte, aux tôles de revêtement, aux brides des deux trémies à escarbilles et à leurs joints doit être radicalement aveuglée, car ces fuites nuisent beaucoup à la surchauffe nécessaire et, par suite, à l’économie et à la puissance de la locomotive.
- 4. Avant le premier démarrage, il faut réchauffer les cylindres et évacuer l’eau par les purgeurs. Après le démarrage, on ne fermera ces robinets que quand les boites à tiroir et les cylindres sont suffisamment réchauffés pour que le pyromètre accuse une température de 200° ou davantage. Plus tard, les purgeurs peuvent rester fermés même pour les démarrages ; toutefois, il faut les ouvrir immédiatement en cas de baisse brusque de la surchauffe, car ce fait indique en première ligne un entraînement d’eau dans le surchauffeur ou dans les cylindres.
- 5. Les ressorts des soupapes de sûreté des cylindres doivent toujours être nettoyés avec soin, afin de sauvegarder la liberté de leur fonctionnement et, par suite, l’efficacité des soupapes de sûreté.
- 6. Avant chaque parcours, il faut vérifier la bonne application, sur les carrés des tiges de tiroir, des écrous servant, à régler la distribution et de leurs freins.
- IV
- En cours de route.
- 1. Il faut conduire le feu de façon à obtenir, autant que possible, une surchauffe moyenne de 320°, et ce but est atteint sûrement en n’ajoutant toujours sur une couche suffisamment épaisse, bien allumée et absolument continue, qu’un nombre modéré de pelletées distribuées en forme de fer à cheval, c’est-à-dire en donnant une plus grande hauteur vers l’arrière, dans les deux angles d’arrière du foyer et au-dessous de la porte.
- Il faut donc absolument charger plus souvent que sur les locomotives compound, et, en règle générale, faire marcher Vinjecteur après chaque chargement de foyer. Cependant il faut que le feu ne soit jamais épuisé à un point suffisant pour que la température de combustion puisse s’abaisser ni surtout qu’il puisse arriver de l’air froid dans le foyer par la grille découverte en certaines parties.
- 2. Si, dans des conditions favorables, la température du surchauffeur monte à 350°, il faut fermer les volets du surchauffeur dans une mesure suffisante pour que cette température de surchauffe ne soit pas sensiblement dépassée.
- 3. L'injecteur de la boîte à fumée doit être ouvert assez souvent, chaque fois pour un petit temps, après un long parcours ou en cas de service dur de la locomotive, afin que l’enveloppe du surchauffeur et les tôles de revêtement ne souffrent pas du contact avec le fraisil.
- 4. On surveillera le fonctionnement du graisseur mécanique et on engraissera le mécanisme de commande suivant les prescriptions du règlement.
- 5. En fermant le régulateur, on tirera aussitôt la tringle de commande de Vappareil compen-sateur de pression, mais sans toucher au changement de marche avant l’arrêt de la machine. De
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- la sorte, pendant la marcne à régulateur fermé, tout le mécanisme a un fonctionnement doux, la locomotive court plus librement et les soupapes de rentrée d’air des plateaux de cylindres empêchent l’aspiration de suie de la boîte à fumée et, par suite, l’encrassement des tiroirs (t).
- 6. En cas de mise hors de service d’un côté de la machine, ©n calera d’abord le tiroir cylindrique de ce côté dans sa position moyenne, afin que les deux ouvertures d’admission au cylindre soient fermées. A cet effet, on accomplira les opérations suivantes :
- Le changement de marche sera mis au point mort, on démontera la base de jonction du bras de la crosse et du levier d’avance, puis on donnera au levier d’avance une position exactement verticale . Le tiroir étant au milieu de sa course, la tige de tiroir sera calée dans cette position à l’aide des vis prévues à cet effet.
- En outre, on démontera la tringle de commande des robinets purgeurs du cylindre et on la calera de manière que les robinets restent ouverts, afin que la vapeur qui pourrait passer dans le cylindre par suite de fuites au tiroir cylindrique puisse s’échapper.
- Le démontage des bielles et le calage de la tête de piston, avec le piston, ne sont nécessaires que si l’une de ces pièces est devenue inutilisable ou s’il reste de longues étapes à franchir.
- Y
- A l’arrivée.
- 1. Le fraisil accumulé dans les trémies et le mâchefer se trouvant sur et entre les barreaux de grille seront retirés avec soin.
- 2. Le surchauffeur sera nettoyé avec soin.
- Le nettoyage par jet d’air ou de vapeur est nécessaire à la fin de chaque parcours ; quand il s’agit d’un surchauffeur placé dans la botte à fumée, on y procède d’abord avec les volets de sur-chauffeur ouverts, puis après enlèvement du fraisil, avec la trappe de la trémie à fraisil ouverte et les volets de surchauffeur fermés.
- Lorsqu’il s’agit d’un surchauffeur placé dans les tubes â fumée, on visse le souffleur sur la canalisation de vapeur ou d’air comprimé et on introduit la lance dans l’ouverture arrière des tubes à fumée.
- Pendant le lavage, on détachera et enlèvera par le foyer les mâchefers qui se sont déposés sur les chapeaux des tuyaux surchauffeurs.
- Si des engorgements ont eu lieu, on les enlèvera avec une tringle.
- 3. On nettoie ensuite avec soin les volets du surchauffeur et les trappes des deux trémies à -escarbilles, et on ferme ces dernières d’une façon étanche.
- 4. Il faut nettoyer les ressorts et enveloppes des soupapes de sûreté des cylindres.
- 5. A l’occasion du lavage, on retire le pare-étincelles pour voir s’il s’est formé une couche de suie sur le bord de la tuyère. Dans ce cas, le graissage a été trop abondant et il faut réduire la coursé de la pompe à huile. On enlèvera avec soin la couche de suie, qui nuit au tirage, de façon qu’il ne tombe pas de suie dans la colonne d’échappement. (*)
- (*) Sur les longues pentes, il peut arriver avec les anciens compensateurs, trop petits, que la compression devienne trop forte et que les cylindres s’échauffent. Dans ces cas, on peut ramener lente ment le changement de marche à fond de course. t
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- £e lavage de la chambre de surchauffe est rigoureusement interdit, à cause de Voxydation des tubes qui en résulterait.
- Les prescriptions qui précèdent ont été approuvées par Mr le ministre des travaux publics, par arrêté du 17 mai 1906, VI D 9160, pour tous les réseaux de directions, et sont publiées sur son ordre par la Direction soussignée.
- ANNEXE III.
- Questionnaire détaillé relatif à la question VI.
- A. — Chaudières avec tubes a fumée; conditions d’établissement et d’entretien
- DES TUBES ET DES PLAQUES TUBULAIRES.
- 4. Quel type de chaudière employez-vous : Belpaire ou à berceau cylindrique? Prière d’envoyer des dessins de vos derniers types normaux.
- 2. Si vous employez des chaudières à berceau cylindrique, armez-vous les ciels de foyer au moyen de fermes ou d’entretoises radiales ? Veuillez indiquer les avantages particuliers que vous reconnaissez à chacun des deux types.
- 3. Avez-vous des locomotives munies de foyers cylindriques? Si vous employez ce type, prière de joindre des dessins et d’indiquer les avantages ou les inconvénients inhérents à l’adoption de ce mode de construction du foyer.
- 4. Avez-vous des chaudières munies de chambres de combustion? Le cas échéant, prière de joindre des dessins et de dire quels sont les résultats que vous avez obtenus avec ce mode de construction.
- 3. Avez-vous construit des chaudières dont les foyers ne sont pas en cuivre? Le cas échéant, quels ont été les résultats obtenus, relativement à ceux des foyers en cuivre du même genre de construction ?
- 6. Quelles sont la forme et les dimensions que vous trouvez les plus convenables pour la porte du foyer? Employez-vous une porte spéciale ou un autre moyen spécial pour régler l’admission de l’air ? Employez-vous un cadre ou des pinces embouties pour assembler la plaque du foyer avec la façade arrière de la chaudière ? Dans le premier cas, comment le cadre est-il attaché, et dans le second cas, comment les plaques sont-elles assemblées? Prière de joindre des dessins et de faire connaître les résultats obtenus, au point de vue de l’étanchéité, avec le mode d’assemblage employé.
- 7. Quelle est la proportion entre la surface totale de la grille, les vides entre les barreaux et la surface totale des tubes? Avez-vous des chaudières munies de grilles à secousses ou à jette-feu?
- S- Dans les très longues chaudières, employez-vous un genre quelconque de support intermédiaire pour le corps cylindrique ?
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- 9. Quel est le type de plaque tubulaire d’avant dont vous munissez vos chaudières : plaqye emboutie s’ajustant sur la virole d’avant ou plaque avec prolongement s’assemblant sur l’enveloppe ?
- 10. Quel métal employez-vous pour vos tubes? Indiquez les raisons de l’adoption du métal ou de l’alliage dont vous faites usage.
- 11. Quelles sont les dimensions des tubes employés dans vos principaux types de chaudières y compris l’épaisseur à chaque extrémité ?
- 12. Quelle méthode employez-vous pour l’emmanchement des tubes dans les plaques tubulaires de vos chaudières ? Veuillez donner une description, avec croquis, des machines ou appareils spéciaux employés pour cet usage. Les tubes sont-ils mandrinés et rétreints d’après un système particulier ?
- 13. Avez-vous expérimenté des tubes Serve? Le cas échéant, prière de donner des renseignements sur votre expérience.
- 14. Avez-vous à vous plaindre :
- a) de corrosions des tubes en acier ou en fer ?
- b) d’usure excessive ou de cassures des tubes en cuivre ou en laiton contre la face inté-
- rieure de la plaque tubulaire en cuivre ?
- Quels moyens employez-vous pour combattre ces défauts ?
- Avez-vous essayé des tubes en acier ou fer galvanisé et, s’il y a lieu, quels ont été les résultats?
- Avez-vous employé des tubes en fer ou en acier avec manchettes en cuivre à l’extrémité arrière? Le cas échéant, quelle longueur donnez-vous à ces manchettes, comment les assemblez-vous avec les tubes et quels sont les résultats obtenus en ce qui concerne la tenue de l’assemblage, la diminution des corrosions et l’étanchéité du tube dans la plaque?
- 13. Employez-vous des viroles dans les tubes? Le cas échéant, dans quel but, c’est-à-dire sont-elles destinées, par exemple :
- a) à assurer l’étanchéité du tube ?
- b) à protéger le bout du tube contre l’action du feu ?
- Quelle conicité et quelle épaisseur donnez-vous à la virole ?
- Bouterollez-vous les extrémités de vos tubes et, s’il y a lieu, avec quels résultats? Si cette méthode a été essayée et abandonnée, quelle est la cause qui vous l’a fait abandonner?
- i 6. Comment vos tubes sont-ils disposés dans la plaque tubulaire : en rangées verticales ou horizontales? Indiquez la raison de votre pratique. Quel espacement donnez-vous aux tubes?
- 17. Employez-vous des pressions de plus de 12.65 kilogrammes par centimètre carre (180 livres par pouce carré) et, s’il y a lieu, avez-vous été obligé de prendre des mesures spéciales en vue de ces pressions, notamment pour assurer l’étanchéité des tubes et pour entretenir la plaqué tubulaire du foyer en bon état?
- 18. Avez-vous constaté qu’un espacement spécial quelconque des tubes ou des entretoises a entraîné une diminution des incidents dus aux criques des angles de la plaque tubulaire? Avez-vous essayé le martelage à froid de la plaque tubulaire en cuivre dans le but de l’écrouir et, s il y a lieu, avec quels résultats?
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- |9. Employez-vous une boîte à fumée allongée? Le cas échéant, quels sont les avantages que vous en retirez? Quels appareils avez-vous placés dans les boîtes à fumée ou dans les cheminées pour empêcher les projections d’étincelles ou atténuer les risques d’incendie? Prière de joindre des dessins et de dire quels sont les résultats obtenus avec ces appareils, notamment aussi en ce qui concerne, le cas échéant, leur action préjudiciable sur l’intensité suffisante du tirage.
- 20. Vos derniers types normaux de chaudières sont-ils munis d’un dôme de prise de vapeur, et s’ils n’en ont pas, quel dispositif employez-vous pour obtenir de la vapeur sèche ?
- 21. Quelle matière employez vous pour l’enveloppe isolante de vos chaudières? Les chaudières ont-elles une enveloppe isolante spéciale à l’intérieur de la chemise en tôle? Si vous avez fait des essais pour déterminer l’efficacité relative de différents isolants, veuillez donner les détails et les résultats.
- 22. Employez-vous un système de réserve de chaleur et, le cas échéant, quel avantage en retirez-vous?
- 25. Employez-vous ou avez-vous essayé des chargeurs mécaniques? Prière d’indiquer, le cas échéant, le combustible employé et les résultats obtenus et de joindre des dessins.
- B. — Chaudières avec tubes d’eau. Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur
- SURCHAUFFÉE. RÉCHAUFFEUR DE L’EAU d’ALIMENTATION.
- a) Chaudières avec tubes d’eau.
- 1. Utilisez-vous sur votre réseau des chaudières à tubes d’eau ? Quels avantages avez vous réalisés en les substituant aux chaudières à tubes de flammes? Comment les chaudières à tubes d’eau se comportent-elles comparativement à ces dernières? Est-il possible pour la chaudière à tubes d’eau d’augmenter la surface de chauffe plus que dans la chaudière à tubes de flammes par un allongement du corps cylindrique ?
- 2. Employez-vous des tubes d’eau dans les boîtes à feu de vos locomotives? Le cas échéant, les résultats obtenus justifient-ils le surcroît de dépenses qu’occasionnent leur établissement et leur entretien ?
- 5. Veuillez bien nous fournir les plans des dispositifs que vous employez dans les deux cas ci dessus.
- 4. Avez-vous fait des analyses des gaz de la boîte à fumée afin de déterminer si les tubes d’eau ont pour effet, et dans quelle mesure, d’empêcher la combustion complète ? Le cas échéant, prière de faire connaître les résultats.
- b) Surchauffeurs de vapeur et distribution de la vapeur surchauffée.
- 4. Employez-vous la vapeur surchauffée? Veuillez bien donner une description avec dessins de chaque système de surchauffeur que vous employez.
- 2. Quel est le système de distribution que vous employez sur vos locomotives à surchauffeur :
- a) par tiroirs plans avec ou sans compensateur,
- b) par tiroirs cylindriques,
- c) par soupapes ?
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- Prière d’en donner une description avec plans.
- Quel système de distribution préférez-vous pour les locomotives à vapeur surchauffée?
- 3. Quels sont les dispositifs admis pour assurer l’étanchéité et le flottement des pistons et des distributeurs ? Prière d’en donner les plans détaillés.
- Employez-vous des tiroirs cylindriques à segments non ouverts ou bien des tiroirs à segments élastiques? Quelles sont les raisons en faveur de l’un ou de l’autre système ?
- Employez-vous des tuyaux de circulation pour équilibrer la pression sur les deux faces des pistons? Le cas échéant, quels sont les avantages résultant de leur emploi?
- Munissez-vous les cylindres de soupapes de sûreté et de soupapes de rentrée d’air ? Prière d’indiquer les résultats obtenus et de joindre des dessins.
- 4. Prière de donner une description avec plans des bourrages des tiges des pistons et des distributeurs. En cas d’emploi de garnitures métalliques, prière de donner la composition du métal ou de l’alliage.
- 5. Donner le plan de la tige de piston jusqu’à la crossette et de la contre-tige avec l’indication du mode de fixation du piston sur sa tige.
- Quel métal employez-vous pour les pistons, leurs segments et les parois des cylindres?
- Exigez-vous que les tiges de piston soient ajustées à la meule soit pour la construction, soit pour l’entretien?
- 6. Depuis quand employez-vous la surchauffe? Combien de locomotives à surchauffe avez-vous en service ou en construction ?
- 7. Avez-vous appliqué la surchauffe aux locomotives compound?
- Surchauffez-vous la haute pression ou la basse pression, ou bien les deux ?
- Donner le plan du dispositif adopté permettant de réaliser indifféremment la surchauffe de la haute ou de la basse pression ou les deux.
- 8. Avez-vous fait des expériences pour déterminer l’effet de la surchauffe?
- Le cas échéant, veuillez donner les résultats constatés :
- a) économie en eau et en charbon ; * ,
- b) supplément de puissance obtenu et tous autres avantages réalisés.
- Quel est le degré maximum de surchauffe atteint lors du plus grand effort de traction de la locomotive pour les différents types de trains ?
- Prière de joindre aux résultats un tableau des dimensions essentielles des types de locomotives avec et sans surchaüffeurs qui ont été comparées (surface de grille, surface de chauffe et de surchauffe, poids à vide, timbre de la chaudière, dimensions des cylindres, etc.).
- De même, si vous avez expérimenté des locomotives à simple expansion et à surchauffe comparativement à des compounds, prière de donner les résultats ainsi que les dimensions principales des moteurs comparés.
- Avez-vous obtenu une réduction du poids total de la locomotive à vapeur surchauffée à deux cylindres égaux par rapport à la locomotive compound de même puissance sans surchauffe? De combien est cette réduction ?
- 9. Où mesurez-vous le degré de surchauffe atteint et avec quel appareil?
- Quelle est la chute de pression que vous avez constatée entre la chaudière et la boîte à tiroir.
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- La pression à l’admission se tient-elle à un chiffre plus élevé que celle de la vapeur saturée pour une pression égale dans la chaudière ?
- 4vez-vous constaté une corrélation entre le degré de surchauffe, l’augmentation de puissance et l’économie obtenue ?
- Avez-vous établi une relation entre la surface de chauffe et celle de surchauffe?
- L’emploi de la surchauffe vous a-t-il permis d’abaisser le timbre de la chaudière ?
- Quelle est l’augmentation de volume des cylindres que vous avez adoptée pour les machines à
- surchauffe ?
- 9bis. Avez-vous procédé à des mesures simultanées des températures des gaz chauds en différents points du foyer, des tubes et de la boîte à fumée, pour les comparer avec les degrés de surchauffe obtenus sous des pressions déterminées? Le cas échéant, prière de décrire le procédé et les appareils employés pour les mesures comparatives et d’indiquer les résultats obtenus.
- 10. Pour le même parcours, quelle économie de charbon et quel supplément de puissance donnent les locomotives à surchauffe sur les locomotives similaires sans surchauffe à simple expansion et compound ? Dans quelle mesure et à quel point de vue avez-vous constaté en pratique l’existence des avantages théoriques de la vapeur surchauffée sur la vapeur saturée, tels qu’ils résultent des propriétés thermiques et autres propriétés physiques de la première ?
- 11. A combien s’élève l’immobilisation supplémentaire annuelle de la machine pour réparation et entretien du surchauffeur, bourrages, etc. ?
- Quel est le coût annuel de l’entretien et de la réparation de cet appareil? •
- Une partie quelconque de surchauffeur vous a-t-elle suscité des difficultés particulières?
- Le surchauffeur est-il suffisamment accessible en cas de réparation ?
- Avez-vous constaté de l’obstruction par les résidus de la combustion ou une usure anormale aux tubes ou autres pièces du surchauffeur?
- Si vous avez fait des essais comparatifs avec différents types de surchauffeurs (surchauffeurs placés dans la boîte à fumée, dans les tubes à fumée, Pielock ou autres), lequel préférez-vous au point de vue de la capacité permanente de surchauffe, des faibles frais d’entretien, de la sûreté de fonctionnement, du mode rationnel de construction? Prière de donner des raisons détaillées.
- Avez-vous constaté avec le surchauffeur Schmidt, placé dans la tubulure à fumée, des déformations de la plaque tubulaire du foyer entre la rangée inférieure des gros tubes et la rangée supérieure des petits tubes?
- 12. Quel est le supplément de dépense de graissage des locomotives à surchauffe ?
- Quelle sorte d’huile employez-vous pour les cylindres à vapeur surchauffée?
- Employez-vous une huile minérale pure ou un mélange d’huile minérale et d’huile fixe (graisse consistante) ? ; dans ce dernier cas, veuillez indiquer la composition du mélange.
- Prière d’indiquer aussi la viscosité, la densité et toutes les autres propriétés de l’huile que vous avez déterminées.
- Faites-vous usage de graisseurs mécaniques ou à débit visible et de quels systèmes?
- 13. Avez-vous donné à votre personnel des instructions spéciales concernant la conduite et entretien des locomotives à vapeur surchauffée ainsi que, en particulier, l’entretien des pistons et tiroirs? Joindre un exemplaire.
- Lemploi de la vapeur surchauffée.a-t-il occasionné des dégâts ou accidents de personnes? Le Cas ^héant, prière de donner des détails.
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- I 4. Reconnaissez-vous en somme aux locomotives à vapeur surchauffée l’avantage d’un meilleur travail économique que celui des locomotives à vapeur saturée (simple expansion ou compound)? Recommandez-vous l’extension de l’emploi de la surchauffe et pour quels genres de services notamment pour les locomotives express et à marchandises assurant un service dur ?
- c) Réchauffeurs de l’eau d’alimentation.
- 1. Faites-vous usage de réchauffeurs d’eau d’alimentation ? Si oui, veuillez en fournir les dessins et descriptions.
- 2. Utilisez-vous des injecteurs ou des pompes?
- Veuillez décrire les moyens mis en usage pour éviter que l’eau atteigne une température telle qu’elle empêcherait le fonctionnement de la pompe ou de l’injecteur.
- 3. Quels sont les avantages que vous avez réalisés grâce à l’emploi de réchauffeurs spéciaux?
- C. — Avaries de chaudières, pustules, sillons et corrosions. Moyens employés pour éviter ces avaries. Epuration des eaux et désincrustants.
- 1. Quel procédé ou quels procédés employez-vous pour adoucir l’eau ? Donnez les détails du traitement chimique adopté, en indiquant les produits employés; et, sans décrire des méthodes connues, fournissez des renseignements sur les procédés ou appareils spéciaux que vous employez ou sur les détails spéciaux, se rattachant à l’application des méthodes de traitement ordinaires, que vous avez trouvés avantageux. Quelles précautions observez-vous pour assurer l’application convenable du traitement?
- 2. Veuillez dire si vous êtes satisfait des résultats obtenus et, si possible, donner des chiffres indiquant l’économie réalisée sur les chapitres suivants :
- 1° combustible,
- 2° frais de nettoyage et de retubage des chaudières,
- 3° frais d’entretien et longévité des chaudières,
- 4° dépense en eau (du fait qu’on peut employer de l’eau s’obtenant à bon compte, au lieu d’avoir à acheter de l’eau coûteuse de meilleure qualité).
- 3. Comment procédez-vous à l’égard des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates de calcium et de magnésium ? Adoucissez-vous ces eaux et, dans ce cas, quelles précautions prenez-vous pour empêcher les entraînements d eau causés par l’emploi de sels de sodium pour l’épuration?
- 4. Avez-vous employé de l’hydroxide de baryum, du carbonate de baryum ou de l’aluminate de baryum pour adoucir les eaux renfermant des sulfates? Le cas échéant, veuillez donner des détails, les résultafs et le coût du traitement, et dire si vous trouvez qu’il est avantageux.
- 3. Avez-vous essayé de déterminer la quantité de sels de sodium présents dans 1 eau des chaudières de locomotives lorsque les entraînements commencent ? Le cas échéant, veuillez donner les détails et les résultats de ces expériences.
- 6. Employez-vous ou avez-vous employé des désincrustants introduits directement dans chaudières, au lieu de traiter l’eau avant emploi ? Le cas échéant, veuillez indiquer la nature matières employées et les résultats obtenus.
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- 7. A propos de l’adoucissement de l’eau ou de l’emploi de désincrustants, avez-vous eu des ennuis avec des fuites excessives aux tubes, entretoises ou joints de chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails, en indiquant quelle est, d’après vous, la cause de ces fuites, s’il y en a une, et, dans ce cas, quels moyens vous avez trouvés efficaces pour empêcher ou atténuer ces fuites.
- 8. Sur quelles parties de l’intérieur de la chaudière se produisent les avaries suivantes :
- 1° criques,
- 2° pustules,
- 3° sillons,
- 4n corrosions générales de surface.
- 9. Lorsque les chaudières subissent de grandes réparations, inscrit-on sur les états de réparations des notes relatives aux avaries mentionnées dans la question 8 ? Fait-on sur ces états des croquis des tôles, entretoises, armatures ou tubes avariés, indiquant la nature, l’emplacement et les dimensions de ces avaries? Le cas échéant, prière de joindre quelques-uns de ces états choisis parmi ceux qui renferment les avaries les plus caractéristiques.
- 10. Quelles sont les méthodes employées dans l’étude et la construction des chaudières pour empêcher les avaries mentionnées dans les questions 8 et 9? Des modifications ont-elles été apportées à cet effet à la disposition des chaudières? Quelle est la largeur des lames d’eau qui baignent le foyer ? En quel point l’eau d’alimentation est-elle amenée et de quelle façon ?
- 11. Les chaudières sont-elles lavées à l’eau froide ou à l’eau chaude? Quels sont les parcours moyens entre deux lavages? En fixant ces parcours, tient-on compte de la qualité de l’eau? Quel est le temps prévu pour le refroidissement avant le lavage de la chaudière à l’eau froide ? Sous quelle pression employez-vous l’eau pour le lavage? Si vous avez adopté un système quelconque de lavage à l’eau chaude, veuillez le décrire en détail.
- 12. Employez-vous la vidange d’une partie de l’eau sous pression dans le but d’empêcher la formation de dépôts et de réduire les entraînements d’eau? Si vous avez adopté cette pratique, à quel moment et à quels intervalles l’appliquez-vous? Quels moyens adoptez vous pour évacuer l’eau? Veuillez indiquer par des croquis la position du robinet de vidange et son mode de construction.
- 13. Si vous avez des eaux particulièrement corrosives pour les chaudières, mais dans lesquelles l’analyse ne révèle pas d’acide minéral libre, veuillez donner les analyses exprimées en parties, par 100,000 et indiquant (si possible) les proportions de :
- chaux (Ca O), magnésie (Mg O), soude (Na2 O),
- sels alcalins (tels que Ca CO3), anhydride sulfurique (SO3), anhydride azotique (Az2 O3), chlore (Cl),
- anhydride carbonique (CO2) libres.
- Total des matières solides à 130° C.
- 14. Avez-vous essayé d’empêcher les corrosions en enduisant les surfaces intérieures des chaudières de ciment de Portland ou d’un genre quelconque de peinture, ou en traitant l’eau
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- avec un excédent déterminé de chaux ou d’un autre produit chimique pour neutraliser l’acide carbonique ou tout autre acide, ou en introduisant des substances chimiques ou autres dans les chaudières? Le cas échéant, veuillez donner des détails complets et les résultats;
- \ S. Employez-vous des plaques de zinc dans vos chaudières ? Le cas échéant, veuillez expliquer avec des croquis, le mode d’application et les résultats en ce qui concerne :
- 1° la prévention des incrustations,
- 2° la prévention des pustules et corrosions.
- 16. Quel métal ou alliage employez-vous ou avez-vous essayé pour les entretoises de foyer? Si c’est uri métal quelconque autre que le cuivre ou le fer, veuillez en indiquer la composition
- Quels sont les avantages que vous avez retirés de l’emploi de ces autres métaux ou alliages ?
- Eprouvez-vous des ennuis du fait des ruptures d’entretoises? Si oui, veuillez dire où ces ruptures se produisent et indiquer :
- 1° leur emplacement dans l’entretoise elle-même,
- 2° l'emplacement des entretoises dans le foyer.
- Avez-vous adopté des moyens spéciaux pour découvrir les ruptures ?
- Employez-vous un type quelconque d’entretoise mobile ? Constatez-vous que des têtes d’entre-toises brûlent et tombent dans le foyer? Le cas échéant, quels moyens avez-vous adoptés ou essayés pour empêcher ces incidents, et avec quel résultat?
- 17. Avez-vous essayé de garnir le foyer, ou une partie du foyer, de briques réfractaires ou de dalles en argile réfractaire pour protéger les entretoises et les parois du foyer contre l’action du feu et favoriser une meilleure circulation de l’eau sur les parois du foyer? Le cas échéant, veuillez donner les résultats et indiquer la nature et la composition de la matière réfractaire employée*
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- [ 621 .133.5 & 621 .154.3 ]
- EXPOSÉ N° 5
- (Amérique)
- Par H. H. VAUGHAN,
- ADJOINT AU VICE-PRÉSIDENT DU CANADIAN PACIFIC RAIL WAY.
- A. — Chaudières avec tubes à fumée; conditions d’établissement et d’entretien des tubes et des plaques tubulaires.
- Type de chaudière. — Le type de chaudière généralement employé aux États-Unis et au Canada est celui à berceau de boîte à feu cylindrique, du genre appelé « extended wagon top », dans lequel le diamètre de la partie circulaire de la boîte à feu et de la partie arrière du corps cylindrique est plus grand que celui de la partie antérieure de la chaudière. Ordinairement la virole voisine du foyer et la virole d’avant sont l’une et l’autre de forme cylindrique et réunies entre elles par une virole conique médiane. Le dôme est généralement placé sur la virole adjacente au foyer.
- Des spécimens typiques de ce genre de chaudière sont reproduits dans la figure 1, représentant une chaudière en service sur le « Lake Shore & Michigan Southern Railway », et la figure 2 représentant une chaudière en service sur l’« Union Pacific Railroad ». On peut les considérer comme de bons exemples de récents types de chaudières aux États-Unis et au Canada. Quelques-unes des plus grandes administrations, parmi lesquelles les « Pennsylvania Lines », avec les lignes qui s’y rattachent,
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- ShtlTy/tfdrJ on Top ftnfte fu///tnçt/>
- Fig. 2.
- Explication des teipu'S onqlais : — Siteet = Plaque. — Deplh of flrebox at baek = Hauteur du loyer à l’arrière. — Ail water space stays to bè Va” diu. except flexible stays V (lia Allioltave s/io" testhple 1/i" deep drilled in outer end = Toutes les entretoises baignées par l’eau auront 22.2 millimètres de diamètre, sauf les entretoises flexibles qui durent 25.4 millimètres. Toutes les entrétoises seront percées, à leur extrémité extérieure, d'un trou de 4.8 millimètres de diamètre et 6.3millimètres de profondeur. — Collur = Colorette. — Opeuing = Découpure. — biner = Fourrure. — bong orer sheet = bongueiir entre alu(iu( H —RAnir l ladre.— F.qu. spaue î = légalement espacés.— Tu bottoin. ro\v — Dans la rail gée inférieure. — Rad i n gauge = Rayon au calibre. — Déplu of 11 rebox front = Hauteur de l’avant du foyer. • Front -= .Avant. — Baek = .Arrière. — Sheet wel le-l on top rentre = Plaque soudée suivant lu génératrice su\>f'ileuve,. - Front end - KxtièmitA supérieure. — ltaek nul -- Kxtrémité arrière. — Marti nul — A eliaque extrémité. ImiH lengtli Dans te,ne la
- \m»v?,u»’\w. CVvtl. U» n*u'. " Vv’axt*- <*n ax«f.
- Nota : Les entretoises rigides auront 22.2 millimètres de diamètre, et seront filetées au pas de 2.1 millimètres; la partie délardée aura un diamètre légèrement inférieur iiu fond (fil fllnt, ot. flos tprc'ii .•» ternutl r/iynn.
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- Fig. [3.
- Fig.'4.
- Explication des termes anglais : Boiler centre = Axe de la chaudière. — Smoke box centre = Axe de la boîte à fumée. — Between tube sheets = Entre les plaques tubulaires.
- Centre of eyl. to face of ring == De l’axe des cylindres à la première rangée^d’entretoises.
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- et le « Great Northern », emploient le foyer Belpaire; d’autres, telles que l’« Illinois Central » et le « Canadian Pacific », ont adopté le type Belpaire sur une échelle plus ou moins considérable, mais partout les machines les plus récentes ont été munies de boîtes à feu cylindriques.
- Des exemples d’exécution récente de chaudières Belpaire sont donnés dans la figure 3, représentant une chaudière employée sur le «Pennsylvania Railroad », et la figure 4, représentant une chaudière employée sur le « Canadian Pacific Railway ». Ces figures montrent également un corps de chaudière de la forme conique reproduite dans les deux exemples de chaudières à berceau cylindrique de boîte à feu. Cependant cette forme de chaudière n’est pas employée d’une manière générale; plusieurs chemins de fer ont adopté des corps cylindriques à génératrice supérieure droite ; les viroles sont ordinairement cylindriques et leur diamètre ne diffère que de l’épaisseur des tôles. Le type de corps de chaudière dépend beaucoup des conditions qui imposent la limite de poids de la chaudière, mais avec les mêmes restrictions qui régissent la largeur de la lame d’eau baignant les flancs du foyer, le nombre de tubes pouvant être logés dans une chaudière est limité par le diamètre de celle-ci à l’extrémité arrière; du côté de la boîte à fumée le diamètre de la chaudière peut être un peu plus petit sans que le nombre de tubes s’en ressente. On peut, par ce moyen, obtenir une chaudière plus légère, à surface de chauffe égale, qu’avec le type à génératrice supérieure droite.
- Sur les lignes où Le poids de la machine est limité par la charge d’essieu, le supplément de poids dû, à l’extrémité antérieure de la machine, à l’emploi d’un corps de chaudière à génératrice supérieure droite, n’a pas beaucoup d’importance; mais lorsque le poids de la machine est limité par la résistance des ponts qu’elle est appelée à parcourir, et tel est ordinairement le cas, le corps de chaudière conique a permis de réduire dans une certaine mesure le poids de la chaudière, pour une surface de chauffe donnée, et c’est pour cette raison que son emploi s’est généralisé. Un facteur qui a exercé une influence sur cette question est la tendance d’augmenter l’espacement entre les tubes et la largeur des lames d’eau entre les faces latérales du foyer et de la boîte à feu. C’est surtout ce dernier élément qui a conduit à l’extension de l’emploi du corps de chaudière conique, car avec une lame d’eau de faible largeur l’économie de poids obtenue en réduisant le diamètre à l’extrémité d’avant serait moins grande qu’avec les lames d’eau larges récemment adoptées.
- La boîte à feu à berceau cylindrique doit la généralisation de son emploi aux résultats, satisfaisants dans l’ensemble,qu’il adonnés. Le type du foyer Belpaire a cet avantage incontestable que les tensions dans les différentes plaques et armatures peuvent être déterminées exactement par le calcul, tandis que dans la chaudière à berceau cylindrique, notamment celle du type à entretoises radiales, ces efforts ne peuvent pas être déterminés avec la même précision. Néanmoins, le service fait par des milliers et des milliers de chaudières à berceau de boîte à feu cylindrique a nettement démontré la sécurité qu’offre ce type, pourvu qu’il soit rationnellement construit et entretenu, et a prouvé l’exactitude des calculs qui ont servi à en déterminer la resis-
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- tance. Le foyer Beipaire est un peu plus coûteux à construire que celui à berceau cylindrique et augmente dans une certaine proportion le poids de la chaudière, sans accroissement correspondant de la surface de chauffe ; de là vient l’emploi largement prépondérant du type, plus simple, à berceau circulaire.
- Mais bien que ce dernier type ait été reconnu d’une sécurité absolue et un peu moins coûteux d’établissement que la chaudière Beipaire, on peut se demander si son adoption étendue se justifie au point de vue des frais d’entretien.
- La boîte à feu Beipaire a donné lieu à certains incidents que l’on ne constate pas avec l’autre type : la plaque d’avant se fissure dans la partie rétrécie entre les angles supérieurs de la boîte à feu et le corps cylindrique. La cause n’en est pas complètement élucidée, mais il se peut que l’incident provienne de ce que l’assemblage entre la boîte à feu et le corps cylindrique, dans le type Beipaire ordinaire, n’est rigide qu’aux points où les faces, droites ou courbes, et le dessus de la boîte à feu se réunissent directement au corps cylindrique. On a remédié à ce défaut dans les types représentés par la figure 3, où l’on remarquera que les faces latérales de la boîte à feu sont cintrées de façon à épouser la forme du corps cylindrique sur une longueur considérable, et par la figure 4, où la même disposition a été étendue au-dessus et aux faces, de sorte que l’assemblage en ce point se trouve considérablement renforcé, et l’expérience montre que la difficulté a été, de ce fait, atténuée dans une grande proportion.
- Sauf en ce qui concerne ce point particulier, les frais d’entretien des foyers Beipaire ont été moins élevés que ceux des types à berceau cylindrique, et cela grâce à la répartition plus égale des tensions. Dans le type à berceau cylindrique et à entretoises radiales, il faut que les entretoises des angles supérieurs du foyer transmettent un effort considérable dans une direction horizontale, à travers le ciel, pour empêcher la plaque de l’enveloppe extérieure de s’écarter sous l’action de la pression qui règne dans la chaudière : il est d’ailleurs à peu près hors de doute qu’il se produit un certain mouvement du dedans au dehors. Il en est résulté de nombreuses ruptures d’entretoises dans les rangées supérieures de la boîte à feu qui ont eu pour conséquence l’introduction d’entretoises d’un type flexible, capables de se prêter plus facilement aux mouvements relatifs des plaques de la boîte à feu extérieure et du foyer. D’après l’expérience acquise sur un grand nombre de machines, il est à peu près certain que la chaudière Beipaire, en particulier sur les divisions où l’eau est de mauvaise qualité, jouit d’une plus grande immunité contre les ruptures d’entretoises que la chaudière à berceau cylindrique; il existe, de plus, un certain nombre de faits tendant à prouver que les plaques du foyer font également un meilleur service. Si, par conséquent, l’emploi ordinaire de la boîte à feu à berceau cylindrique se justifie au point de vue de la dépense d’établissement et de la securité, l’emploi du foyer Beipaire peut aussi se justifier, tout au moins dans les régions où l’eau est de qualité médiocre, par la réduction des frais d’entretien.
- Les chaudières reproduites dans les figures 1, 2, 3 et 4 ont le type ordinaire de foyer employé pour la houille bitumineuse sur les grosses locomotives modernes. Ce
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- fife i-H- -h- ïü<4°n iUUij-Hjî
- il H :: :
- Fig. 5.
- Fig. 6. — Rivets de 28.6 millimètres ; trous de 30.2 millimètres.
- Explication de s termes anglais : Equal spaees = Espacement égal. — Pitches = Rangées. — Insideriug = Entre les laces intérieures du cadre. - Over tube sheets = Entre plaques tubulaires. Rnd. = Rayon. — Pilcli =^= Espacement. — Seam welded 10r 1 at back. and 12" at front = doint avec recouvrement de 254 millimètres à l'arrière et 305 millimétrés à l'avant.
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- $01
- fover a die 5; à 6 pieds (1.50 à 1.80 mètre) de largeur*, il déborde sur les longerons et" sauf quand il s’agit de machines dont le foyer est placé en arrière des roues cooptes, sur les roues couplées. La surface de la grille varie avec les dimensions de la chaudière, mais elle est ordinairement de 45 à 55 pieds carrés (4.1'8 à 5.10 mètres carrés). Avec de l’anthracite, on emploie généralement le type dé foyer Wootten, et la figure 5 représente une chaudière de ce type récemment construite par lé « Central Rarlroad of Ne-w- Jersey ». G’est une construction qui présente une large surface de grille et permet de brûler des menus d’anthracite à la vitesse nécessaire pour le service des locomotives. Le foyer de ces chaudières est généralement armé par des entretoises radiales ; par suite dé sa forme, il a donné lieu à des ruptures d’en,tire-toises, occasionnant des difficultés assez graves, et on emploie donc des entretoises flexibles sur une très grande échelle dans la construction de ces chaudières.
- Joints des chaudières. —La* figure 6 montre le joint longitudinal généralement employé dans les chaudières. Il est du type plat, à triple rivure, avec couvre-joints intérieur et extérieur, ce dernier étant moins large que le premier. Sa résistance
- Fig. 7
- esh d’après les calculs,, d’environ 85 p. e. et a donné des résultats satisfaisants, notamment en ce qui concerne la suppression des sillons qui se déclarent dans les tôles de chaudière,, le long des bords des couvre-joints.. Un certain nombre d’administrations ont adopté la pratique consistant à souder les tôles: de chaudière sur une longueur de 9 ponces (^29 millimètres) à l’extrémité de chaque joint, ûn a introduit cette pratique pour éviter la nécessité de mater ou tamponner les extrémités du jouit,, entre les tôles de chaudière elles-mêmes, qui dépassent les extrémités du
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- couvre-joint extérieur. Elle permet de réaliser l’étanchéité parfaite du joint en matant les bords du couvre-joint extérieur et les têtes de rivets sur le côté extérieur du joint. Les administrations appliquant cette pratique disent qu’elle est satisfaisante, et sans être universelle, elle devient générale.
- Le joint représenté par la figure 7, qui est connu sous le nom de type de joint diamond (en losange), est employé par quelques administrations. Ce joint présente une résistance très élevée, égale à environ 95 p. c. de celle de la tôle pleine, mais comme il est breveté, son emploi ne s’est pas répandu. Le joint circulaire universellement employé est un joint à recouvrement, à double rivure, comme l’indique la figure 8. Ce joint est aussi employé pour les assemblages entre la plaque d’avant de la boîte à feu et le corps cylindrique, et entre l’enveloppe de la boîte à feu et la plaque d’arrière de la chaudière.
- Cadre du foyer. — Le cadre du bas du foyer est presque toujours à double rivure. Deux administrations des Etats-Unis et une de l’Amérique méridionale sont les seules à préférer la rivure simple; dans ce cas, on ajoute des rivets dans les angles du foyer. La pratique usuelle est représentée dans la figure 9, qui montre un angle de cadre à double rivure dans lequel une partie des attaches de l’enveloppe extérieure au cadre est constituée par des boulons; les autres attaches sont des rivets traversant les plaques de la boîte à feu et du foyer. Cette construction est employée par la plupart des administrations qui ont répondu au questionnaire. Quelques-unes emploient le type reproduit dans la figure 10, où toutes les attaches du coin sont des boulons, avec suppression complète des rivets. Une administration préfère la construction représentée par la figure 11 ; les angles du foyer sont à triple rivure; les autres rivets traversant le cadre sont disposés sur deux rangs, d’après la disposition usuelle. M est incontestable que l’on éprouve une certaine difficulté à assurer d’une manière permanente l’étanchéité des angles d’avant du foyer; le type à triple rivure aide à surmonter cette difficulté, grâce à la faible longueur des rivets employés en ce point.
- Dôme de prise de vapeur. — La liaison universellement employée entre le dôme et le corps cylindrique est représentée dans les figures 1 et 4; elle consiste en une robuste collerette emboutie, placée sur le côté extérieur de la chaudière, et en un cercle de renfort en tôle, placé à l’intérieur. Cet assemblage a donné des résultats entièrement satisfaisants et, a supplanté à peu près tous les autres systèmes. La virole du dôme est rivée dans la collerette et contre la calotte supérieure. Elle est ordinairement en acier embouti, mais quelquefois on emploie de l’acier moulé. Dans quelques cas, la tôle formant le corps du dôme est soudée, au lieu d’être rivée, et les administrations qui ont adopté cette pratique déclarent avoir obtenu des résultats satisfaisants. Une légère variante de ce type est indiquée dans le dessin (fig- 3) de la chaudière employée par le « Pennsylvania Railway ». Ici, tout le dôme est en acier embouti à la presse; la collerette réunit le dôme au corps cylindrique, et la
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- La fit ontfrom tA/s r^'nêt
- /i'ffn/efs //f Haies
- Explication des termes anglais : Laid out from this rivet = Traçage au départ de ce rivet.
- Fig. 9.
- Explication des termes anglais : Bottom = Extrémité inférieure. — Top = Extrémité supérieure. To pitch = A l'espacement prescrit.
- JZo À 'tctf.
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- f jLi
- Fig. 10.
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- 7èyb T-rï&fè /g tfesfi /?? r/77y-
- Fig. 11.
- Explication des termes anglais i 7/8" tap rivets 1 %" dee.p La ring = Rivets taraudés de 22,2 millimètres, pénétrant à une profondeur de 38.,1 millimètres dans le cadre.
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- calotte supérieure est en une seule pièce. Ce mode de construction, tout en étant évidemment très satisfaisant, n’est généralement pas en faveur auprès des constructeurs de locomotives qui fournissent des machines à un certain nombre de chemins de fer différents et qui donnent la préférence au dôme assemblé de plusieurs pièces, parce qu’ils peuvent employer les mêmes mandrins d’emboutissage pour différents types de dômes sans modifications coûteuses.
- t
- Armaturage de la chaudière. — L’armaturage de la chaudière est, soit du type à goussets représenté figures î et 5, soit du type à bielles ou chapes représenté figures 3 et 4; la figure 12 donne les détails du type usuel d’armaturage par chapes de suspension. Les administrations qui ont répondu manifestent, dans l’ensemble, une préférence pour l’emploi des bielles et celles qui ont l’expérience des deux types préfèrent les bielles aux goussets. Les bielles ou chapes sont à la fois plus économiques d’établissement et plus faciles à réparer, l’effort exercé sur l’armature peut être réglé avec plus de précision et toutes les avaries qui se produisent sont plus facilement découvertes. On a constaté dans certains cas que les tôles de gousset prenaient du jeu et se fendaient au bout d’un certain temps de service; si ces criques se produisent dans les trous de rivets des goussets, elles sont cachées et ce n’est qu’une visite très attentive qui permet de les découvrir. Ces avaries ont probablement pour cause le fait que les goussets ne sont pas appliqués de manière, à assurer la tension uniforme de tous les rivets; or, comme ce montage est difficile en pratique, il semble certain que l’armaturage par bielles est préférable, tant à cause de la possibilité de répartir rationnellement les efforts qu’en raison de la facilité plus grande avec laquelle on peut le visiter et l’entretenir.
- 7b suit
- Fig. 12.
- Erplitaiion des termes anglais-. To suit = Suivant le eas.
- Armaturage du foyer. — Les administrations faisant lisage de la construction à berceau cylindrique emploient presque universellement l’entretoise radiale directe pour
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- armaturer le ciel du foyer, à l’exception des quelques premières rangées qui sont ordinairement formées de chapes ou flasques de suspension de divers types. Le nombre de rangées de chapes de suspension varie d’un chemin de fer à l’autre-quelquefois il y en a deux ou trois, mais ordinairement les quatre premières rangées d’avant sont de ce type. La plupart des administrations emploient des entretoises à têtes hémisphériques, vissées de l’intérieur du foyer dans les plaques du foyer et de la boîte à feu, pour les six ou huit rangées centrales d’entretoises radiales. Cette disposition générale est représentée figure 13, avec huit rangs d’entretoises à têtes hémisphériques au milieu, et des entretoises radiales ordinaires pour les rangées placées de part et d’autre. La figure 14 montre la forme de tête hémisphérique ordinairement employée sur les entretoises des rangées centrales; la face en contact avec la plaque du foyer est évidée au milieu, de façon à forcer la tête de l’entretoise à s’appuyer fortement sur la plaque par ses bords extérieurs, ce qui permet de la mater et d’en assurer l’étanchéité plus facilement. Ce type a supplanté en grande partie l’entretoise à têtes rivées et le type usuel des chaudières Belpaire, avec un écrou sous le ciel du foyer pour obtenir une plus grande résistance que celle réalisée avec la tête de rivet ordinaire.
- r T V
- •J Croum CfoyS---*
- $ w/ti round heads
- Fig. 13.
- /27/rreodSfXt rrvA
- Fig. 14.
- Explication des termes anglais : Crown Stays with round heads = Entretoises du ciel avec têtes hémisphériques. 12 threads per inch = Pas de 2.1 millimètres.
- La forme des chapes ou flasques de suspension en usage pour les rangers antérieures d’entretoises est représentée figures 15, 16 et 17. La figure 1» montre une flasque de suspension, en fers à T, qui est d’un emploi très général. Les figures 16 et 17 représentent des armatures comportant un boulon à œil sui leS
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- /? Extra htaiypi/*
- 7/rimé/et Sé tany
- Nota. — Ku montant les bielles, on veillera à ce qu’elles reposent à leur extrémité supérieure sur les boulons par le haut du trou comme l’indique le dessin, afin que chaque bielle supporte une part proportionnelle de la charge.
- Fig. 15.
- v7 O'” Cp \7
- Explication des termes anglais : Extr-a heavy pipe thimbles = Bagues très robustes.
- Fig. 17.
- (507
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- parties rivées dans le ciel du foyer et dans l’enveloppe extérieure, qui sont reliées entre elles par deux barres ou tiges soudées constituant un maillon entre les boulons supérieur et inférieur. Un autre type d’armature à dilatation, introduit récemment, consiste simplement en une entretoise flexible rivée dans le ciel du foyer. Dans certains cas, ces dispositifs sont modifiés de façon à permettre l’emploi d’une tête hémisphérique sur la face inférieure du ciel du foyer, ou bien on se sert d’écrous pour obtenir un surcroît de résistance. L’entretoise à têtes hémisphériques a environ le double de la résistance de l’entretoise ordinaire à têtes rivées, à la température du rouge sombre, et l'on a constaté qu’en cas de coup de feu au ciel, par suite du niveau trop bas de l’eau, si toutes les entretoises des rangées centrales sont du type à têtes hémisphériques ou à écrou, elles ne s’arrachent que quand le ciel est chauffé à une température tellement élevée qu’au moment de la rupture finale la plaque est sujette à s’affaisser d’une extrémité à l’autre. Une explosion de ce genre est grave : elle a suffi pour arracher la chaudière de dessus des longerons et causer de sérieux dommages. Si l’on emploie des têtes rivées pour les quatre rangées d’avant, qui sont, dans les chaudières modernes, avec foyers à ciel incliné, la partie la plus haute du foyer et qui sont situées de manière à se surchauffer avant que le reste du ciel soit dépourvu d’eau, ces rangées ne céderont que quand les entretoises à têtes hémisphériques ou à écrou supportant la partie restante de la plaque seront suffisamment surchauffées pour perdre une proportion appréciable de leur résistance. Elles remplissent donc, dans une certaine mesure, le même office qu’un bouchon fusible, et en laissant la vapeur et l’eau pénétrer dans le foyer et éteindre le feu, elles empêchent des avaries graves.
- L’emploi universel d’armatures (chapes ou flasques) à suspension ou à dilatation pour les rangées d’avant est dû en grande partie à ce qu’on a constaté qu’elles atténuent la tendance de la plaque tubulaire à se fissurer suivant la naissance de l’embouti supérieur. Il est reconnu qu’à mesure que la chaudière s’échauffe, un mouvement vertical considérable se produit dans le ciel du foyer, relativement au berceau de la boîte à feu. Il ne peut pas y avoir, bien entendu, de mouvement de bas en haut quand le ciel est soumis à la pression de la chaudière, car il n’a pas une résistance suffisante pour supporter cette pression si les armatures n’absorbaient pas une partie de la charge; mais pendant [réchauffement de l’eau [dans la chaudière, la pression exercée sur le ciel est relativement faible, tandis que les plaques du foyer et de l’enveloppe extérieure ne sont peut-être pas à la même température; si, alors, les assemblages sont rigides et empêchent tout mouvement relatif, il se peut que le ciel et la plaque tubulaire soient amenés à se déformer.
- La construction avec fermes ou poutrelles s’appuyant sur les flancs ou les parois extrêmes du foyer ne se rencontre plus guère dans les chaudières modernes. bue variante de ce système est représentée figure 2 et, en détail, figure 18. Cette disposition est en usage sur les chaudières de 1’« Union Pacific Railroad » et est adoptée comme type normal sur les lignes Harriman. Oaremarquera que les cornieies des fermes d’avant sont réunies aux faces latérales de la chaudière par des bielles qui
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- constituent l’armaturage nécessaire pour empêcher les flancs de la boîte à feu extérieure de s’écarter sous la pression de la chaudière. En arrière, des tirants horizontaux sont disposés dans le même hut, et l’ensemble ressemble donc beaucoup au système d’armaturage Belpaire, avec cette différence qu’il n’est pas fait usage de surfaces planes et que les entretoises du système Belpaire sont remplacées ici par des fermes du ciel. La figure 18 montre la construction des fermes : on verra que les entretoises s’engagent dans un trou conique du ciel, tandis que la tête de l’entre-toise est serrée fortement contre la plaque; une rondelle interposée entre la ferme et le ciel sert à la maintenir en place. Cette construction n’est pas usuelle aux États-Unis, bien que les administrations qui l’emploient possèdent un grand nombre de locomotives. Les administrations qui se servent d’entretoises radiales combinées avec différents types d’armatures à dilatation pour les rangées d’avant, déclarent en être satisfaites, en ajoutant qu’elles sont préférables aux fermes qui ont été, bien entendu, employées beaucoup dans les chaudières de types plus anciens. Le « Buenos-Ayres & Rosario Railway « répond qu’il a les deux sortes d’armatures en service, mais préfère la construction avec fermes, car avec les entretoises radiales il se produit des criques le long de l’arrondi supérieur de la plaque tubulaire, tandis que cet inconvénient n’existe pas avec les fermes. La préférence générale pour les entretoises radiales aux États-Unis doit être attribuée à ce qu’avec ce mode d’armaturage ion peut maintenir le ciel libre de tartre, tandis qu’avec les fermes cela n’est guère possible que quand l’eau employée est d’excellente qualité.
- Fig. 18.
- Explication des termes anglais : Eq. spaces = Espacements égaux.
- Foyer. — Aux États-Unis, le foyer est toujours en acier et, sauf de très rares exceptions, le ciel, les parois latérales et la plaque arrière ont 3/8 de pouce (9.6 millimètres) d’épaisseur. Quelques administrations emploient des ciels de 7/ie ou 1k pouce (11 ou 12.7 millimètres), mais elles sont peu nombreuses et l’on peut dire que l’emploi d’une épaisseur de 3/§ de pouce (9.5 millimètres) pour ces plaques est à peu près universel. Les parois latérales ont quelquefois 5/±q de pouce (8 milli-
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- mètres) d’épaisseur; certaines des administrations qui emploient cette épaisseur la préfèrent à celles de 3/8 de pouce (9.5 millimètres), et déclarent que la tôle mince donne lieu à moins d’incidents. Les mêmes remarques s’appliquent à la plaque arrière du foyer, mais dans les deux cas on peut dire que l'emploi de tôles de 3/s de pouce (9.5 millimètres) est à peu près universel. Les plaques tubulaires ont presque toujours 1/2 pouce (12.7 millimètres) d’épaisseur; quelquefois, cependant, on emploie des plaques de 5/8 de pouce (16 millimètres) pour les pressions dépassant 180 livres (12.65 kilogrammes par centimètre carré). La plupart des administrations qui ont répondu au questionnaire n’ont pas augmenté l’épaisseur de leurs plaques de foyer pour les pressions de 180 à 200 livres (12.65 à 14 kilogrammes par centimètre carré) et déclarent qu’aucun changement n’est nécessaire. Le « Buenos-Ayres & Rosario Railway », qui emploie le foyer en cuivre, dit que les feuilles de cuivre du ciel, des flancs et de la face arrière ont ll2 pouce (12.7 millimètres) d’épaisseur, et la plaque tubulaire 7/8 de pouce ou 1 pouce (22.2 ou 25.4 millimètres), mais sans faire de différence pour les chaudières dont le timbre est. plus élevé. Le mode de construction du foyer est indiqué dans les différents dessins et il ne sera pas nécessaire de lui consacrer une mention spéciale. Les joints sont invariablement des joints à recouvrement à simple rivure ; les rivets ont ordinairement 3/4 de pouce (19 millimètres)dediamètreetsontespacés de 1 7/8 à 2pouces(48 à51 millimètres). Le recouvrement est réduit à la plus petite largeur possible et mesure'ordinairement 2 pouces, mais dans quelques cas, on va jusqu’à 2 1/4 pouces (57 millimètres). Ce joint est représenté figure 19. Sans être universelle, la pratique consistant à réduire
- Explication des termes anglais : Rivet driven here. = Rivet fini en ce point. — Fire = Côté du feu. Water — Côté de l’eau. — Planed taper = Plan incliné raboté.
- l’épaisseur de la plaque tubulaire à la pince est adoptée par un certain nombre d’administrations. Dans certains cas, l’épaisseur de la plaque d’arrière subit une diminution analogue à la pince. Cette disposition est représentée figure 20 : on remarquera que les rivets sont à tête fraisée dans le joint et que l’epais-seur du métal exposé au feu est réduite autant que possible. Certaines administrations réduisent le joint de cette façon depuis le bas du foyer jusqu’à une hauteur de 12 à 24 pouces (30.5 à 61 centimètres), tandis que d’autres le font sur la longueur complète du joint. Les administrations qui ont adopté cette pratique déclarent qu’elle a notablement atténué la difficulté éprouvée précédemment du fait
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- des plaques qui se fendent entre les trous de rivets et le bord de la pince; on peut en somme, la considérer comme satisfaisante. La nécessité de l’employer dépend évi demment de la qualité de l’eau. Lorsque l’eau d’alimentation est de bonne qualité on constate que les rivets à tête conique et les plaques à épaisseur intégrale ne donnent lieu qu’à de légers inconvénients; mais lorsque l’eau est de mauvaise qualité et que les bords du joint ont une tendance à se surchauffer, la diminution d’épaisseur de la plaque paraît empêcher dans une forte proportion cette détérioration et cette formation de criques. Nous avons mentionné plus haut le fissurage de la plaque tubulaire le long de l’angle de l’arrondi supérieur. La figure 21 représente le type ordinairement employé depuis quelques années; le rayon de l’arrondi est d’environ 2 pouces i51 millimètres) à la partie supérieure de la plaque tubulaire et est progressivement réduit à environ 3/4 de pouce (19 millimètres) sur les côtés, où l’on constate peu d’incidents. L’augmentation de ce rayon à 2 pouces (51 millimètres), au lieu de 3/4 de pouce (19 millimètres) autrefois, a donné, au dire de beaucoup d’administrations, de bons résultats. Cependant deux administrations qui l’ont appliquée disent qu’il en résulte de plus nombreuses criques qu’avec le faible rayon. Les opinions sont partagées en ce qui concerne cette question, mais il paraît qu’en somme l’augmentation de ce rayon n’a pas remédié à la difficulté, qui est tout à fait sérieuse, car un certain nombre de plaques se fendent autour de la naissance de l’arrondi supérieur. L’emploi d’un plus grand rayon en ce point a entraîné une légère réduction du nombre de tubes pouvant être logés dans une ebaudière donnée, et s’il n’est pas reconnu avantageux, son emploi sera abandonné. Toutefois, on ne possède pas encore une expérience suffisante, à l’heure actuelle, pour se prononcer d’une façon définitive sur l’utilité de conserver, ou non, ce détail de construction.
- Porte du foyer. — Les portes des foyers sont ordinairement de forme ovale, de 13 X 18à 16 X 20pouces (de330x 457à406 X 508millimètres). Quelques administrations emploient deux portes pour les foyers larges brûlant de la houille bitumineuse. Le'type le plus ordinaire d’assemblage entre la plaque d’arrière du foyer et la face arrière de la chaudière est reproduit dans les figures 1, 2 et 3. La plaque du f oyer est repliée vers l’extérieur et la tôle d’enveloppe vers l’intérieur, pour former un joint à recouvrement à simple rivure. Un autre type très répandu est celui de la figure 22, où les deux plaques sont repliées vers l’extérieur et réunies entre elles par une collerette. Ce dernier mode d’assemblage estun peu plus facile à construire que l’autre, et on dit qu’il donne des résultats très satisfaisants. Une variante est indiquée dans la figure 23 ; on a modifié la construction de la figure 22, en interposant un cadre entre la collerette et la tôle d’enveloppe extérieure. Ce type de porte est mentionné par une seule administration, et son emploi ne s’est pas généralisé. Un mode d’assemblage breveté, employé par plusieurs administrations, est représenté dans la figure 24. On dit que ce mode d’emboutissage des feuilles donne une plus grande flexibilité et évite les uriques des plaques dans les angles des arrondis. Le meine résultat est obtenu en plaçant les entretoises des deux plaques d’arrière à une
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- distance un peu plus grande que d’habitude de la porte. Surie « Buenos Ayres & Rosario Raihvay », les plaques intérieures et extérieures sont assemblées entre elles par un cadre massif, du type généralement adopté dans la pratique européenne. Çette méthode n est pas employée aux États-Unis où la disposition représentée figures 1, % et 3 est la plus répandue; un autre système souvent adopté est celui représenté par la figure 22.
- Tirants de chaudière. — Les armatures réunissant la plaque tubulaire du foyer au corps cylindrique sont ordinairement des types représentés figures 2S, 26 et 27; la première de ces trois dispositions est la plus employée. La figure 25 représente un tirant fileté, rivé sur la plaque du foyer. La figure 26 montre un dispositif dans lequel des boulons sont employés à la place d’entretoises
- Fig. 25.
- Fig. 26.
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- Fig. 27.
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- Explication des termes anglais : i/8" stay bolts 12 ttireds per inch = Entretoises de 22.2 millimètres, au pas de 2.1 millimètres. — Square liead = Tête carrée. — Drill = Alésage.
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- filetées pour relier le tirant et la plaque du foyer. Dans la figure 27, le boulon vissé dans la plaque du foyer est assemblé d’une manière flexible à l’étrier du tirant.
- « Pennsylvania Railroad » n’emploie pas ce type d’armature, mais en consultant ia figure 3, on verra que la plaque tubulaire du foyer et la plaque d’avant de ia boîte à feu sont construites de manière que les tirants de ce genre deviennent inu. tiles. Par une disposition ingénieuse, la plaque tubulaire est emboutie suivant une surface courbe et la plaque d’avant a une forme correspondante. Si cette combinaison est évidemment satisfaisante, elle est moins facile à exécuter, au point de vue du constructeur, que la forme ordinaire de plaque d’avant à faces planes et c’est pour cette raison qu’elle n’est pas généralement adoptée.
- Lames d’eau. — La largeur des lames d’eau entre le foyer et l’enveloppe de ia boîte à feu a été considérablement augmentée dans les quelques dernières années. Au lieu de lames d’eau, ayant, au cadre du bas, 3.V2 à 4 pouces (89 à 102 millimètres} à l’avant du foyer, 3 à 3 l/2 pouces (76 à 89 millimètres) sur les côtés et à l’arrière, un certain nombre d’administrations emploient maintenant des lames d’eau de
- 3 pouces (127 millimètres) à l’avant, sur les côtés et à l’arrière, et il est devenu normal de leur donner une largeur de 5 pouces (127 millimètres) à l’avant et de
- 4 !/2 pouces (115 millimètres) sur les côtés. La lame d’eau a aussi été élargie à la partie supérieure de la boîte à feu; beaucoup d’administrations ont adopté une largeur minimum de 6 pouces (152 millimètres); dans d’autres cas, ce chitfre a été porté à 6 i/2, 7 i/2 et même 8 pouces (165, 190 et même 203 millimètres). 11 n’est pas possible d’obtenir des renseignements précis sur l’avantage résultant de cette augmentation de la largeur, mais on est très généralement d’avis que la circulation est meilleure et que la longévité des entretoises et des plaques du foyer s’en ressent très favorablement. Les administrations sud-américaines qui ont répondu parlent de lames d’eau de 2 i/2 à 3 pouces (64 à 76 millimètres), mais il s’agit évidemment ici de chaudières d’une plus petite capacité que celles ordinairement en service aux États-Unis. Si l’élargissement des lames d’eau entraîne une certaine augmentation du poids de la chaudière, on peut, comme il a été dit plus haut, donner au corps de chaudière une forme conique, de manière à réduire cette augmentation de poids le plus possible. Les espaces libres entre le faisceau tubulaire et les parties latérales et inférieures du corps cylindrique présentent des écarts considérables dans les différents types. Cette cote se répercute également sur le poids de la chaudière, mais les réponses que nous avons reçues des différentes administrations semblent indiquer que l’on ne considère généralement pas ce facteur comme important; sauf dans quelques rares cas isolés, on n’a pas laissé descendre au-dessous de 2 pouces (51 millimètres) l’espace libre minimum entre les tubes et le côté de la chaudière, au-dessous de 2 Vîa 3 pouces (64 à 76 millimètres) celui compris entre les tubes et la partie inférieure de la chaudière. Il semble que ces limites inférieures donnent de bons résultats, néanmoins quelques administrations déclarent préférer un espace de 4 à 5 pouces (102 à 127 millimètres). La distance du sommet du ciel du foyer à la face in e
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- rieure du berceau de la boîte à feu varie beaucoup aussi sur les différents types de machines; le minimum est fixé à environ 18 pouces (457 millimètres) et le maximum à environ 24 pouces (610 millimètres). Les réponses reçues semblent indiquer qu’une cote satisfaisante est celle de 20 à 22 pouces (508 à 559 millimètres).
- Entretoises. — Aux États-Unis et au Canada, les entretoises sont toujours en fer forgé; elles ont généralement 1 pouce (25.4 millimètres) de diamètre, mais on emploie aussi, dans une certaine proportion, des entretoises de 7/s de pouce à 1 i/8 de pouce (22.2 à 28.5 millimètres). Les extrémités extérieures sont ordinairement percées d’un trou de 3/16 de pouce (5 millimètres) pénétrant dans l’entretoise sur une longueur de 1 4/4 de pouce (32 millimètres), qui sert à révéler, par l’eau qui s’échappe, les ruptures qui peuvent se produire. On substitue souvent à l’entretoise rigide divers types d’entretoises flexibles : la figure 28 représente une entretoise flexible d’un emploi répandu, et la figure 29 reproduit un type breveté d’entretoise
- Fig. 29.
- Explication des ternies anglais : Annealed copper wesher i/82" thick = Rondelle en cuivre recuit de 0.8 millimètre d’épaisseur.
- flexible, comme sous le nom d’entretoise « Tate », qui est également employée par un certain nombre d’administrations qui ont répondu au questionnaire. Ce dernier b'Pe présente l’avantage que les dépôts de tartre ne peuvent pas nuire à sa flexibilité. Les entretoises flexibles, quel qu’en soit le type, sont ordinairement appliquées aux foyers dans les parties où le nombre de ruptures d’entretoises est considérable
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- La figure 30 représente une application typique dans laquelle les entretoises flexibles sont disposées le long des bords et des angles des plaques de foyers, c’est-à-dire aux points où les ruptures se produisent le plus fréquemment ; le nombre d’entretoises flexibles représente ordinairement 30 à 40 p. c. du nombre total d’entretoises du foyer. Sur les foyers Wootten, les ruptures se produisent à un endroit différent c’est-à-dire à environ 2 pieds (610 millimètres) au-dessus du cadre, dans toute la longueur des parois latérales ; aussi les chemins de fer sur lesquels ce type de chaudière est employé appliquent-ils les entretoises flexibles en ce point. Sans que cette pratique soit devenue normale, certaines administrations ont. beaucoup étendu l’emploi de ce type d’entretoise. Elle a donné des résultats extrêmement satisfaisants au point de vue de l’immunité contre les ruptures, mais en raison de son prix plus élevé, la question de savoir dans quelle proportion il est économique de l’appliquer dépend beaucoup des résultats obtenus avec le type ordinaire d’entretoise. Or, ces derniers ont été améliorés sensiblement par le récent élargissement des lames d’eau entourant le foyer, et les renseignements recueillis dans ces derniers temps sembleraient indiquer que si l’emploi d’un certain nombre d’entretoises flexibles est à recommander, ce nombre ne sera pas sensiblement dépassé. Dans l’Amérique du Sud, où l’on fait usage de foyers en cuivre, les entretoises en cuivre sont seules employées et par conséquent on ne se sert pas d’entretoises flexibles.
- Fig. 30.
- Tubes. — Les tubes ont généralement 2 pouces (31 millimètres) de diamètre; cependant quelques administrations emploient des tubes de 2 1/4 pouces (37 millimètres) sur les grandes machines; d’autres ont adopté ce diamètre pour les tubes dont la longueur dépasse 13 pieds (4.37 mètres) et atteint 18 pieds (3.48 mètres). Les réponses semblent indiquer que l’emploi de tubes de 2 l/4 pouces (37 millimètres) est usuel Sur les longues chaudières, mais que les tubes de 2 pouces (31 millimètres) ont été reconnus satisfaisants pour des longueurs de 18 à 20 pieds (3.48 à6.10 mètres). L’épaisseur du métal des tubes est ordinairement de 0.12 pouce (3 millimètres), mais un certain nombre d’administrations disent qu’elles emploient des tubes de 0.11 pouce (2.8 millimètres) d’épaisseur avec des résultats satisfaisants. L écarte
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- nient normal d’axe en axe est de 2 a/4 pouces (7t> millimètres) pour les tubes de 2 pouces (51 millimètres), et de 3 pouces (76 millimètres) pour ceux de 2 i/4 pouces (57 millimètres). Un certain nombre d’administrations, notamment celles qui ont des lignes snr lesquelles l’eau d’alimentation est de mauvaise qualité, ont porté l’espacement à 2 7/8 pouces (73 millimètres) pour les tubes de 2 pouces (51 millimètres) et à 3 Vs pouces (79 millimètres) pour ceux de 2 i/4 pouces (57 millimètres) ; elles disent que la circulation est meilleure et les résultats plus satisfaisants. Dans la plaque tubulaire d’avant, l’espacement est ordinairement de 2 11/i6 à 2 3/4 pouces (68 à 70 millimètres) pour les tubes de 2 pouces (51 millimètres), avec une augmentation proportionnelle pour les tubes de 2 1j4 pouces (57 millimètres). II ne résulte aucune difficulté de la réduction de l’espacement dans la plaque tubulaire d’avant, et le poids de la chaudière peut donc évidemment être diminué quelque peu. Les tubes sont ordinairement disposés en rangées verticales, inclinées suivant un angle de 30 degrés sur l’horizontale. Quelquefois on emploie deux rangées verticales de tubes au milieu ; une administration fait usage de trois colonnes verticales au milieu et de trois rangées horizontales vers le milieu de la plaque tubulaire. Quelques administrations n’emploient que des colonnes verticales et des rangées horizontales; elles sont relativement peu nombreuses, mais on prétend néanmoins que cette disposition donne une meilleure circulation et contribue à maintenir les tubes plus propres.
- Body of tube not tobe reamed \ or tapered but should be heoteip and expanded topermit enfennyt
- of sofe end for rreldmç
- l-i-l 1-i-l
- Fig. 31.
- Fig. 32.
- Explication des termes anglais : Body of tube not to be reamed or tapered but should we beated and expanded to permit entering of safe end for -welding = Le corps du tube ne doit pas être élargi à l’alésolr ni à la broche; il sera simplement dilaté par chauffage pour permettre d’entrer la bague de sécurité en vue du soudage.
- Sauf sur les chemins de fer sud-américains, qui emploient des tubes en laiton, la pratique universellement adoptée en Amérique consiste à couper le tube lorsque le bout est détérioré par le mandrinage continuel et à le rouler avec d’autres tubes dans un appareil qui enlève le tartre. Puis un morceau d’environ 7 pouces (178 milli-
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- mètres) de longueur est soudé sur le tube pour le ramener à la longueur voulue. Cette méthode, appelée « safe ending » ou raboutage, est représentée par la figure 31. On remarquera que le corps du tube est mandriné de manière à s’élargir eoniquement, tandis que la bague de sûreté est taillée en cône dans le sens inverse pour s’y ajuster. La bague est ensuite soudée au corps du tube, dont l’extrémité opposée est coupée de longueur. Le trou de la plaque tubulaire est ordinairement percé au même diamètre que le tube, soit à 2 pouces (31 millimètres) pour les tubes de 2 pouces. L’extrémité du tube est rétreinte au diamètre de 1 7/s pouce (48 millimètres) et une virole en cuivre de de pouce (1.6 millimètre) ou moins d’épaisseur, et de la même longueur que l’épaisseur de la plaque tubulaire, est insérée dans la plaque tubulaire, avec son bord à environ 1/16 de pouce (1.6 millimètre) au-dessous de la surface arrière de la plaque. La virole est légèrement mandrinée jusqu’à ce qu’elle tienne en place, puis le tube y est introduit de manière que son extrémité dépasse la plaque de 3/l6 de pouce (5 millimètres) dans l’intérieur du foyer. Ensuite le tube est mandriné en place, et son apparence après cette opération est reproduite figure 32. Le mandrineur à galets employé à cet effet est représenté par la figure 33; il est du type fréquemment appelé « Dudgeon». Le bout du tube est ensuite travaillé avec l’appareil Prosser, qui le dilate légèrement sur les deux faces de la plaque tubulaire, en épanouissant l’extrémité en saillie et
- appuyant fortement le tube contre la plaque, tant à l’extérieur qu’à l’intérieur, comme le montre la figure 34. L’outil servant à faire cette opération se compose de morceaux qui s’écartent par l’enfoncement d’une broche conique, appelée « Prosser expander r>, àu nom de son inventeur : il est représenté figure 33. Puis, le bout du tube est bouterollé, pour prendre, cette opération terminée, l’apparence représentée dans la figure 36, qui montre aussi le fonctionnement de l’outil de bouterollage servant à faire ce travail. Cet outil est représenté en détail dans la figure 37, et la jauge servant à maintenir l’outil à son écartement voulu est reproduit par la figure 38. La méthode qui vient d’être décrite et illustrée est, avec de légères variantes de détails en usage universel dans toute l’étendue des Etats-Unis. La forme intérieure du mandrineur Prosser et de la bouterolle varie un peu d’un chemin de fer à l’autre, mais partout la forme de ces outils est maintenue avec le plus grand soin, car tout écart dans leur forme ou leurs dimensions, aux différents points où le travail est effectué, occasionnera de sérieux dommages aux extrémités des tubes en
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- Fig. 36.
- Fig. 37
- Explication des termes anglais: Taper 1 in 12. Tool Steel hardened = Inclinaison de 1 : 12. Acier à outils trempé. To fit air hammer = S’adaptant au frappeur pneumatique. — Make to gauge = Suivant le calibre.
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- réduisant inégalement leur épaisseur et influera sensiblement sur le service qu’ils feront. Il n’est pas employé de viroles en cuivre à l’extrémité avant de la chaudière. Le trou est ordinairement de 1/8 de pouce (3.2 millimètres) plus grand que le diamètre réel du tube, et le tube est légèrement agrandi avant son emmanchement, pujs mandriné dans la plaque à l’aide d’un appareil à galets. Quelques administrations se contentent du mandrinage pour tous les tubes dans la plaque de la boîte à fumée, d’autres bouterollent 20 p. c. des tubes dans la plaque d’avant ; d’autres enfin man-drinentet bouterollent tous les tubes dans la plaque d’avant. La pratique habituelle consiste à bouteroller une partie des tubes dans la plaque de la boîte à fumée, surtout quand la pression de la chaudière dépasse 180 livres (12.63 kilogrammes par centimètre carré). Dans certains cas où l’on emploie des rangées horizontales et verticales de tubes, ceux-ci sont bouterollés, tandis que ceux des autres rangées sont simplement mandrinés. Dans l’un et l’autre cas, on ne signale pas d’incidents dans la plaque tubulaire du foyer, et il est certain que les tubes, mandrinés avec le soin voulu dans cette plaque, présentent une résistance amplement suffisante pour supporter ces efforts.
- Indicateurs de niveau. —L’emploi simultané des robinets de jauge et des indicateurs en verre est pour ainsi dire universel. Les robinets de jauge sont placés sur le côté droit de l’arrière de la chaudière, à la main du mécanicien. Les indicateurs de niveau en verre sont ordinairement placés sur le côté gauche; la disposition communément employée est analogue à celle représentée par la figure 39. La distance
- '//
- // h ne of top of tower nut
- / on ordmary Hüter G/gss ->
- Lûwest noter ievef
- Centre of Top
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- Centre of
- Fig. 39.
- Explication des termes anglais : Line of top of lower nut on oriinary water glass = Dessus de l’écrou inférieur de l’indicateur de niveau ordinaire. — Lowest water level = Limite inférieure du niveau de l’eau. — Centre of tap = Axe du rotiinet. — Highest point of crown sheet = Sommet du ciel du foyer.
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- du ciel du foyer au robinet de jauge inférieur, qui est ordinairement placé à la hauteur de l’extrémité inférieure de la partie visible de l’indicateur de niveau, varie beaucoup d’un chemin de fer à l’autre. Le minimum signalé dans les réponses est de 2 V2 Pouces (61 millimètres), le maximum de 7 pouces (178 millimètres). La pratique générale semblerait indiquer que cette cote ne doit pas dépasser 3 pouces (76 millimètres). D’autre part, beaucoup d’administrations préfèrent 3 ij2 ou 4 pouces (89 ou 102 millimètres). Les robinets de jauge sont ordinairement au nombre de trois ; la distance de l’axe du robinet inférieur à l’axe du robinet supérieur est presque toujours de 6 pouces (132 millimètres!. La partie visible de l’indicateur de niveau en verre a presque partout une longueur de 8 à 9 pouces (203 à 229 millimètres), mais on tend à réduire cette cote, et la longueur de7 pouces (178 millimètres) devient d’un emploi général. A la place des indicateurs en verre, on commence à employer beaucoup divers types de niveaux, dits « reflex gauges », dont la hauteur d’ouverture est de 6 1J2 à 8 pouces (163 à 203 millimètres). Notons ici que l’eau est visible dans l’indicateur à une hauteur de 3 à 4 pouces (76 à 102 millimètres) au-dessus du ciel, tandis qu’avec le verre rempli jusqu’en haut la hauteur de l’eau est de 10 à 11 pouces (234 à 279 millimètres).
- Matériaux de la chaudière et du foyer. — Les tôles du corps de la chaudière sont presque toujours obtenues sur spécification, tandis .que pour celles du foyer, outre les conditions imposées par la spécification, on demande souvent la fourniture par des fabricants déterminés. Les spécifications en usage se rapprochent beaucoup de celles de Y Association des American Railway Master Mechanics, dont nous citons ci-après quelques extraits :
- 1° Conditions spéciales pour tôles de chaudières.
- Cette qualité d’acier est connue dans le commerce sous le nom d’acier pour tôles embouties ou pour chaudières, La résistance à la traction normale est de 60,000 livres par pouce carré (42.49 kilogrammes par millimètre carré) avec des limites inférieure et supérieure de 55,000 et 65,000 livres par pouce carré (38.67 et 45.70 kilogrammes par millimètre carré). L’allongement, mesuré sur 8 pouces (203 millimètres), doit être au minimum de 25 p. c. pour les tôles de 3/4 de pouce (49 millimètres), ou moins, d’épaisseur. Pour les plaques d’une plus grande épaisseur, on retranchera 1 p. c. de l’allongement spécifié, pour chaque 4/8 de pouce (3.2 millimètres) d’épaisseur en plus.
- 2° Conditions chimiques pour tôles de chaudières.
- Teneur maximum en phosphore (acier acide)........................0.06 p. c.
- — — —- (acier basique). ....... 0.04 —-
- — — en soufre...........................................0.05 —-
- Manganèse..................................................0.30 à 0.60 —
- 3° Conditions spéciales pour tôles de foyers.
- Résistance normale à la traction, 57,000 livres par pouce carré (40.08 kilogrammes par
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- millimètre carré) avec limites inférieure et supérieure de 52,000 et 62,000 livres par pouce carré (36.56 et 43.59 kilogrammes par millimètre carré). L’allongement, mesuré sur 8 pouces (203 millimètres), doit être de 26 p. c. au moins.
- 4° Conditions chimiques pour tôles de foyers.
- Carbone.................................................0.15 à 0.25 p. c.
- Teneur maximum en phosphore (acier acide) ...................0.04 —
- — — — (acier basique).......................0.03 —
- — — en soufre.........................................0.04 —
- Manganèse...............................................0.30 à 0.50 —
- CONDITIONS GÉNÉRALES.
- 5° Essais de pliage.
- Les éprouvettes pour essais de pliage auront 1 lI% pouce. (38 millimètres) de largeur et, pour les matériaux de % de pouce (19 millimètres) ou moins d’épaisseur, elles auront la même épaisseur que la tôle finie. Pour les tôles de plus de 3/4 de pouce (19 millimètres) d’épaisseur, l’éprouvette de pliage aura !/2 pouce (12.7 millimètres) d’épaisseur. Les bords cisaillés des éprouvettes de pliage seront fraisés ou rabotés. L’essai de pliage à froid se fera sur le métal dans la condition où il doit être utilisé. L’éprouvette pour l’essai de pliage sur trempe sera chauffée au rouge cerise clair, vu dans l’obscurité, et trempée dans de l’eau ayant une température de 80 à 90° Falïr.(27 à 32° C.). L’acier pour chaudières et l’acier pour foyers, avant et après trempe, subira à froid le pliage à 180° sans fissure sur la face extérieure de la partie pliée. L’essai de pliage pourra être fait par pression ou par chocs. Une éprouvette de pliage à froid et une éprouvette de pliage sur trempe seront prélevées sur chaque tôle au fur et à mesure de son laminage. Les essais d’homogénéité de l’acier pour foyers auront lieu sur l’une des éprouvettes de traction cassées.
- 6° Éprouvettes pour essais de traction.
- Deux éprouvettes pour essais de traction seront fournies sur chaque tôle à mesure qu’elle sera laminée. L’éprouvette normale de 8 pouces (203 millimètres) de longueur entre repères sera employée pour l’essai de traction.
- 7° Essai d’homogénéité.
- L’essai d’homégénéité de l’acier pour foyers s’effectue dans les conditions suivantes : Une partie de l’éprouvette de traction cassée est entaillée au burin ou à la machine transversalement, sur environ Vin de pouce (1*6 millimètre) de profondeur, en trois points espaces d’environ 2 pouces (51 millimètres). La première encoche se fait sur une face, à 2 pouces (51 millimètres) de l’extrémité de l’éprouvette, la seconde 2 pouces (51 millimètres) plus loin, et la troisième à 2 pouces (51 millimètres) de la seconde. Puis on serre l’éprouvette dans un étau, avec la première encoche à environ */* de pouce (6.3 millimètres) au-dessus des mors, en ayant soin de bien l’assujettir. L’extrémité en saillie est ensuite abbattue à légers coups de marteau, dirigés de façon que la flexion se produise du côté opposé à l’encoche.
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- L’éprouvette est ensuite cassée aux deux autres entailles dans les mêmes conditions. L’objet de ce traitement est d’ouvrir et de rendre visibles à l’œil les fentes dues à des défauts de soudure ou à des matières étrangères incorporées dans la masse, ou les cavités dues à des bulles de gaz dans le lingot. Après rupture, on examine une face de chaque cassure, en se servant d’une loupe au besoin, et on relève la longueur des fentes et des poches. Il faut que l’éprouvette cassée ne présente pas une seule fente ou cavité de plus de */* de pouce (6.3millimètres) de longueur dans l’une ou l’autre des trois cassures.
- Un certain nombre d’administrations prescrivent que les tôles employées pour les plaques d’avant de boîte à feu ou les collerettes de dôme, ou qui subissent un emboutissage considérable doivent être fournies conformément aux spécifications de l’acier pour foyers. Les règles relatives aux méthodes d’inspection, aux tolérances de poids, etc., varient beaucoup, mais quand au reste, les plus importantes différences avec les spécifications ci-dessus sont les suivantes : Le « Pennsylvania », le «. Baltimore & Ohio » et le « Southern Railway » spécifient que l’allongement des tôles de chaudière doit être égal à 14,000,000 divisé par la résistance à la traction en livres, et ils ne rejettent pas les tôles pour haute résistance à la traction si l’allongement dépasse 28 p. c. Ces chemins de fer demandent aussi que les tôles contiennent 0.03 p. c. de cuivre. Quelques administrations, au lieu de prévoir des teneurs différentes en phosphore pour l’acier basique et l’acier acide, spécifient que la teneur en phosphore ne doit pas dépasser 0.03 p. c. Le « Pennsylvania Railroad » prescrit pour l’acier à plaques de foyer une résistance à la traction comprise entre 33,000 et 63,000 livres par pouce carré (entre 38.67 et 43.70 kilogrammes par millimètre carré), avec un allongement égal à 14,500,000 divisé par la résistance à la traction en livres. Le « Baltimore & Ohio » spécifie une résistance à la traction comprise entre 48,000 et 58,000 livres par pouce carré (entre 33.75 et 40.78 kilogrammes par millimètre carré), avec le même allongement. Un certain nombre d’administrations spécifient, pour les plaques de foyer, que la teneur en soufre ne doit pas dépasser 0.035 p. c. Le « Pennsylvania », le « Baltimore & Ohio » et plusieurs autres grandes administrations spécifient aussi que la teneur en manganèse ne doit pas dépasser 0.45 p. c. ni la teneur en silicium 0.03 p. c. Le « Pennsylvania » désire que les tôles renferment 0.03 p. c. de cuivre, mais il les rejette si elles en contiennent plus de 0.05 p. c. Le « Baltimore & Ohio Railway » désire que les tôles contiennent 0.02 p. c. de cuivre, mais il les rejette si elles en contiennent plus de 0.03 p. c. D’une façon générale, toutefois, on peut dire que les spécifications de F American Railway Master Méchantes’ Association représentent la qualité moyenne du métal dont l’emploi est imposé pour les tôles de chaudière. On a une tendance à employer de l’acier soit un peu plus doux, soit un peu plus dur, que celui prescrit par cette association pour les plaques de foyer, et à demander que la teneur en soufre et en phosphore soit légèrement inférieure à celle mentionnée plus haut. Beaucoup de spécifications exigent, pour les plaques de foyer, le meilleur acier pouvant être fabriqué par les procédés modernes et différentes spécifications sont visiblement établies dans ce but.
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- Matériaux pour tubes. — Pendant de longues années, le fer au bois a été considéré comme le meilleur métal pour les tubes de chaudière. Aujourd’hui, l’acier sans soudure est employé sur une grande échelle, et beaucoup d’ingénieurs le jugent préférable pour la partie du tube emmanchée dans la plaque tubulaire, car on constate que le tube fait un plus long service avant que le renouvellement devienne nécessaire. Un certain nombre d’administrations qui ont répondu au questionnaire expriment une préférence pour le tube en fer au bois,soudé à recouvrement; d’autres considèrent que les tubes en fer au bois résistent mieux aux érosions, mais durent moins longtemps dans la plaque tubulaire. Quelques administrations emploient un tube en fer au bois, en y soudant un bout en acier sans soudure, et cette pratique paraît la meilleure lorsque des incidents se produisent du fait que l’eau attaque le corps du tube. Ordinairement, on se sert du même métal pour le corps du tube et pour les bouts qui y sont soudés, après l’avoir retiré de la chaudière, afin de le rétablir à sa longueur initiale. Dans quelques cas, cependant, la bague de sécurité a une plus grande épaisseur que le corps du tube, généralement 0.135 pouce (3.43 millimètres), et deux grandes administrations appliquent des bagues de sécurité en acier aux tubes neufs en fer avant de les poser dans la chaudière.
- Pour s’assurer de la qualité du métal, certaines administrations s’en rapportent uniquement à la marque, d’autres ne comptent que sur la spécification ; en pratique générale, on emploie une combinaison des deux. Les spécifications en usage sont ordinairement analogues à celles de Y American Railway Master Mechanics’ Association, qui sont les suivantes :
- Spécification pour tubes en fer de chaudières de locomotives.
- 1. Les tubes seront en fer au bois puddlé et travaillé au marteau; ils seront soudés à recouvrement.
- 2. Les tubes auront partout la même épaisseur, excepté à la soudure où un supplément d’épaisseur de 0.015 pouce (0.38 millimètre) sera toléré, lisseront circulaires à 0.02 pouce (0.50 millimètre) près et le diamètre moyen ne devra pas s’écarter de plus de 0.015 pouce (0.38 millimètre) de la cote prescrite. Ils auront, à 0.01 pouce (0,25 millimètre) près, l’épaisseur spécifiée et leur longueur ne pourra ni être inférieure à la longueur prescrite, ni la dépasser de plus de 0.125 pouce (3.17 millimètres).
- Aspect superficiel.
- 4. Les tubes auront une surface lisse, exempte de toute dédoublure, crique, soufflure, corrosion et défaut de soudure. Ils ne présenteront aucune espèce de courbures, plis ou gondolements, ni de trace de contraction inégale pendant le refroidissement ou d’avaries pendant le traitement.
- Essais mécaniques.
- 5. Essais de pliage. — Des bandes de */2 pouce (12.7 millimètres) de largeur et 6 pouces (152 millimètres) de longueur, prélevées dans le sens de la longueur sur les tubes, devront, après chauffage au rouge cerise et trempe dans l’eau à 80° Fahr. (27° C.), supporter le phage
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- à bloc dans les deux sens, sans criques ni autres défauts ; entaillées et cassées à légers coup8 de marteau, ces éprouvettes devront présenter une cassure absolument fibreuse.
- 6. Essai de mandrinage. — Des tronçons de tube, de 12 pouces (505 millimètres) de longueur, seront chauffés sur une longueur de 5 pouces (127 millimètres) à la température du rouge cerise clair en plein jour; ils seront ensuite placés verticalement et une broche conique en acier, chauffée au bleu, sera enfoncée dans l’extrémité du tube à légers coups j’un marteau de 10 livres (4.5 kilogrammes). Le tube devra s’élargir à 1 i/s fois son diamètre initial, sans fentes ni criques. La broche employée sera en acier à outils et d’une conicité de 1 Va pouce par pied (1 : 8). En faisant cet essai, il faut veiller à ce que l’extrémité du tube soit usinée avec soin.
- 7. Sur chaque lot de 250 tubes, ou moins, on essayera un tube comme il est dit aux alinéas 5 et 6.
- 8. Essai de compression. — Un morceau de tube de 2 */2 pouces (64 millimètres) dé longueur, placé verticalement sur la chabotte d’un marteau-pilon à vapeur, et soumis À une série de légers coups, doit s’aplatir à 1 d/8 de pouce (29 millimètres) de hauteur sans s’ouvrir dans aucun sens et sans se criquer ou plier à la soudure.
- 9. Essai hydraulique. — Avant l’expédition, il faut que chaque tube soit essayé par le fabricant sous une pression de 500 livres par pouce carré (35.15 kilogrammes par centimètre carré), et marqué lisiblement au milieu : Fer au bois puddlé, essayé sous une pression de 500 livres (35 15 kilogrammes par centimètre carré).
- 10. Outre les essais ci-dessus, les tubes qui, après leur emmanchement dans les chaudières, se fendent ou cassent pendant le mandrinage ou le bouterollage, et les tubes individuels qui ne remplissent pas les conditions voulues d’aspect superficiel, seront rejetés et retournés aux fournisseurs à leurs frais.
- IL Essai par attaque d’acides. — En cas de doute sur la qualité du métal, on fera l’essai ci-après pour découvrir la présence d’acier. Un morceau de tube, tourné ou meulé à une surface parfaitement exacte en bout, sera poli et débarrassé de crasse ou de criques, puis l’extrémité du tube sera suspendue dans un bain de neuf parties d’eau, trois parties d’acide sulfurique et une partie d’acide chlorydrique. On préparera le bain en versant de l’eau dans un godet en porcelaine et en ajoutant l’acide sulfurique, puis l’acide chlorydrique. On laissera continuera l’action chimique jusqu’à ce que les parties tendres soient suffisamment dissoutes pour que le tube en fer présente une surface nettement rugueuse, avec la soudure bien distincte, tandis que le tube en acier présente une surface homogène.
- Spécification pour les tubes en acier, étirés à froid, sans soudure, pour chaudières de locomotives.
- E Les tubes seront étirés à froid, sans soudure, et fabriqués avec de l’acier sur sole. On désire que l’acier servant à la confection des tubes ait la composition chimique suivante :
- Carbone . Manganèse
- 0.15 à 0.20 p. e. 0.45 à 0.55 —
- Soufre, moins de Phosphore, moins de .
- 0.03 — 0.03 —
- Les tubes contenant plus de 0.03 p. c. de phosphore ou de soufre seront rebutés.
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- 2. Les tubes devront avoir partout la même épaisseur. Ils auront une section circulaire à 0.02 pouce (0.50 millimètre) près, et le diamètre moyen ne devra pas s’écarter de plus de 0.015 pouce (0.38 millimètre), de la cote prescrite. Ils auront, à 0.01 pouce (0.25 millimètre) près, l’épaisseur spécifiée et leur longueur ne devra ni être inférieure à la longueur prescrite, ni la dépasser de plus de 0.125 pouce (5.17 millimètres). Ils devront être exempts de courbures, plis et gondolements.
- Essais mécaniques.
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- 4. Essai de pliage. — Des bandes de 1/2 pouce (12.7 millimètres) de largeur et 6 pouces (152 millimètres) de longueur, prélevées dans le sens de la longueur sur les tubes devront après chauffage au rouge cerise et trempe dans l’eau à 80° Fahr.(27° C.), supporter le pliage à bloc dans les deux sens, sans criques ni autres défauts.
- 5. Essai de mandrinage. — Des tronçons de tubes, de 12 pouces (305 millimètres) de longueur, seront chauffés sur une longueur de 5 pouces (127 millimètres) à la température du rouge cerise clair en plein jour; ils seront ensuite placés verticalement, et une broche conique en acier, chauffée au bleu, sera enfoncée dans l’extrémité du tube à légers coups d’un marteau de 10 livres (4.5 kilogrammes). Le tube devra s’élargir à 1 Vs fois son diamètre initial, sans fentes ni criques. La broche employée sera en acier à outils et d’une conicité de 1 Va pouce par pied (1 : 8). En faisant cet essai, il faut veiller à ce que l’extrémité du tube soit usinée avec soin.
- 6. Essai de compression. — LTu morceau de tube de 2 7s pouces (57 millimètres) de longueur, placé verticalement sur la chabotte d’un marteau-pilon à vapeur, et soumis à une série de légers coups, doit s’aplatir à 1 % pouce (29 millimètres) de hauteur sans s’ouvrir dans aucun sens.
- 7. Essai d’aplatissement. — Un morceau de tube de 6 pouces (152 millimètres) de longueur, aplati à froid dans le sens de la longueur jusqu’à ce que les parois soient séparées d’une distance égale à l’épaisseur du tube, ne devra présenter aucune fente ni crique. ;
- | |8. Sur chaque lot de 250 tubes, ou moins, on prélèvera un tube pour le soumettre aux essais prescrits par les alinéas 4, 5, 6 et 7.
- 9. Chaque tube sera soumis (par le fabricant à une pression intérieure de 1,000 livres par pouce carré (70.30 kilogrammes par centimètre carré) et marqué lisiblement : « Tubes en acier sans soudure, essayés à 1,000 livres. » (70.30 kilogrammes par centimetie carré.)
- On n’adopte ordinairement pas ces spécifications intégralement, et l’essai de mandrinage, mentionné dans l’alinéa 6 de la spécification pour tubes en fer de chaudières de locomotives, est souvent supprimé. Plusieurs administrations emploient aussi un essai de compression analogue à celui indiqué dans l’almea de la spécification pour tubes en fer de chaudières de locomotives, mais en 1 apph( quant à un morceau de tube de 1 d/4 pouce (32 millimètres) de longueur, qui, aplati à refus, ne doit présenter que de légères criques pour les tubes en fer et ne doit pas
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- en présenter pour les tubes en acier. Les essais de traction directs sont rarement employés, mais une administration spécifie une résistance à la traction, dans le sens de la longueur du tube, de 48,000 livres par pouce carré (33.75 kilogrammes par millimètre carré) et un allongement de 20 p. c. sur une longueur entre repères de 2 pouces (51 millimètres). Une autre grande administration emploie un essai spécial dans lequel les tubes sont enfilés à froid sur un tampon conique en acier et doivent s’élargir à 1.3 fois leur diamètre initial sans s’ouvrir. Mais d’une manière générale il y a tendance à simplifier les spécifications pour tubes en fer, et quant aux tubes en acier sans soudure, en raison de la qualité uniformément élevée du métal, nécessaire pour supporter l’opération de l’étirage, on a une tendance à accepter les tubes fabriqués par un fournisseur réputé, sans imposer de longues spécifications.
- Matériaux pour entretoises. — La qualité du fer employé est déterminée dans la plupart des cas par la marque. En raison des efforts de flexion continuels auxquels les entretoises sont soumises du fait des mouvements relatifs entre les plaques du foyer et de la boîte à feu extérieure, la texture du fer employé a au moins autant d’importance que ses propriétés physiques, et à part quelques rares administrations, on ne se sert pas de spécifications pour déterminer si une qualité de fer est acceptable ou non, mais on les utilise concurremment avec la marque comme sauvegarde. Une administration qui s’en rapporte aux spécifications exprime l’opinion qu’il faut aussi tenir compte de la fabrication du fer, et confirme ainsi la théorie que le mode de fabrication est un facteur important de la longévité des entretoises. Lorsqu’il existe des spécifications, elles prescrivent ordinairement une résistance à la traction de 48,000 à 52,000 livres (33.75 à 36.56 kilogrammes par millimètre carré), avec un allongement de 28 p. c. sur 8 pouces (203 millimètres). Dans quelques cas, on spécifie que l’allongement doit varier avec la résistance. Ainsi, on acceptera un fer de 46,000 livres (32,34 kilogrammes par millimètre carré) de résistance pourvu que l’allongement soit de 30 p. c., et de 51,000 livres (35.86 kilogrammes), pourvu que l’allongement soit de 27 p. c. La striction est quelquefois prescrite, et lorsqu’on s’en rapporte aux spécifications, cette condition est plus importante que toutes les autres pour déterminer dans quelle mesure le fer a été travaillé et quelle est sa qualité relative. Un essai pratique est souvent spécifié pour vérifier que le fer peut être rivé à froid sans se fendre, et des essais de pliage sont adoptés dans lesquels l’éprouvêtte de fer doit pouvoir être pliée à 180° sans casser, soit à chaud, soit à froid; on ajoute souvent la prescription supplémentaire que le fer sera essayé dans deux sens perpendiculaires entre eux. Un autre essai, souvent adopté, consiste à plier la barre filetée, à 180°, sur une barre ayant le même diamètre. Tous ces essais ont pour but de vérifier les propriétés physiques demandées. Depuis quelques années on y ajoute des prescriptions destinées à s’assurer que la texture du métal accepté convient pour les entretoises. Une barre filetée, solidement fixée par une extrémité, vibre à l’autre extrémité en décrivant une ligne droite ou un cercle.
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- Il faut que, dans ces conditions, le fer supporte un certain nombre de vibrations sans casser. Les trois principales spécifications en usage sont les suivantes :
- a) L’extrémité libre de l’entretoise, qui a 6 pouces (152 millimètres) de longueur, décrit un cercle de Yiô de pouce (1.6 millimètre) de rayon, à la vitesse de 100 tours par minute, tout en subissant un effort de traction de 2,400 livres par pouce carré (1.69 kilogramme par millimètre carré). Pour être accepté, il faut que le fer supporte le nombre suivant de tours : barre de n]8 de pouce (22 millimètres), 3,000 tours; barre de 1 pouce (25.4 millimètres), 2,200 tours ; barre de 1 i/i6 pouce (27 millimètres), 1,500 tours.
- b) L’extrémité libre de la barre, qui a 5 pouces (127 millimètres) de longueur, vibre en ligne droite sur une distance de 1/16 de pouce (1.6 millimètre) de part et et d’autre de l’axe de la barre de façon que son extrémité libre décrit un parcours total de V8 de pouce (3.2 millimètres). La barre est soumise en même temps à un effort de traction de 2,000 livres par pouce carré (1.40 kilogramme par millimètre carré). Pour être acceptée, il faut que la barre résiste au moins à 2,400 doubles vibrations avant la rupture.
- c) L’extrémité libre de la barre, qui a 5 pouces (127 millimètres) de longueur, vibre suivant une ligne droite sur une distance de ij8 de pouce (3.2 millimètres) de part et d’autre de l’axe de la barre, de sorte que l’extrémité de la barre parcourt un chemin de 1/4 de pouce (6.3 millimètres). Pour être accepté, il faut que le fer résiste au moins à 2,800 doubles vibrations avant de casser.
- On ne peut pas dire que les divers essais mentionnés plus haut ont entièrement résolu la question de la meilleure qualité du fer pour entretoises. Un certain nombre d’administrations continuent à considérer que l’essai en service est le plus sûr pour déterminer si une marque de fer de. bonne qualité est satisfaisante pour le service, et l’expérience a montré que les propriétés physiques peuvent varier dans des limites étendues, sans que les résultats cessent d’être satisfaisants. Il est certain toutefois qu’une qualité supérieure de fer est nécessaire pour que l’entretoise puisse résister aux flexions continuelles qui se produisent.
- Les spécifications dont il vient d’être question s’appliquent aux matières pour les entretoises placées au-dessous du ciel du foyer. Mais beaucoup d’administrations emploient la même qualité de métal pour les entretoises radiales du ciel ; les autres acceptent pour cet usage du fer ayant une résistance à la traction de 48,000 à 52,000 livres (33.75 à 36.56 kilogrammes par millimètre carré) et un allongement de 26 à 28 p. c. sur 8 pouces (203 millimètres). Cette dernière pratique est satisfaisante, en raison de la longueur plus grande des entretoises du ciel du foyer, pour lesquelles le fer d’une qualité raisonnablement élevée répondra aux besoins.
- Durée des foyers. — La durée du service que font les foyers en acier varie beaucoup avec la qualité de l’eau employée et avec le type de foyer. Nous ne possédons pas de renseignements authentiques au sujet de l’influence de la qualité de l’acier
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- sur la durée du foyer; une seule administration dit que l’acier d’une teneur en carbone de 0.10 à 0.18 p. c. a donné de meilleurs résultats que l’acier de 0.18 à 0 îo p. c. Plusieurs autres répondent qu’une marque spéciale d’acier acide, d’une teneur exceptionnellement faible en phosphore et en soufre, a été jugée préférable. Certaines administrations possédant des locomotives d’un type plus ancien, à foyer profond, plongeant entre les longerons et alimentées d’eau de bonne qualité, accusent une vie de foyers atteignant vingt ans et davantage. Mais en règle générale, sur les machines modernes, dont la chaudière est timbrée de 180 à 200 livres flS.65 à 14 kilogrammes par centimètre carré), la durée du foyer varie de deux à quatre ans dans les régions où l’eau est mauvaise, pour atteindre et dépasser dix ans sur les divisions où l’eau est bonne. 11 est difficile de déterminer la vie exacte des foyers, car les différentes plaques qui les composent ne font pas la même durée de service. Lorsque la nature du tartre est telle que les plaques se surchauffent facilement et lorsque le service est dur, les parois latérales, dans les machines à foyer large, sont quelquefois remplacées au bout d’un an à un an et demi, tandis que le ciel, qui se détériore moins promptement, fait un service notablement plus long. C’est ainsi qu’une administration rapporte que les flancs de foyers sont renouvelés au bout d’un à trois ans, tandis que le ciel et la plaque tubulaire font en moyenne cinq années de service.
- Il est difficile de citer des chiffres exacts, à cause de la grande variation des conditions. Les chiffres mentionnés plus haut représentent assez exactement la moyenne des réponses reçues d’un certain nombre d’administrations. Le « Buenos Ayres & Rosario Railway », qui emploie des foyers en cuivre et en acier, déclare qu’avec le cuivre la vie du foyer a été de dix à douze ans, tandis qu’avec l’acier elle a été de quatre ans. Ces chiffres sembleraient indiquer un avantage marqué, au point de vue de la longévité, en faveur des foyers en cuivre ; mais il convient de rappeler que le toyer en cuivre a été jugé inapplicable au service des chemins de fer américains, en raison de l’érosion rapide causée par les étincelles provoquées par les vitesses élevées le combustion que l’on pratique souvent dans les locomotives. Il ne faut pas oublier, en parlant de la longévité des foyers, que dans la pratique américaine le parcours annuel par locomotive est extrêmement élevé et atteint souvent 30,000 à 35,000 milles (48,300 à 56,300 kilomètres); certaines machines à voyageurs ont même fourni des parcours de 6,000 à 7,500 milles (9,650 à 12,070 kilomètres) par mois- L’évaluation de la vie des foyers en années ne représente donc pas complètement le service qu’ils ont fait, à moins que l’on ne tienne compte du parcours mensuel ou annuel ; dans ce dernier cas, le service obtenu avec les foyers en acier 'lent plus satisfaisant. La raison de la détérioration rapide des parois latérales ^ns ^es machines à foyer large circulant sur des lignes où l eau d’alimentation est mauvaise qualité n’est pas complètement élucidée. Cependant, dans ces derniers ,PS’ 011 l’a attribuée au rapprochement des plaques à leur partie supérieure, ce de la ^°Ur 6^et ^Ue ^GS kL1^es de vapeur qui se forment dans le voisinage immédiat a Plaque ne sont pas entraînées par les courants ascendants de bulles de vapeur
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- provenant d’autres parties de la plaque, comme dans les foyers du type étroit, placés entre ou sur les longerons. On a récemment construit, pour réaliser ce desideratum des chaudières dans lesquelles la largeur du foyer est réduite pour permettre d’incliner la plaque de la boîte à feu, à sa partie supérieure, vers le dehors. Que ce soit pour cette raison ou pour toute autre, il est à peu près certain que les parois latérales sont soumises à une température excessive, par suite de la circulation insuffisante. Des expériences récentes ont démontré qu’on peut obtenir une amélioration en ménageant une plus grande hauteur d’eau entre le foyer et la boîte à feu au-dessous de la surface de la grille; ce fait tendrait encore à confirmer la théorie que la circulation défectueuse est une raison de la courte durée de service que font fréquemment les parois latérales dans les chaudières du type à foyer débordant.
- Durée des tubes. — La vie des tubes varie beaucoup avec la qualité de l’eau d’alimentation. La pratique ordinaire consiste à les munir de bagues de sécurité ou à souder des morceaux nouveaux sur les corps de tubes, de quatre à dix fois, lorsque l’eau d’alimentation est d’assez bonne qualité pour qu’il ne se produise pas d’érosions du corps du tube. La durée du temps nécessaire avant que le tube soit retiré, du fait que l’extrémité est tellement endommagée par le mandrinage et le boute-rollage qu’il ne peut pas être maintenu dans un état suffisamment étanche pour faire un bon service, varie, avec la qualité de l’eau et le type de machine, entre cinq à six mois et trois ans et au delà. Sur un chemin de fer, les tubes sont retirés pour être munis de bagues de sécurité, au bout d’un parcours de 40,000 à 60,000 milles (64,370 à 96,360 kilomètres) en service des marchandises, et de 73,000 à 110,000 milles (120,700 à 177,000 kilomètres) en service des voyageurs. Sur un autre, ils sont retirés, dans les districts à eau de mauvaise qualité, au bout de cinq à six mois, et dans les districts où l’eau est relativement bonne, au bout de dix à douze mois. La durée minimum du corps de tube est, d’après les réponses reçues, de deux à trois ans ; d’autre part, quelques administrations ont eu des tubes d’une durée de quinze ans et davantage. Lorsqu’il ne se produit pas d’érosion et que l’eau est de qualité moyenne, le corps du tube dure en moyenne de huit à douze ans avant d’être mis aux vieilles matières par suite de résistance insuffisante. Le « Buenos Ayres & Rosario Railway », qui emploie des tubes en laiton et en fer, dit que les tubes en laiton font dix à douze années de service, tandis que les tubes en fer sont réformés au bout de quatre ans, par suite d’érosion. La qualité de l’eau y Joue évidemment un grand rôle, et il ne semble pas qu’il y ait une très grande difterence entre la longévité des tubes en laiton et en fer lorsque l’eau n’est pas de natuiea attaquer le corps du tube.
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- U __ Chaudières avec tubes d’eau. — Surchauffeurs de vapeur et distrîi de la vapeur surchauffée. — Réchauffeurs de l’eau d’alimentation.
- Tubes d’eau. — Aucune des réponses reçues n’indique l’emploi de chaudières à tubes d’eau.
- Surchaujfew's de vapeur. — Les réponses reçues des différentes administrations, en ce qui concerne l’emploi de vapeur surchauffée, sont très rares, et à part une seule exception, les chemins de fer ayant muni des locomotives d’appareils sur-chauffeurs ne l’ont fait.qu’à titre expérimental. Le « Canadian Pacific Railway » a adopté le système sur une grande échelle et possède actuellement quatre cent soixante-quinze (475) machines à vapeur surchauffée. En 1901, cette compagnie appliqua un surchauffeur de boîte à fumée Schmidt à une machine à marchandises 4-6-0, à cylindres de 18 x 24 pouces (457 x 610 millimètres) et à roues de 62 pouces (1.575 mètre); les résultats donnés par cet essai ayant été satisfaisants, deux machines à marchandises compound 4-6-0 furent munies, deux ans plus tard, de surchauffeurs Schmidt du type placé dans les tubes à fumée. Ces machines également accusèrent une économie appréciable sur celles du même type, sans surchauffeurs, et en 1904 on construisit quarante et une (41) machines à marchandises 2-8-0, à simple expansion, dont vingt furent munies du surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée et vingt et une du surchauffeur Cole avec tubes Field. Les surchauffeurs Cole ne donnèrent pas de résultats satisfaisants et furent retirés au bout d’une année de service, mais les machines munies de surchauffeurs Schmidt logés dans les tubes à fumée firent un excellent service et accusèrent dans leurs six premiers mois de service une économie de 18 p. c. de combustible par rapport aux machines compound 2-8-0, d’un type similaire, mais un peu plus petit, qui avaient été construites deux ans plus tôt.
- Cette'économie ne fut pas entièrement due à l’emploi de la vapeur surchauffée, car les compounds étaient en moins bon état que les machines plus récentes, mais on admit qu’elle prouvait que les machines à vapeur surchauffée avaient un meilleur rendement et pouvaient économiquement remplacer les machines compound, d’un entretien notoirement coûteux.
- Ensuite, le « Canadian Pacific Railway » construisit cinquante machines à marchandises à simple expansion 4-6-0, dont dix furent munies du surchauffeur Schmidt (dans les tubes à fumée), trente du surchauffeur à boucles Cole et dix du surchauffeur Vaughan-Horsey, qui est un type développé sur le dit chemin de fer. Depuis cette époque, à l’exception de vingt cinq machines munies du surchauffeur à boucles Cole, toutes les nouvelles machines à marchandises et à voyageurs construites ont été munies du surchauffeur Yaughan-Horsey ; de plus, cinquante-cinq Machines qui avaient le surchauffeur Cole ont été transformées en locomotives à surchauffeur Yaughan-Horsey. Enfin, ce surchauffeur a été appliqué à douze Machines à voyageurs 4-6-0 à simple expansion et à une machine à voyageurs 4-4-2.
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- eau ci-après indique l’effectif des locomotives actuellement munies de sur ardeurs sur ce réseau.
- Nombre. Type. Cylindres, en pouces. Diamètre des roues motrices, en pouces. Timbre de la chaudière, en livres par pouce carré. Poids adhérent, en livres. Poids total, en livres. Type de surchauffeur.
- 1 4-6-0 18 X 24 62 180 95,425 119,225 Schmidt, boîte à fumée.
- 1 4-6-0 22 et 35 X 26 .63 200 128,000 169,000 — tubes à fumée.
- 1 4-6-0 22 et 35 X 30 63 200 147,075 192,150 — —
- 10 4-6-0 21 X 28 63 200 141,000 190,000 — —
- 105 4-6-0 21 X 28 63 200 141,000 190,000 V aughau-Horsey.
- 115 4-6-0 22 !/2 X 28 63 180 141,000 190,000 — —
- 12 4-6-0 20 X 26 69 200 129,450 166,000 — —
- 1 4-4-2 20 X 26 84 200 97,310 170,250 — —
- 17 4-6-2 21 X 28 75 200 139,000 212,000 — —
- 83 4-6-2 21 X 28 69 200 139,300 214,300 —
- 20 2-8-0 21 X 28 57 200 168,150 192,350 Schmidt, tubes à fumée.
- 110 2-8-0 22/1a X 28 57 180 171,900 195,500 V aughan-Horsey.
- Les résultats obtenus ont été, en somme, extrêmement satisfaisants. Les chiffres établis d après des parcours importants sur toutes les sections du réseau et basés sur la quantité totale de combustible délivrée aux machines ont accusé une économie de combustible de 10 à 15 p. c. dans le service des voyageurs.
- Une différence notable entre les machines à simple expansion, à surchauffeur, et les machines compound à deux cylindres, à vapeur saturée, consiste dans la souplesse plus grande de la machine à simple expansion. Dans des conditions favorables à la machine compound, lorsqu’elle est affectée à un service sur ligne en palier, ou qu’elle fait ailleurs un service uniforme à allure lente ou modérée, son rendement est égal ou légèrement inférieur à celui de la machine à surchauffeur; mais sur un profil de ligne accidenté ou pour des marches à grande vitesse, l’économie de la machine a surchauffeur s’accuse nettement. Nous n’avons pas l’occasion, au « Ganadian Pacific Railway », de comparer les machines à vapeur surchauffée, à simple expansion, avec des compounds à quatre cylindres, pour le service des trains de voyageurs ; mais, comparées aux machines à vapeur saturée à simple expansion, les machines à surchauffeur de construction identique ne donnent pas seulement .1 économie mentionnée plus haut, mais développent au moins 10 p. c. de puissance
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- continue en plus et courent plus librement, en faisant de plus grandes vitesses.
- Nous tenons à mentionner que les chiffres -relatifs à l’économie donnés plus haut ne représentent pas les meilleurs résultats obtenus, mais plutôt une estimation prudente de l’économie moyenne réalisée sur un grand nombre de machines travaillant dans des conditions moyennes, sans qu’aucun effort ait été tenté pour obtenir de bons résultats avec les machines à surchauffeur plutôt qu’avec les autres machines, et que les chiffres cités représentent assez exactement l’économie que l’on peut prévoir.
- Les expériences faites pour déterminer la surchauffe réalisée montrent qu’avec le surchauffeur Schmidt sur une machine à marchandises 2-8-0, timbrée à 200 livres par pouce carré (14 kilogrammes par centimètre carré), pression qui correspond à une température de 388° Fahr. (198° C.), la température de la vapeur dans la boîte à tiroir varie en moyenne de 440 à 480'’ Fahr. (227 à 249° C.), suivant le service que fait la machine; la température est plus élevée lorsque la machine développe une plus grande puissance.
- Des essais du surchauffeur Vaughan-Horsey sur des machines à voyageurs, avec la même pression dans la chaudière, ont accusé une température moyenne, dans la boîte à vapeur, de 340° Fahr. (282° C.), variant entre 320 et 560° Fahr. (entre 271 et 293° C.), suivant le service demandé à la locomotive; dans certains cas, la température de 380° Fahr. (304° C.) a été légèrement dépassée.
- Le surchauffeur Yaughan-Horsey, en service des marchandises, a donné une température moyenne, dans la boîte à vapeur, de 300° Fahr. (260° C.), variant entre 480 et 320° Fahr. (entre 249 et 271° G.), suivant le service de la machine. Il a été fait des expériences qui ont paru prouver^que ce type de surchauffeur permet d’obtenir, avec un nombre correspondant de tubes de surchauffe, un degré un peu plus élevé de surchauffe que l’appareil Schmidt; ce fait est probablement dû à la forme et à la disposition des collecteurs. D’autre part, on a constaté qu’aucune augmentation de la température de la vapeur surchauffée n’est réalisée lorsque quatre tuyaux surchauffeurs sont compris dans un seul élément ou, en d’autres termes, lorsqu’il faut que la vapeur parcoure quatre tuyaux surchauffeurs en passant du collecteur de vapeur surchauffée au collecteur de vapeur saturée. Avec le surchauffeur Schmidt, cette élévation de température a lieu et la surchauffe obtenue est alors à peu près la même qu’avec le dispositif Yaughan-Horsey.
- Quatorze administrations des États-Unis ont fait des essais avec des machines à surchauffeur; le nombre de machines dont il est question dans les réponses atteint soixante-dix en tout. La plupart de ces locomotives sont munies du surchauffeur Vauclain, qui est plus ou moins analogue au type Schmidt de boîte à fumée, avec cette différence qu’il ne comporte pas le gros tube employé dans ce dernier système pour obtenir une température élevée dans le surchauffeur. Nous ne possédons pas de renseignements sur les résultats que donne en réalité ce surchauffeur, mais les essais mentionnés semblent indiquer que la température de la vapeur dans la boîte à tiroir est d’environ 23 à 40° Fahr. (14 à 22° C.) supérieure à celle qui correspond
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- à la pression de la vapeur dans la chaudière. Les mêmes essais ont accusé une économie de charbon de 11 p. c. sur la consommation d’une machine correspondante à simple expansion sans surchauffe. Les résultats relatés par d’autres administrations employant des surchauffeurs des types Schmidt ou Cole, à boucles, sont unanimement favorables à un emploi plus étendu de cet appareil.
- Nous n’avons pas pu obtenir de chiffres exacts, mais l’économie de combustible indiquée varie de 10 à 28 p. c., par rapport aux machines ordinaires correspondantes. En négligeant les chiffres extrêmes mentionnés, il semble que l’çxpérience acquise sur ces lignes confirme très bien les résultats moyens cités plus haut pour le « Canadian Pacific Railway ».
- Une série étendue d’essais a été exécutée à l’Université de Purdue par le professeur W. F. M. Goss pour VInstitut Carnegie de Washington, et les résultats en ont été présentés par le professeur Goss dans un mémoire lu devant VAmerican Railway Master Mechanics Association, dans sa réunion de 1909 (1). L’économie de combustible obtenue avec une température de la vapeur surchauffée dépassant d’environ 160° Fahr. (83° C.) celle qui correspond à la pression de la vapeur saturée dans la chaudière, a été en moyenne de 10 à 13 p. c., et l’auteur du mémoire en tire la conclusion, qu’avec une pression de la chaudière del80 livres par pouce carré (12.65 kilogrammes par centimètre carré) et la vapeur surchauffée de 200° Fahr. (111° C.), il y aurait lieu de prévoir une économie'de 19 p. c. A la réunion des Master Mechanics, on a reproché à ce rapport d’évaluer à un taux trop faible l’économie qui peut être obtenue. En premier lieu, comme la chaudière de la machine de l’installation d’essais est relativement petite, l’application d’un type de surchauffeur dans les tubes à fumée réduisait la surface de vaporisation dans une plus forte proportion que quand le même appareil est appliqué à une plus grande chaudière. En second lieu, les comparaisons aux hautes pressions ont été faites avec la machine à vapeur saturée dans les conditions de l’installation d’essai où les fuites de vapeur de tout genre étaient éliminées autant que possible, de sorte que les résultats obtenus avec la machine à vapeur saturée à haute pression sont meilleurs que ceux qu’elle pourrait donner en service sur la ligne. De plus, les résultats obtenus dans l’installation d’essai ont été comparés en prenant pour base des vitesses de vaporisation égales, tandis que dans les conditions du service lorsqu’une machine à vapeur surchauffée est mise en comparaison avec une machine à vapeur saturée, les comparaisons sont rapportées en réalité à des puissances développées égales. On aboutit ainsi à deux explications possibles du fait que l’économie signalée en service pratique est plus grande que celle obtenue dans une installation d’essai. La première est que si avec le type de surehauffeur placé dans les tubes à fumée, où la machine est alimentée de vapeur d’une plus grande valeur thermique et où une partie des produits de la combustion sont rejetés par la cheminée à une plus haute température que dans une
- P) Ce mémoire a été reproduit dans le Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de mai 1910 (2e fasc.), p. 2700.
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- machine à vapeur saturée, on s’attend à ce que l’économie de consommation d’eau soit plus grande que l’économie de combustible, tous les rapports sont unanimes à constater le contraire. Ce résultat paraît à première vue paradoxal, mais à la réflexion on reconnaît que comme le rendement de la chaudière varie avec la vitesse de vaporisation, toute économie sur la consommation de vapeur se traduit par une économie de combustible non seulement proportionnelle, mais relativement plus grande, en raison directe de la diminution de vitesse de la combustion. Ainsi par exemple, en admettant une réduction de la consommation de vapeur de 20 p. c. quand la machine développe une puissance donnée et en négligeant la différence entre le rendement de vaporisation d’une chaudière à vapeur surchauffée et d’une chaudière à vapeur saturée, une diminution de 20 p. c. de la vapeur produite entraînera une réduction de 25 à 30 p. c. de la consommation de charbon, par suite du ralentissement de la vitesse de combustion et de la transmission plus efficace de la chaleur des produits de la combustion à l’eau de la chaudièr*e. Cette augmentation du rendement est évidemment plus que suffisante pour racheter la diminution du rendement de la chaudière à vapeur surchauffée, par rapport à la chaudière ordinaire, et c’est ce qui explique l’apparente anomalie de l’économie de charbon supérieure à l’économie d’eau. En second lieu, tout ce qui contribue à diminuer la besogne du chauffeur, lui permet de conduire son feu avec plus de soin et, par là, d’obtenir de meilleurs résultats que quand il doit fournir un effort excessif. Sur une installation d’essai cette condition n’existe pas, car le travail de chauffe se fait continuellement avec le plus grand soin afin d’obtenir des résultats comparables; mais en service de ligne, la diminution de la consommation de vapeur d’une machine à surchauffeur peut donner lieu, grâce à la chauffe plus économique, à des économies qui dépassent les prévisions.
- On peut donc résumer l’expérience générale des chemins de fer du Canada et des Etats-Unis, en ce qui concerne l’emploi de la vapeur surchauffée, en disant qu’une économie appréciable de combustible a été réalisée, qu’en raison des conditions particulières cette économie est moins grande sur les locomotives à marchandises que sur les machines à voyageurs, et que, pour ces dernières, on retire un avantage considérable de l’augmentation de puissance du moteur. Cet avantage a pour rançon deux inconvénients possibles, savoir l’augmentation soit des frais d’entretien, soit du nombre d’avaries ou de ruptures dans les machines pendant qu’elles remorquent des trains.
- Quant aux frais d’entretien, nous ne disposons que des chiffres recueillis sur le « Canadian Pacific Railway », et ils sont difficilement comparables parce que, quelques années avant l’introduction de la machine à vapeur surchauffée à simple expan-S1°u, on construisait des machines du type compound à deux cylindres, qui est excessivement coûteux d’entretien. Il est donc impossible de présenter des chiffres exacts de comparaison entre une machine à simple expansion ordinaire et un type correspondant à vapeur surchauffée, mais on peut dire néanmoins qu’une étude attentive des frais de réparations relevés sur le « Canadian Pacific » montre que la
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- dépense d’entretien des machines à vapeur surchauffée n’est guère plus élevée qUe celle à prévoir avec une machine ordinaire. Nécessairement, il est vrai, l’adjonction de tout appareil de ce genre donne lieu à une certaine augmentation des frais d’entre tien. Mais cette dépense supplémentaire est rachetée dans une certaine proportion sinon en totalité, par la suppression des risques d’avaries qui se produisent quel* quefois par suite de la présence d’eau dans les cylindres. En somme, les locomotives ont donné des résultats extrêmement satisfaisants au point de vue de l'économie d’entretien; et nous ne pensons pas que sous ce rapport l’adjonction d’un surchauffeur soit susceptible de donner lieu à des mécomptes sérieux.
- L’augmentation des avaries de la locomotive, due à l’application d’un surchauffeur a été au début très faible. A mesure que le nombre de machines en service augmentait, elle devenait plus importante. Il fallut, dès lors, prendre des mesures pour remédier à ces incidents à mesure qu’ils se déclaraient; nous ajouterons que, depuis un an environnes difficultés ont été presque entièrement surmontées. Dans la plupart des cas, il s’agissait de fuites aux assemblages des tuyaux surchauffeurs avec les collecteurs. Elles se produisaient aussi bien avec le type Schmidt qu’avec le type Vaughan-Horsey, mais en particulier avec ce dernier. Avec le surchauffeur Schmidt, on constatait quelquefois des fuites entre les brides dans lesquelles les tuyaux surchauffeurs sont mandrinés et la face du collecteur; si on les négligeait, et l’expérience a montré que ces fuites pouvaient facilement passer inaperçues, car elles ne paraissaient pas, tout d’abord, influer sur les qualités de vaporisation de la machine, la face du collecteur se rongeait et le travail de réfection des joints devenait difficile et coûteux. On a complètement éliminé cette difficulté en fixant chaque bride au collecteur par quatre goujons, en remplacement des agrafes employées dans le type initial, et grâce à cette modification les incidents dus aux fuites en ce point ont pour ainsi dire complètement disparu.
- Dans le surchauffeur Vaughan-Horsey, on a éprouvé des difficultés considérables du fait du desserrage des écrous qui réunissent les tuyaux surchauffeurs aux raccords du collecteur. On a reconnu que ceci provenait surtout de l’ajustage insuffisamment précis, et l’on y a remédié par de meilleurs soins d’exécution, l’emploi d’un écrou plus robuste et l’application d’un type simple de contre-écrou qui empêche tout jeu.
- Les deux types de surchauffeur sont exposés à un autre incident, très grave : cest que parfois les coudes qui réunissent les tuyaux surchaufîeurs à l’extrémité côté du foyer sont brûlés. Cet incident est dû uniquement à l’entretien défectueux des volets •servant à intercepter l’écoulement des gaz chauds par les tubes de surchauffe lorsque le régulateur est fermé et que la vapeur ne circule pas dans les tuyaux surchau feurs. Cette difficulté ne se déclare pas immédiatement, et si les volets ne sont pas maintenus en bonne condition de fonctionnement, il peut s’écouler un ceitain temps avant qu’on s’en aperçoive. En cas d’avarie d’une boucle de retour, on con State que les tuyaux surchauffeurs ou coudes ont beaucoup souffert de leur^ exPoS^ tion à des températures élevées pendant un temps considérable. Le remède a
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- genre d’incidents consiste évidemment à assurer le bon entretien des volets, qui, à son tour, dépend beaucoup de leur construction rationnelle, de sorte qu’il importe qu’ils soient disposés de manière à fonctionner convenablement; de plus, il faut, autant que possible, éviter qu’ils puissent se caler ou se coincer dans la position ouverte ou fermée.
- Mention a été faite de différents types de surchauffeurs. Les surchauffeurs Schmidt, placés soit dans la boîte à fumée, soit dans les tubes à fumée, dont il est fait usage aux États-Unis et au Canada, sont à peu près du même type que ceux employés sur une grande échelle en Europe, et il sera donc inutile de nous y arrêter. Les surchauffeurs Cole ne sont plus employés maintenant; ils ont été remplacés par un type de surchauffeur dans les tubes à fumée qui a été récemment étudié par 1’ « American Locomotive Company » et qui est reproduit dans les figures 40 et 41.
- Les collecteurs de vapeur surchauffée et de vapeur saturée sont placés sur les deux côtés de la boîte à fumée, et les tuyaux surchauffeurs sont cintrés pour s’engager dans ces collecteurs : les assemblages se font à l’aide de cercles dressés à la meule, à face plane d’un côté et à face sphérique de l’autre, analogues aux lentilles employées pour faire les joints des tuyaux à vapeur dans la pratique américaine. Les tuyaux surchauffeurs traversent un diaphragme disposé devant la plaque tubulaire, et de petites montures en fonte malléable servent à remplir les vides autour des tubes et à supporter les tuyaux à leur emmanchement dans le diaphragme. La disposition de ce surchauffeur est nettement indiquée dans le dessin et peut se passer de toute explication. Il a été monté ou est en cours démontage sur vingt-cinq locomotives appartenant à dix chemins de fer différents et paraît devoir donner des résultats excellents, car il combine les conditions de flexibilité des tuyaux surchauffeurs, pour permettre leur dilatation, avec la facilité d’accès aux joints et aux tuyaux sur chauffeur s.
- Le surchauffeur Vaughan-Horsey, dont il a été question, est représenté dans les figures 42 et 43.
- Dans ce surchauffeur, les collecteurs sont placés immédiatement en avant de la plaque tubulaire, et chaque collecteur est muni d’un certain nombre de sous-collecteurs.
- Les sous-collecteurs fixés aux collecteurs de vapeur saturée et de vapeur surchauffée, respectivement, sont disposés alternativement en colonnes verticales. A chaque sou s-collecteur aboutissent des tuyaux surchauffeurs passant dans les tubes de surchauffe de chaque côté du sous-collecteur, tandis que les assemblages entre les tuyaux surchauffeurs et les sous-collecteurs sont établis à l’aide d’écrous et de raccords représentés en détail dans la figure 44. On remarquera que ces deux types de surchauffeurs, celui de VAmerican Locomotive Company et le Vaughan-Horsey, ressemblent à beaucoup de points de vue au surchauffeur de tubes à fumée Schmidt, mais s’en distinguent par la disposition et la construction des collecteurs et des assemblages des tuyaux surchauffeurs.
- Dans la pratique américaine, on ne réalise aucun avantage en exposant l’extrémité
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- Fig. 44.
- Fig. 43.
- Explication des termes anglais : Superheater Pipes 15/i6" dia. ins. = Tuyaux surchauffeurs, 23.8 millimètres de diamètre intérieur.
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- avant des gros tubes de surchauffe, pour les besoins du nettoyage, car les tubes sont toujours ramonés de l’extrémité côté du foyer, et on a constaté qu’il faut surtout rechercher la facilité d’accès des joints entre les tuyaux surchauffeurs et les collecteurs pour l’inspection et la réfection des joints, et la possibilité de retirer un élément, ou paire, de tuyaux surchauffeurs sans déranger aucun des autres.
- Avec le dernier type de surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée, ce desideratum est facile à réaliser, mais avec les anciens types le retrait d’un élément des tuyaux surchauffeurs de l’une des rangées supérieures de tubes de surchauffe nécessitait le démontage de deux ou trois groupes de joints, parfois aussi le desserrage et le dérangement d’un certain nombre d’autres. Etant donné le peu de temps disponible pour les réparations des machines aux États-Unis, en raison du parcours considérable qu’elles sont appelées à faire, tout dispositif occasionnant des pertes de temps aux dépôts, pour réparations, donne lieu à de vives objections. Avec le type de surchauffeur Vaughan-Horsey, chaque paire de tuyaux surchauffeurs peut être facilement retirée sans qu’on ait à toucher aux autres, et cet avantage se retrouve aussi, dans une proportion presque égale, dans le surchauffeur de Y American Locomotive Company. De plus, dans les deux cas, si des tuyaux surchauffeurs sont avariés, ils peuvent être retirés et de faux-joints appliqués aux collecteurs à leur place : on remplace ensuite les tuyaux à la première occasion.
- Sauf la machine mentionnée plus'haut comme ayant été munie tout d’abord du surchauffeur Schmidt placé dans la boîte à fumée, toutes les machines munies de surchauffeurs aux Etats-Unis et au Canada ont les types ordinaires de garniture de piston, de garniture de tige de piston, de tiroir cylindrique et de segments de garniture de tiroir cylindrique, communément employés aux Etats-Unis pour les locomotives à vapeur saturée. La pratique varie légèrement d’un chemin de fer à l’autre, mais la figure 45 montre la construction de ces différents détails, employés sur le « Canadian Pacific », qui peut être considérée comme plus ou moins typique. Le seul détail de construction donnant lieu à des difficultés est relatif aux segments de garniture du piston. On constate que ceux-ci s’usent beaucoup plus vite dans les machines à vapeur surchauffée que dans celles à vapeur saturée ordinaire; en effet, la durée de ces pièces, qui est d’environ deux mois dans le premier cas, est de huit à dix mois dans le second. La différence n’est pas due à une insuffisance de graissage, car à l’examen on constate que les cylindres et pistons sont très bien graissés; par contre, elle dépend dans une mesure notable de la qualité du métal employé pour les segments. Si ces derniers sont en fonte dure, à grain serré, ils font un bien meilleur service, mais l’usure devient excessivement rapide si la fonte est de qualité tendre, et ce fait se remarque beaucoup mieux avec la surchauffe que sur les machines à vapeur saturée.
- On a constaté que le meilleur graissage est obtenu par l’emploi d’un type ordinaire de graisseur à débit visible, où l’huile est envoyée dans le cylindre et la boîte à tiroir par un petit jet de vapeur. On a aussi employé des graisseurs du type à alimentation forcée ou à pompe, mais en somme ils n’ont pas donné de résultats bien
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- satisfaisants. La vitesse à laquelle ils amènent l’huile ne correspond pas aux besoins, car elle est proportionnelle au nombre de tours de la machine, au lieu de donner taux uniforme par minute, tandis que le graissage le plus intense par minute est néCessaire quand la machine gravit lentement une forte rampe, en faisant un petit nombre de tours. Le graisseur à débit visible peut être facilement et promptement réglé pour donner une plus grande quantité d’huile par minute, tandis que, dans ces conditions, les graisseurs à pompe fonctionnent très lentement et qu’il faut les régler continuellement pour obtenir le débit voulu d’huile. D’autre part, en raison de la chute de pression de la vapeur traversant le surchauffeur, il y a toujours un écart suffisant de pression entre la chaudière et la boîte à tiroir pour assurer l’alimentation régulière des cylindres avec le graisseur à débit visible, qui a donné des résultats plus satisfaisants sur les machines à surchauffeur que sur celles à vapeur saturée, où la pression delà boîte à tiroir est souvent très sensiblement égale à celle delà chaudière.
- La garniture pour tiges de piston et tiges de tiroir représentée par ces figures est, dans une certaine mesure, d’une forme spéciale. Le type de garniture précédemment employé, consistant à entrer un cercle de métal plastique dans un collier de forme conique entourant la tige, donna tout d’abord des résultats peu satisfaisants avec la vapeur surchauffée parce que le point de fusion du métal plastique n’était pas suffisamment élevé. Cependant des expériences ultérieures ont démontré que lorsque cet alliage renferme 49 p. c. de plomb, 50 p. c. de cuivre et 1 p, c. d’étain, ce genre de garniture donne des résultats satisfaisants. En règle générale, on n’éprouve pas de difficulté particulière avec les garnitures qui ont réussi sur les machines à vapeur saturée, à part la nécessité accidentelle d’employer un métal d’un degré de fusion plus élevé.
- Réchauffeurs de Veau d’alimentation. — Les réchauffeurs n’ont, été employés que sur une échelle restreinte et à titre expérimental. Aucune des administrations qui ont répondu au questionnaire n’a fourni de renseignements sur les résultats obtenus, et nous ne pouvons donc pas présenter de chiffres à ce sujet. On sait que l’économie de combustible est de 10 p. c. pour chaque 10° Fahr. (5.6° C.) d’augmentation de température de l’eau passant par le réchauffeur, et certains chemins de fer ont obtenu une certaine économie en faisant passer la vapeur d’échappement du compresseur d’air dans le tender. Cette pratique a été reconnue satisfaisante, sous la reserve que les agents de la machine sont forcés de surveiller attentivement la température de l’eau dans le tender pour veiller à ce qu’elle s’élève assez pour empêcher e fonctionnement des injecteurs.
- Les chemins de fer qui ont adopté cette pratique emploient le type d’injecteur non aspirant, qui fonctionne avec l’eau à une température de 130° Fahr. (54.4° C.)
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- ANNEXE I.
- Les renseignements donnés dans cet exposé ont été puisés en grande partie dans ]es réponses reçues à un questionnaire, de la part des administrations suivantes :
- Effectif
- CHEMINS DE FER. des locomotives.
- Atlanta & West Point Railway........................... . 33
- Baltimore & Ohio Railroad........................................ 1,915
- Nessemer & Lake Erie............................................ 113
- Boston & Maine.................................................. 1,095
- Central of New Jersey.............................................. 479
- Central Vermont ................................................... 102
- Chicago & Western Indiana. . 81
- Chicago, Burlington & Quincy Railway ... ... 1,598
- Chicago, Rock Island & Pacific.............. ... 1,390
- Cincinnati, Hamilton & Dayton..................................... 249
- Cumberland Valley Railway........................................... 65
- Delaware & Hudson........................... ... 471
- Delaware, Lackawanna & Western..................................... 770
- El Paso & South Western Railway .... ... 159
- Grand Rapids & Indiana............................................. 92
- Hocking Valley ................................................... 158
- Illinois Central................................................. 1,267
- Missouri, Kansas & Texas . . . . .................... 537
- Mobile & Ohio . 265
- Mobile, Jackson & Kansas City. ..................................... 45
- New York Central & Hudson River......................... . . 1,894
- Lake Shore & Michigan Southern............................. . 921
- Michigan Central................................................... 548
- Cleveland, Chicago, Cincinnati & St. Louis ...... "36
- Oregon Short Line.................................................. 251
- Pennsylvania, Lines West........................................ 1,685
- Pennsylvania Railroad . ... . 4,094
- Queen & Crescent Route............................................. 216
- Rutland Railroad.................................................... ^2
- IQl
- Seaboard Air Line........................................ 4,3
- St. Louis & San Francisco.................................-
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- Effectif
- CHEMINS DE FER. des locomotives.
- St. Louis & South Western. . '.................................... 204
- Southern Railway.................................................... 1,534
- Toledo, Peoria & Western............................................... 28
- Union Pacific & Southern Pacific.................................... 1,959
- Vandalia Railroad..................................................... 221
- Grand Trunk ........................................................ 1,192
- L’effectif indiqué représente, soit le nombre de machines que possède la compagnie, soit celui auquel s’appliquent les réponses reçues.
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- [621 .433.3, C21 .133.7 & 621 .134.3]
- SUPPLÉMENT A L’EXPOSÉ N° 6
- (tous les pays sauf la Russie, l Amérique, l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Bulgarie, la Serbie, la Turquie, la France, la Belgique, l’Italie, l’Espagne, le Portugal et la Grande-Bretagne)
- Par Karl STEINBISS,
- CONSEILLER INTIME SUPÉRIEUR DE CONSTRUCTION A L’ADMINISTRATION CENTRALE DES CHEMINS DE FER DE L’ÉTAT PRUSSIEN, A BERLIN.
- Les chemins de fer de l’État danois signalent, après la rédaction de notre exposé, deux importantes innovations qu’ils ont expérimentées avec soin depuis quelques années, qui ont donné de bons résultats et dont la généralisation de l’emploi est chaleureusement recommandée. Nous en donnons ci-après la description d’après les notes originales de Mr O. Busse, directeur royal des chemins de fer à Copenhague.
- a) Étanchéité du cadre du bas du foyer.
- Maintes fois déjà, nous avons entendu exprimer l’opinion que le cadre du foyer constitue
- le point faible de la chaudière de locomotive, non seulement au point de vue de sa résistance, mais aussi en ce qui concerne l’étanchéité et l’usure due aux fuites de la chaudière en ce point. Cette usure se manifeste généralement aux angles avec une assez grande intensité et il n’est pas possible d’y remédier radicalement par le matage. Or, qu’a-t-on fait pour l’amélioration de l’étanchéité du cadre? On a remplacé la simple rivure d’autrefois par deux, voire trois rangées de rivets, en abaissant et rétrécissant le cadre aux angles, de sorte qu’il ne forme plus qu’un assemblage avec l’enveloppe extérieure ('). Ce mode de confection du cadre est satisfaisant, mais donnait lieu à une forte dépense, tant qu’il fallait le forger ; avec la fabrication actuellement possible en acier
- (‘) Eisenbahntechnik der Gegenwart, t. I, 2e édition, p. 170, fig. 164 dans le texte.
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- moulé, il est incontestable qu’il mérite l’attention. On sait que la double rangée de rivets ne donne pas de résultats satisfaisants ; quant à la bonne étanchéité qu’on peut obtenir avec l’ancienne rivure simple, j’ai pu la constater il y a quelques années sur plusieurs chaudières de mon service. J’ai donc procédé à une étude de cette question et muni un grand nombre de chaudières de cadres à simple rivure : je n’ai d’ailleurs pas à le regretter. Je voulais élucider les deux points suivants :
- 1° Comment les fuites se produisent-elles?
- 2° Les rivures simples sont-elles d’une résistance suffisante?
- L’enfoncement et le bouterollage de chaque rivet ont pour effet un allongement de la tôle de chaudière; cet allongement augmente avec chaque rivet et se fait le plus remarquer aux points les plus faibles. Ces points sont les angles où les têtes de rivets sont quelquefois très espacées et où il faut aussi employer des boulons parce qu’il n’y a pas de place, dans l’angle, pour les rivets traversant de part en part; il est vrai qu’on atténue l’effet en rivant l’abord l’angle, puis le milieu, et en posant alternativement les rivets de l’angle et du milieu, afin de répartir l’allongement. Néanmoins, on n’évite pas complètement l’allongement; il se produit avec d’autant plus d’intensité qu’on emploie un plus grand nombre de rivets; à cela vient s’ajouter que la double rivure nécessite un plus grand espacement des rivets le long du bord maté, de sorte que la tôle est moins rigidement appliquée contre le cadre. C’est pourquoi le matage ne peut pas pénétrer aussi profondément qu’avec une rivure simple, à plus faible espacement : par suite, les particules de tartre qui tombent s’introduisent plus facilement entre le cadre ét l’enveloppe; or, une fois que l’eau arrive jusqu’au bord maté, il se produit des fuites, des oxydations et de l’usure, amenant une prompte destruction.
- Au point de vue de l’étanchéité, la double "ivure ne peut donc être que préjudiciable. Il
- reste à savoir si elle est nécessaire pour la résistance ou si la rivure simple ne procure pas une résistance suffisante.
- Examinons cette question sur un foyer étudié pour une pression de la chaudière de 15 kilogrammes par centimètre carré, avec cadre de 100 millimètres de largeur, et rivets de 26 millimètres de diamètre, espacés de 65 millimètres. Il s’agit d’envisager la résistance au cisaillement et à la traction des différents rivets, la résistance à la rupture de la tôle de chaudière. La section pleine entre deux rivets est soumise à un effort tranchant de 10 X 6.5 X 15 = 975 kilogrammes; la section d’un rivet est de 531 millimètres carrés, par suite l’effort tranchant est de
- 975
- —----r=T = 0.918 kilog.par millimètre carré.
- Ji X OOl
- Les tôles de chaudière entre les rivets, en supposant qu’elles aient une épaisseur de 17 millimètres, présenteront une section de 17 X (65 — 26) — 663 millimètres carrés. L’effort exercé sur la fibre longitudinale est de
- 975
- 2 x 663
- 0.735 kilog. par millimètre carré,
- c’est-à-dire très faible, même pour le cuivre.
- L’effort de traction subi par un rivet est égal à la pression de la vapeur sur la tôle de chaudière, mesurée depuis la rangée inférieure d’entretoises jusqu’au rang de rivets. Pour une lame d’eau de 100 millimètres, un écartement de 65 millimètres et un timbre de 15 kilogrammes, on a donc, comme plus haut, 10 X 6.5 X 15 = 975 kilogrammes; l’effort de traction exercé sur la tige est donc de
- v I O \ *
- —- =1.84 kilogramme par millimètre carre.
- D’après les règles de la résistance combinée,
- la tension d’un rivet subissant un effort de traction de 1.84 kilogramme par millimètre carré et un effort tranchant de 0.918 kilo gramme par millimètre carré, n’est que 2.44 kilogrammes par millimètre carré.
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- Ces tensions n’exigent donc pas un double rang de rivets et, comme nous avons montré plus haut que celui-ci nuit à l’étanchéité, il conviendra de l’abandonner.
- En conséquence, en m’appuyant sur l’expérience et le calcul, je recommanderai de munir les cadres de foyer d’une rivure simple et d’angles abaissés, en établissant l’assemblage avec l’enveloppe extérieure par environ huit rivets.
- b) Entretoises de longueur réglables pour locomotives des chemins de fer de l’État danois.
- La note de Mr Busse a déjà été publiée dans le Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de novembre 1903, page 1041, auquel nos lecteurs pourront se reporter.
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- DISCUSSION EN SECTION
- Séance du 8 juillet 1910 (matin).
- Présidence de Mr GERSTNER.
- Mr le Président. — Nous abordons, messieurs, la discussion de la question VI. Étant donné le grand nombre de rapporteurs, je crois que nous devrions entendre d’abord tous les rapporteurs qui se sont occupés du littéra A, après quoi nous rédigerions et adopterions les conclusions sur ce littéra ; nous procéderions ensuite de la même façon pour les littéras B et C.
- Mr Steinbiss, rapporteur. (En allemand.) — Pour la rédaction de mon exposé, je me suis basé sur les renseignements fournis par les administrations des chemins de fer allemands, danois, luxembourgeois, néerlandais, norvégiens, suédois et suisses.
- Les administrations des chemins de fer chinois, égyptiens, grecs, des Indes néerlandaises et du Congo, ainsi qu’un certain nombre de chemins de fer privés d’importance secondaire ne m’ont pas donné de renseignements.
- A. — Chaudières ayec tubes à fumée; conditions d’établissement et d’entretien des tubes et des plaques tubulaires.
- L Types de chaudières. — La plupart des administrations préfèrent la chaudière
- avec berceau de boîte à feu cylindrique, réuni directement à la virole d’arrière, cylindrique ou conique, du corps de la chaudière.
- Le type Relpaire est employé sur la majorité des locomotives de l’État saxon ; il est beaucoup en usage sur les chemins de fer d’Alsace-Lorraine et existe à un assez grand nombre d’exemplaires sur les chemins de fer de l’Etat wurtembergeois et de l’État néerlandais. L’État prussien a fait construire dans ces derniers temps quatre-vingt-dix-huit chaudières Belpaire, savoir : vingt-deux sur des locomotives express 4-4-0 à quatre cylindres et soixante-seize sur des locomotives express 4-4-2 à quatre cylindres du typeGrafenstaden. Ailleurs, à part l’État saxon, les chaudières Belpaire ne sont employées que rarement sur les locomotives modernes.
- Des chaudières à berceau cylindrique surélevé de boîte à feu se trouvent sur des locomotives modernes du chemin de fer luxembourgeois Prince Henri et sur les locomotives-tenders 0-8-0 et 0-10-0 type Hagans des chemins de fer d’État prus-siens-hessois. Au surplus, il n’existe plus de berceaux surélevés de boîte à feu que
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- sur les anciennes locomotives ; on n’en fait pas usage dans les nouveaux types.
- La forme usuelle du foyer étroit, plongeant entre les longerons, a été maintenue partout. La longueur de ces foyers, aif niveau de la. grille, a été portée jusqu’à 3.12 mètres. Le foyer large, débordant latéralement sur les longerons, avec grille de faible longueur, du type américain Wootten, est quelquefois appliqué par les chemins de fer allemands et danois sur des locomotives express et à voyageurs modernes, mais il n’est généralement pas encore sorti de la période d’essai, car les fuites qui se déclarent aux tubes à fumée et les avaries des entretoîses et des parois du foyer donnent souvent lieu à des plaintes. Aussi, depuis quelque temps, réduit-on la largeur intérieure au bas, qui atteignait 2.200 mètres, à environ 1.600 à 1.900 mètre; en revanche, afin de réaliser la grande surface de grille nécessaire, on augmente la longueur et fl paraît que cette double modification donnera de meilleurs résultats. On commence aussi à adopter le foyer débordant pour les machines à marchandises.
- Dans les locomotives modernes, soit avec boîte à feu plongeant entre les longerons, soit avec foyer débordant, on emploie souvent des parois d’arrière inclinées pour le foyer et l’enveloppe extérieure. De cette façon, on peut, sans augmentation excessive du poids de la boîte à feu, réaliser de plus grandes surfaces de grille avec des longueurs de 3 à 3.12 mètres.
- L’assemblage inférieur du foyer avec l’enveloppe extérieure est toujours établi à l’aide d’un robuste cadre de section rectangulaire avec deux rangs de rivets. L’État danois emploie depuis longtemps des joints à rang unique de rivets qui ont
- aussi donné de bons résultats pour les dômes d’une grande hauteur. Mr Busse directeur de ces chemins de fer, a publié un article à ce sujet. Au surplus, la tendance se manifeste d’établir les parois de foyer en formes droites, aussi peu courbées que possible.
- Au lieu des viroles de chaudière rivées, ordinairement employées auparavant, les chemins de fer d’État prussiens-hessois emploient depuis quelque temps, avec de bons résultats, des viroles sans clouure (système Ehrhardt). Sur les mêmes chemins de fer, ainsi que sur ceux de l’État suédois, on fait usage, avec succès, de viroles de dômes à joint longitudinal soudé. Pour la calotte du dôme, l’État suédois a adopté récemment l’emploi d’acier moulé.
- Les figures de mon exposé permettent de se rendre compte des dimensions des chaudières et des détails de construction des différents types.
- 2. Armaluraye du ciel de foyer et liaison avec le berceau de la boîte à feu. — Des entretoises radiales ou inclinées sont employées dans les chaudières, à ciel de foyer généralement plan pour augmenter la résistance, des chemins de fer d’Etat badois, néerlandais et suédois, du chemin de 1er Hollandais, des Chemins de fer fédéraux suisses, du chemin de 1er du Gothard et du chemin de fer Rhétique, ainsi que sur les locomotives-tenders à marchandises — système Hagans — 0-8-0 et 0-10 0 et sur quelques locomotives express des chemins de fer d’État prus-siens-hessois. Ailleurs, on fait généralement usage de tirants de ciel verticaux et disposés parallèlement dans le sens longitudinal et en travers du ciel.
- Comme métal pour les entretoises du
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- ciel, on emploie du fer de forge, du fer fondu et de l’acier doux.
- Afin de faciliter les mouvements de la plaque tubulaire et d’éviter les criques à Pextrémité avant du ciel du foyer, les deux ou trois rangées d’avant des entretoises du ciel sont remplacées dans beaucoup de chaudières par de petites fermes; sur les locomotives wurtembergeoises et saxonnes, et quelquefois aussi sur celles d’autres administrations, les deux ou trois premières rangées sont suspendues avec jeu à des chapes de suspension fixées au berceau de la boîte à feu.
- Les entretoises sont généralement préférées aux fermes pour l’armaturage du ciel à cause de leur construction simple, de leur disposition facile à surveiller et de l’accessibilité beaucoup plus grande du ciel pour la visite et le nettoyage. Elles constituent une liaison sûre entre le foyer et le berceau de l’enveloppe extérieure, elles sont plus légères et facilitent la circulation de l’eau : par suite, l’entartrement du ciel est plus rare qu’avec les fermes.
- 3. Foyers cylindriques. — Aucune administration n’emploie des foyers cylindriques.
- Les essais faits, il y a un certain nombre d’années, par les chemins de fer d’État prussiens-hessois avec des foyers cylindriques du type Lentz — foyers ondulés — ont donné des résultats défavorables. Au bout d’un certain temps, ils perdaient leur section circulaire et il se produisait des déformations et des explosions.
- 4. Chambres de combustion. — Aucune des administrations envisagées n’a des chaudières avec chambres de combustion.
- o- Métal des foyers. —- Le métal employé pour les foyers est, sur presque toutes les locomotives, du cuivre ordi-
- naire. Ce n’est qu’à titre d’essai que différentes administrations ont fait usage de foyers en acier doux, en cuivre au nickel et en « cuivre dur ».
- Lus chemins de fer de l’Etat bavarois ont fait construire en 1900 et J901 par les ateliers Baldwin, de Philadelphie, deux machines à marchandises et deux machines express, dont les foyers étaient en acier doux. Sur les locomotives à marchandises, il fallut remplacer les foyers en acier au bout de quatre ans, puis de nouveau au bout de trois ans. La seconde fois, on leur substitua des foyers en» cuivre. Quant aux foyers en acier des locomotives express, l’un fut remplacé au bout de trois ans, l’autre au bout de six ans par un foyer en cuivre.
- Des foyers en acier doux essayés sur les chemins de fer de l’État saxon dans les années 1892 à 1902, n’ont fait qu’une courte durée de service, par suite de corrosions et pustules excessives.
- Les chemins de fer de l’État néerlandais n’ônt pas obtenu de résultats favorables avec une locomotive munie à titre d’essai d’un foyer en acier doux.
- Sur les chemins de fer de l’État danois, on a employé, il y a quelque temps, un certain nombre de foyers en acier doux qui toutefois s’usèrent vite; aussi abandonna-t-on les essais.
- Actuellement, on y expérimente des foyers en cuivre avec plaques tubulaires en fer, ainsi que des foyers en « cuivre dur » et en « cuivre spécial » de la firme Heckmann, de Duisburg.
- Le chemin de fer Rhétique a muni une chaudière à foyer en cuivre d’une plaque tubulaire dont la partie supérieure est en fer et la partie inférieure en cuivre. Jusqu’à présent on a constaté que les
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- tubes à fumée avec et sans rabouts en cuivre y sont plus difficiles à maintenir étanches qu’avec une plaque tubulaire • entièrement en cuivre.
- Les chemins de fer d’Etat prussiensx bessois ont fait des essais complets de foyers en acier doux et en cuivre au nickel. Avec ceux en acier doux, il a été fait autrefois des essais qui cependant donnèrent des résultats si peu favorables que, dès 1896, on prit la décision de renoncer désormais, d’une manière générale, aux foyers de ce genre. Leur durée n’avait pas dépassé eh moyenne trois années; dans des conditions défavorables, surtout avec de la mauvaise eau d’alimentation, elle était encore sensiblement moindre ; dans un cas, elle ne fut même que d’environ six mois.
- Des foyers en cuivre au nickel ont été fournis par la maison Basse et Selve, d’Altena, en ‘Westphalie, pour 1 locomo-tive-tender à marchandises 2-6-0 et 1 locomotive compound à marchandises 2-6-0. D’après les résultats obtenus jusqu’à présent, il-semble que le cuivre au nickel ne convienne pas pour les foyers, attendu que malgré son prix plus élevé, il ne présente pas d’avantages sur le cuivre ordinaire. L’emploi du foyer en cuivre au nickel, à la place d’un foyer en cuivre ordinaire, a occasionné une augmentation de 3,600 marcs (4,500 francs) de la dépense d’établissement de la locomotive, car non seulement le cuivre au nickel est, par lui-même, plus cher que le cuivre ordinaire, mais la construction du foyer est plus laborieuse et plus coûteuse, à cause de la dureté du métal.
- En outre, les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois ont engagé des pourparlers dans le but d’entreprendre des
- essais avec une plaque tubulaire de foyep en cuivre manganésé provenant des usines de Heddernheim.
- Le cuivre ordinaire employé pour les foyers est fabriqué soit par des procédés métallurgiques, soit par voie électrolytique; mais on n’est pas encore certain que le cuivre électrolytique soit complètement équivalent au cuivre métallurgique au point de vue de la durée, surtout dans les arrondis, et de la résistance à l’action du feu. Les chemins de fer d’État prussiens-hessois exigent, pour les essais de traction des tôles de foyer en cuivre, les coefficients suivants :
- Résistance minimum à la traction, en kilogrammes par millimètre carré de la section initiale : 22 ; allongement minimum sur 200 millimètres de longueur : 38 p. c. Les pièces soumises à l’essai ne doivent pas être recuites. Par conséquent, il faut aussi que les éprouvettes soient découpées à froid sur les tôles présentées à la réception et que leur usinage se fasse également à froid. Depuis quelque temps, on emploie aussi du cuivre arsénieux.
- 6. Portes de foyers. — La plupart des administrations emploient des portes de foyer à charnières, d’une seule pièce; on fait moins usage de portes coulissantes à deux vantaux ; exceptionnellement, on trouve aussi des portes à trois ailes se relevant vers l’intérieur.
- La forme des portes est tantôt ronde, tantôt elliptique, tantôt rectangulaire à. angles arrondis.
- Les ouvertures circulaires ont un diamètre variant de 300 à 450 millinièties, celles de forme elliptique ou rectangulaire ont 300 à 360 millimètres de hauteur e 375 à 500 millimètres de longueur. Les plus faibles cotes pour portes rondes -e
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- trouvent sur les chemins de fer de l’État danois, savoir 300 millimètres, et pour portes rectangulaires sur les chemins de fer de l’État saxon, savoir 300 X 375 millimètres.
- Pour les foyers larges, débordant sur les longerons, on emploie généralement de plus grandes portes rectangulaires à angles arrondis, d’environ 330 X 470 millimètres, ou des doubles portes rondes ou-elliptiques.
- Les locomotives à double porte de foyer et à paroi d’arrière inclinée ont souvent présenté, par suite de la température élevée qui existe sur la paroi arrière, une usure rapide par le feu de cette plaque en cuivre, ce qui nécessitait l’application de morceaux rapportés. On espère que par le remplacement des deux portes par une seule, on réussira à remédier à cet inconvénient.
- Les chemins de fer de l’État badois ont adopté dès 1902, pour leurs locomotives express les plus récentes, des portes à trois ailes, qui s’ouvrent vers l'intérieur en se relevant et dont on n’ouvre jamais que deux parties, les deux ailes latérales entraînant chaque fois celle du milieu. Les dimensions de l’ouverture libre sont de 390 x 700 millimètres.
- Les chemins de fer de l’État saxon, pour réduire les rentrées d’air froid et maintenir autant que possible la surface de chauffe intégrale, attachent de l’importance aux petites ouvertures de porte et se servent de formes de pelles facilitant le chargement de la grille. Les chemins de fer de l’État néerlandais considèrent la porte coulissante à deux vantaux comme le' type le pfos avantageux, les chemins de fer d’État prussiens-hessois préfèrent la forme rec-tangulaire ^ angles arrondis, et les che-
- mins de fer d’Alsace-Lorraine estiment que la forme elliptique convient le mieux pour donner un feu d’épaisseur bien égale.
- Toutes les administrations ont muni un certain nombre de leurs locomotives de portes de foyer avec dispositif spécial pour le réglage d’une entrée d’air par le haut, destinée à aider l’air froid arrivant par les portes de cendrier et par les vides des barreaux dans le foyer à produire une combustion plus parfaite et autant que possible sans fumée. Dans ce cas, les portes du foyer sont généralement munies intérieurement d’une contre-porte en fonte ou en fer forgé, qui est maintenue à la température du rouge sous l’action de la chaleur du foyer et réchauffe l’air entrant par le haut et balayant cette plaque.
- Sur les chemins de fer allemands, beaucoup de locomotives modernes de tous types sont pourvues de l’appareil fumivore connu Marcotty et Langer; rationnellement surveillé, cet appareil, qui fonctionne automatiquement, donne de bons résultats en ce qui concerne la diminution de la fumée. Un grand nombre de portes de foyer sont munies du papillon nécessaire pour ce fumivore. Le chemin de fer Rhétique se sert également de cet appareil. L’appareil fumivore Staby, commandé par l’ouverture et la fermeture de la porte de foyer ordinaire, est également employé, mais sur une moindre échelle. Dans ces derniers temps, les chemins de fer d’État prussiens-hessois firent monter des appareils Marcotty sur des portes basculantes avec entrée d’air latérale.
- Les administrations intéressées ne signalent pas d’autres essais qui auraient été effectués avec les dispositifs spéciaux et types de portes de foyer proposés par de
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- nombreux inventeurs et ayant pour but de rendre la combustion plus complète.
- L’assemblage de la façade arrière de la chaudière avec la paroi arrière du foyer, pour la confection du cadre de la porte, se fait, aussi bien avec la disposition ver^ ticale qu’avec la disposition inclinée, soit à l’aide d’un cadre en fer forgé, avec simple rang de rivets, dont la forme épouse celle de la baie, soit par emboutissage et rivetage à'un rang des deux tôles (système Webb). Les deux types n’ont pas donné lieu à des fuites appréciables; cependant, dans l’un et l’autre cas, il est d’usage d’employer des cadres de protection en fonte ou des enveloppes de protection en tôle de fer, placés sur la face intérieure du foyer, dans le but d’atténuer l’action du feu sur l’encadrement de la porte, d’empêcher que les têtes de rivets se brûlent et d’éviter les avaries causées par les ringards et autres outils de chauffe.
- Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois et d’autres administrations expérimentent depuis quelque temps un encadrement plat qui n’entraîne pas l'emboutissage très accentué du système Webb, mais est plus facile à maintenir étanche que le cadre massif actuel, dont l’épaisseur est égale à la longueur des entretoises entre les faces intérieures des deux parois.
- Les bons résultats obtenus avec les encadrements de. portes à tôles embouties sont soulignés dans les réponses de la plupart des administrations allemandes, des chemins de fer danois et suédois. Les administrations suisses emploient de préférence le cadre de porte rivé.
- 7. Relation entre la surface de grille, les vides entre les barreaux et la surface de chauffe totale des tubes. — Le choix de la
- meilleure relation entre la surface totale-de la grille R, la surface des vides entre les barreaux IV et la surface de chauffe totale des tubes Hr, est subordonné à la nature de la houille, à son pouvoir calorifique et à la vaporisation, variable avec le type de locomotive.
- La relation R : R/: varie entre 1 : 0.16 et 1 : 0.60, et est généralement comprise entre les valeurs 1 : 0.45 à 1 : 0.56. Les valeurs les plus faibles, c’est-à-dire les vides relativement les plus faibles entre les barreaux, sont indiquées par les chemins de fer de l’État danois, savoir R : R/ = 1 : 0.16 à 1 : 0.23; puis vient le chemin de fer Hollandais, avec R : Rr = 1 : 0.3, pour ses plus récentes locomotives express chauffées avec du charbon belge.
- La valeur la. plus élevée, c’est-à-dire la surface relativement la plus grande des vides entre les barreaux, est celle de 2.71 : 1.638 ~ 1 : 0.6 des locomotives express compound à quatre cylindres, 4-4-2, des chemins de fer d’État prussiens-bessois. Le chemin de fer de l’État wur-tembergeois prend le second rang avec 1 : 0.56 pour les locomotives express et à voyageurs, 1 : 0.54 pour les locomotives à marchandises.
- La relation entre la surface de grille totale et la surface de chauffe totale des tubes à fumée, R : Hr, diffère beaucoup d’un type de locomotive à l’autre et varie de 1 : 45 à 1 : 81. Sur les machines à voyageurs modernes, elle est en général de 1 : 45 à 1 : 65; on trouve des valeurs maximums sensiblement supérieures pour les nouvelles locomotives compound express 4-4-0, à quatre cylindres, des che^ mins de fer d’Alsace-Lorraine, samn 1 : 69.5, et les locomotives compound a
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- quatre cylindres 4-6-0 de la même administration, 1 : 70.8; enfin, sur la Locomotive express compound à quatre cylindres 4_4-2 des chemins de fer de L’État prussien, 1 • 81.6. Sur cette dernière, pour r = 2.71 mètres carrés, on a Er = 224.18 mètres carrés, cette dernière surface est constituée par 272. tubes de 50/5.5 millimètres de diamètre et 5.200 mètres de longueur entre plaques.
- Les limites supérieures de la surface de grille totale sont d’ailleurs 4 mètres carrés sur les plus récentes machines express des chemins de fer d’Etat prussiens-hessois, 4.07 mètres carrés sur les locomotives à marchandises compound à vapeur surchauffée 2-8-0 du chemin de fer du Gothard et 4.5 mètres carrés sur La locomotive express compound à vapeur surchauffée 4-6-2 des chemins de fer de l’État badois.
- La plus faible relation est celle de 1: 45, valeur moyenne, accusée par les chemins de fer de l'État saxon. La plupart des administrations indiquent des relations variant entre 1 : 50 et 1 : 60.
- Pour les machines à marchandises, le rapport R : Hr varie: de 4 : 50 à 1 : 84 ; il se maintient, sur la plupart des chemins de fer, entre 1 : 50 et 1 : 65 ; les valeurs les plus élevées sont atteintes par les chemins de fer de l’État oldenbourgeois, sur des locomotives à marchandises compound 0-6-0, avec 4 : 69, les chemins de fer de l’Etat wurtemberge.ois avec 1 : 81 et le chemin de fer du Gothard avec 1 : 70.
- 8ur les loeomotives-tenders à voyageurs, on emploie en moyenne la relation R : I4r — 1 : 60 à 4 : 65, sur celles à marchandises, 4 : 50 à 1 : 60.
- Pour les locomotives à suîchauffeur dans les tubes à fumée, la relation R : Hr est
- généralement 4 : 53 à 1 : 60, non compris la surface de chauffe du surchauffeur et 1 : 66 à 1 : 70 en tenant compte de cette dernière. La relation, de La surface, totale de grille à la section de passage des g,az dans les tubes est comprise entre 6.5 et 8.0 et est en moyenne 7.0 pour les machines à voyageurs et express, 6.5 pour les locomotives à marchandises, à simple expansion et compound. Sur les locomotives à vapeur surchauffée, cette relation est environ 6,5 en tenant compte de la réduction désertion des gros tubes, due à la présence des tuyaux surehauffeurs. Par suite du rétrécissement des tubes dans la plaque tubulaire du foyer, la section de passage des gaz dans les tubes à fumée est diminuée d’environ 15 à 25 p. c, ; avec des tubes fortement rétreints, cette réduction atteint environ 35 à 42 p. c.
- La relation entre la surface de chauffe totale au contact des gaz chauds et la surface de chauffe totale au contact de l’ea-u est, pour la locomotive à vapeur saturée, 1 : 4.125.
- La grille basculante est employée par le chemin de fer luxembourgeois Prince Henri sur toutes les chaudières ; les autres administrations ne s’en servent jusqu’à présent que dans des cas isolés. Les chemins de fer de l’État badois ont muni, sur leurs locomotives modernes, la grille d’un jette-feu afin de faciliter l’évacuation des résidus de la combustion après le décrassage des feux.
- Les grilles à secousses, du type souvent employé sur Les chemins de fer américains, ne sont en usage nulle part. Cependant, il serait peut-être utile d’étudier de plus près, à l’avenir, ce dispositif qui permet de procéder, même en marche, à un nettoyage facile, suffisant pour amé-
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- liorer la combustion du feu sur la grille, et facilite aux agents de la locomotive l’observation des horaires sur les parcours difficiles, notamment avec un charbon produisant beaucoup de mâchefers.
- 8. Supports intermédiaires du corps cylindrique et du faisceau tubulaire. — Les chaudières dès administrations intéressées ont généralement une longueur de 3 mètres à 4 800 mètres, sans dépasser 5.250 mètres, entre les faces intérieures des plaques tubulaires, et avec ces dimensions il n’est employé dans l’intérieur des corps cylindriques aucun système de supports intermédiaires. Mais, par contre, les longues chaudières sont supportées extérieurement, dans leur partie cylindrique, vers le milieu, par une entretoise en forme de selle reliant les longerons, sur laquelle le corps cylindrique peut coulisser. Cette entretoise est soit en tôles de fer armées par des cornières, soit en acier moulé, et sert en même temps de caissonnement entre les longerons. Depuis quelque temps, les chemins de fer badois et prus-siens-hessois font usage de supports flexibles en forme de bielles oscillantes.
- Les chemins de fer de l’Etat suédois munissent les longs corps cylindriques de deux supports extérieurs, d’une part, pour mieux répartir le poids de la chaudière sur les longerons, d’autre part, pour qu’en cas de déformation latérale les tôles de longeron puissent prendre appui sur la chaudière.
- Le support des très longs tubes à fumée au moyen de plaques intermédiaires placées dans le corps cylindrique n’est pas employé; on ne rencontre ce mode de construction qu’à titre accessoire dans les chaudières munies de surchaufïêur Pielock ou d’un autre surchauffeur analogue. On
- évite suffisamment les vibrations de ces longs tubes par l’agrandissement proportionnel de leur diamètre, et on emploie par exemple, pour ceux de 4.90 à 5.25 mètres de longueur, un diamètre de 51/56 millimètres, donnant une rigidité suffisante.
- 9. Forme de la plaque tubulaire d'avant. — On emploie le plus souvent la plaque tubulaire emboutie, engagée dans la virole d’avant et assemblée par rivure avec cette virole. La plaque avec prolongement s’assemblant sur la virole d’avant du corps cylindrique est en usage, concurremment avec celle qui vient d’être mentionnée, sur les locomotives des chemins de fer de l’État néerlandais, du chemin de fer Hollandais, du chemin de fer Prince Henri, du chemin de fer de Stockholm-Rimbô et des chemins de fer d’État prussiens-hes-sois. L’assemblage avec la virole d’avant du corps cylindrique est établi au moyen de cercles-cornières et de rivets.
- 10. Métal des tubes à fumée. — Les administrations se servent, pour la plupart, exclusivement du tube à fumée en acier doux Siemens-Martin de la meilleure qualité et déclarent que ces tubes donnent de bons résultats en service, sont préférables aux tubes en fer forgé employés autrefois et sont plus légers, moins coûteux, plus durables et par suite aussi plus sûrs en service que les tubes faits avec d’autres métaux.
- Le chemin de fer Hollandais munit ses locomotives de tubes en fer forgé et préféré ce métal à l’acier doux, parce qu’il est moins sujet aux corrosions.
- Le chemin de fer luxembourgeois Prince Henri, les chemins de fer de l’État suédois et le chemin de’fer de Stockholm-Rimbô se servent de tubes sans soudure en acier
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- ^oux et sont satisfaits de leur durée.
- Le laiton, employé autrefois sur une assez grande échelle pour les tubes à fumée, est généralement abandonné au-ourd’hui, à cause de son prix trop élevé. D’autre part, des tubes en cuivre sont en usage sur le chemin de fer de Stockbolm-Rimbô et ont été employés aussi, il y a quelques années, à titre d’essai, par les chemins de fer de l’Etat suédois, mais ils n’ont pas présenté une durée suffisante, relativement au prix, et on les a donc remplacés par des tubes en acier.
- 11. Dimensions des tubes à fumée. — La longueur des tubes à fumée entre les plaques tubulaires varie de 3 à 5.23 mètres; elle se maintient, sur la plupart des locomotives, entre 3.60 et 4.80 mètres. Afin de donner aux tubes la rigidité nécessaire, on en augmente le diamètre avec la longueur.
- L’épaisseur des parois est de 2 à 2.75 millimètres; la plupart des administrations ont adopté la cote de 2.5 millimètres.
- Du côté du foyer, on réduit le diamètie des tubes, de 3 à 8 millimètres sur beaucoup de chemins de fer; d’autres ont adopté un rétreint de 11 millimètres pour obtenir de plus larges cloisons entre tubes. Le tirage ne s’est pas ressenti défavorablement de cette réduction notable de la section de passage des gaz dans les tubes, d’après les renseignements fournis Par l’Alsace-Lorraine, l’État bavarois et 1 Etat danois. Cette dernière administra-tl0n ramène le diamètre intérieur des lobes à fumée sur ses locomotives mo-
- ernes de 45.5 à 34.5 millimètres, soit ^oe réduction de la section de passage de millimètres ou 42.5 p. c., tandis que Celte diminution n’est ailleurs que de 15
- à 35 p c. Les chemins de fer de l’État suédois accusent 15 p. c.
- Du côté de la plaque tubulaire d’avant, toutes les administrations élargissent le diamètre des tubes de 2 à 3 millimètres.
- Dans les longues chaudières, une partie des tubes servent de tirants pour la consolidation des plaques ; ces tubes ont généralement 34 à 36 millimètres de diamètre intérieur et 50 à 52 millimètres de diamètre extérieur.
- Les gros tubes de surchauffe ont un diamètre extérieur de 119 à 133 millimètres, leur épaisseur est généralement de 4 à 4.5 millimètres; ils sont évasés d’environ 3 à 4 millimètres à l’avant et ré-treints d’environ 18 à 20 millimètres à l’arrière. Les tuyaux surchauffeurs ont un diamètre extérieur variant entre 32 et 38 millimètres, avec une épaisseur de 3 à 4 millimètres.
- 12. Emmanchement des tubes. — En règle générale, on commence par entrer les tubes dans les plaques tubulaires jusqu’à ce que l’épaulement de la partie rétreinte s’applique bien contre la face extérieure de la plaque du foyer, puis on les mandrine aux deux extrémités à la fois au moyen de l’appareil habituel à broche conique et généralement à trois petits rouleaux légèrement coniques. Pour les gros tubes, on augmente le nombre de rouleaux. Les Chemins de fer fédéraux suisses emploient, pour les rabouts eu cuivre de l’arrière, des mandrineursavec sept à onze petits rouleaux. Il faut que le sertissage se fasse sous une pression aussi uniforme que possible et ne dépassant pas une certaine limite afin d’éviter les déformations des trous et le refoulement du métal de la plaque tubulaire vers le haut et vers les côtés. Les trous de la plaque tubulaire
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- sont souvent légèrement évasés d’avant en arrière, avec une inclinaison d’environ 1 : 40.
- Les extrémités des tubes, dépassant d’environ 8 à 10 millimètres (sur quelques chemins de fer de 6 millimètres seulement) la face intérieure du foyer, sont ou bien rivées à la main avec une bouterolle spéciale, ou bien on les rabat avec un marteau à panne arrondie et on les rive ensuite en se servant d’un frappeur pneumatique et d’une bouterolle spéciale. Sur les chemins de fer de l’État suédois, les extrémités arrière des tubes à fumée sont étamées extérieurement, sur la partie engagée dans la plaque, et serties avec une conicité d’environ 1 : 30. Le chemin de fer du Gothard munit ses tubes, du côté du foyer, de rabouts en cuivre soudés, qui sont mandrinés dans la plaque tubulaire et garnis d’une bague bouterollée sur les bords rabattus du rabout en cuivre.
- Le sertissage des extrémités des tubes dans la plaque tubulaire d’avant, sur laquelle elles sont en saillie d’environ o millimètres, se fait par mandrinage; on ne bouterolle pas les tubes en ce point, mais on les agrandit en y enfonçant à refus une broche fortement conique.
- L’élargissement de l’extrémité avant du tube se fait presque partout d’après le procédé généralement usité.
- 13. 7\ibes Serve. — Ces tubes sont employés avec succès sur les chemins de fer d’Alsace-Lorraine. Les résultats obtenus par cette administration sont très favorables, mais iL faut que les tubes soient conservés bien propres. Un procédé efficace de nettoyage est l’emploi d’un jet de vapeur, suivi du ramonage avec des brosses en fil de fer, les locomotives restant sous pression pendant cette opéra-
- tion. Les chemins de fer de l’État néer landais ont aussi obtenu des résultats favorables avec les tubes Serve. Ces deux administrations sont satisfaites des avan tages réalisés au point de vue de la bonne vaporisation, de la durée et de la résistance de ces tubes, avantages qui rachètent la dépense d’établissement et d’entretien plus élevée.
- Le succès des tubes Serve est moindre sur les chemins de fer d’État badois, prussiens, wurtembergeois, et sur les Chemins de fer fédéraux suisses. Ces administrations signalent que les tubes ne tardent pas à être tapissés, sur les ailettes, d’une couche dure de suie qu’il n’est pas possible d’enlever complètement, étant donnée la difficulté pour les outils de nettoyage de pénétrer dans l’intérieur des tubes, de sorte que la bonne vaporisation initiale et l’économie de charbon, se chiffrant par plusieurs pour cent, cessent bientôt d’exister et que par suite du nettoyage difficile et nécessairement fréquent et de l’état défectueux des joints, les frais d’entretien sont sensiblement plus élevés que sur les locomotives à tubes lisses. Elles font remarquer, en outre, que le temps de chômage des locomotives, pour réparations, est prolongé, que leur utilisation avantageuse est plus difficile et qu’en raison de leur dépense d’établissement notablement plus élevée, les tubes Serve n’offrent aucun avantage sur les tubes lisses. Aussi ont-elles renoncé à en continuer l’emploi et jugé nécessaire, au double point de vue technique et écono mique, de leur substituer des tubes lisses.
- 14. Avaries clés tubes. — a) Les corio sions de tubes en fer et en acier ne se son généralement produites que dans cei taines régions où l’eau d’alimentation es
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- mauvaise, et cela sous forme de pustules et de sillons; elles se font surtout remarquer dans le voisinage de la plaque tubulaire du foyer, et sur une distance de 300 millimètres à partir de cette plaque. Il semble qu’en ce point les actions chimiques et électrolytiques réciproques entre lé fer et le cuivre et les solutions faiblement acides contenues dans l’eau de la chaudière s’accomplissent.avee une vivacité particulière sous l’influence des fortes chaleurs. Les tubes neufs, posés dans la chaudière depuis trois à cinq mois seulement, étaient fortement décomposés et détruits dans les limites de cette zone, tandis que ceux situés en dehors de ces limites ne présentaient aucune trace de corrosion. Avec une eau de bonne qualité, on ne remarque que très peu de corrosions. Les tubes en acier doux paraissent plus sensibles que ceux en fer fondu.
- b) Les tubes en cuivre n’ont pas présenté une usure exceptionnelle, on n’a pas davantage observé de criques. Il n’est pas employé.de tubes en laiton.
- c) Afin d’éviter l’usure très considérable des tubes qui se produit avec de l’eau renfermant des acides ou des sels et riche en tartre, on recommande généralement, comme le moyen le plus rationnel, outre les fréquents lavages, le nettoyage complet de l’eau d’alimentation avant son emploi : ce moyen a, dit-on, donné d’excellents résultats. Des essais consistant à introduire de la soude ou d’autres produits chimiques dans la chaudière n’ont pas amené de diminution des corrosions.
- Les tubes à fumée en acier ou en fer galvanisé n’ont été essayés nulle part; par contre, les chemins de fer d’Etat prus-Slens, bavarois et wurtembergeois ont récemment entrepris des essais avec des
- tubes à fumée en acier doux spécial, réfractaire à l’action des acides, qui sont fournis par les usines Mannesmann, de Dusseldorf, et protégés contre les acides par un procédé appartenant à la maison Krupp, d’Essen. Le chemin de fer Hollandais emploie des tubes en fer forgé produits d’après un procédé spécial, sur lequel je manque de renseignements, pour empêcher les corrosions.
- d) Les rabouts en cuivre des tubes à fumée en fer ou en acier, à l’extrémité côté du foyer, n’existent pas sur les chemins de fer d’Alsaee-Lorraine, le chemin de fer Hollandais, le chemin de fer Prince Henri, les chemins de fer d’État saxon, oldenbourgeois, prussiens, néerlandais et suédois; ils sont qualifiés d’inutiles et de coûteux par les chemins de fer de l’Etat danois. Par contre, les chemins de fer d’État bavarois et wurtembergeois, les Chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard, le chemin de fer Rhétique et le chemin de fer de Stock-holm Rimbô se prononcent en faveur du rabout en cuivre et disent qu’au point de vue de l’étanchéité, de la bonne liaison avec le tube et de la diminution des*corrosions il a donné d’excellents résultats.
- Les chemins de fer de l’État badois estiment que les rabouts en cuivre font, à tous les points de vue, un service salisfai-faisant sous les faibles pressions, mais constatent que dans les chaudières à timbre élevé ils n’offrent pas une résistance suffisante à l’ovalisation. Aussi cette administration a-t-elle adopté, pour les chaudières dont les pressions dépassent une certaine limite, 12 kilogrammes par exemple, des tubes tout en fer sur lesquels on soude, dans les chaudières timbrées à 16 kilogrammes, à leur passage dans la
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- plaque en cuivre, une bague mince en cuivre afin que le joint se fasse entre deux corps du même métal.
- Les chemins de fer.de l’État vvurtember-geois attribuent à la mauvaise qualité du cuivre ou aux altérations de structure de ce métal les criques qui se produisent quelquefois dans les rabouts en cuivre dans le voisinage immédiat de la face intérieure de la plaque; ils se déclarent satisfaits de la bonne tenue de ces rabouts dans la plaque tubulaire, tant que les bords des tubes ne sont pas rongés par le feu, et rétablissent, dans ce dernier cas, l’étanchéité par l’introduction de viroles en acier.
- Les Chemins de fer fédéraux suisses n’ont pas encore observé de criques proprement dites des rabouts en cuivre, mais des sillons intérieurs causés par l’action des cendres. A titre d’essai, on a donc,rétreint le tube en fer à l’arrière et soudé une bague en cuivre sur le tube en fer. Ils ont aussi employé pendant un certain temps des tubes en fer sans rabouts en cuivre, mais les résultats ont été mauvais : il fallait les remandriner fréquemment et il en résultait des avaries dans les plaques tubulaires. Cette administration trouve que les rabouts en cuivre assurent mieux l’étanchéité.
- Le chemin de fer du Gothard se prononce en faveur des rabouts en cuivre, à cause de leur bonne tenue dans la plaque. Il en est de même du chemin de fer Rhétique qui, avec des tubes en fer sans rabouts, ne réussissait pas à empêcher les fuites aux tubés.
- Les chemins de fer de l’État suédois employaient autrefois d’une manière générale des tubes en acier avec rabouts en cuivre. Ceux-ci tenaient mieux dans la
- plaque que les simples tubes en acier mais ils étaient moins durables par suite de la forte usure que les gaz de la combustion occasionnent à l’extrémité arrière des tubes : aussi en a-t-on cessé l’emploi.
- Les rabouts en cuivre ont généralement une longueur de 100 millimètres, mais on en trouve aussi qui atteignent 220 millimètres. Ils sont soudés, avec leurs extrémités tournées coniques sur une longueur d’environ 35 à 40 millimètres, dans les tubes en fer fraisés coniquement. Cet assemblage est généralement signalé comme tenant bien et donnant de bons résultats.
- 15. Viroles. — Les viroles et bagues de protection contre la flamme ne sont employées d'une manière régulière que par quelques administrations. Les chemins de fer de l’État wurtembergeois s’en servent pour assurer l’étanchéité des tubes et, en cas de tubes neufs, dans les parties de la plaque tubulaire qui sont les plus exposées à l’action des flammes, afin d’empêcher que les bords des tubes se brûlent sur les rabouts en cuivre.
- Les chemins de fer de l’État danois emploient avec les foyers en cuivre dur ou spécial, pour obtenir une meilleure étanchéité, des bagues en cuivre d’une inclinaison de 1 : 40 entre le tube en fer et la plaque tubulaire. Les extrémités arrière des tubes ne sont pas bouterollées, car on n’a pas obtenu, en essayant des tubes bou-terollés, de meilleurs résultats qu’avec ceux qui ne l’étaient pas.
- Les Chemins de fer fédéraux suisses emploient des bagues de 1.5 millimètre d’épaisseur et 1 : 40 de conicité pour garantir les bouts de tubes en cuivre, a rebords plats.
- Le chemin de fer du Gothard a obtenu
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- de bons résultats avec des bagues servant à garantir les extrémités des rabouts en cuivre contre l’usure intérieure et contre l’action du feu sur les bords rabattus.
- Le chemin de fer Rhétique emploie des viroles de 40 millimètres de longueur et de 1 : 40 de conicité pour serrer les rabouts en cuivre et les garantir contre lts coups de feu.
- Toutes les autres administrations de chemins de fer renoncent aux viroles et ne les emploient qu’exceptionnellement, à titre d’expédient, pour aveugler les fuites aux joints, lorsque le remandrinage est devenu impuissant. L’adoption des voûtes en briques réfractaires, universellement employées aujourd’hui, a notablement réduit les risques d’usure par le feu des bords rabattus et des extrémités des tubes, et ces administrations estiment donc superflu l’emploi de bagues ou viroles comme préservatifs; elles ajoutent que la section de passage des gaz dans les tubes reste, de cette façon, intégralement ouverte.
- 16. Disposition des tubes sur les plaques tubulaires. — Toutes les administrations disposent les tubes en colonnes verticales. Cette disposition facilite le dégagement des bulles de vapeur, active la circulation de l’eau dans la chaudière et donne plus de facilités pour le lavage et le détartrage; enfin, les incrustations sont moindres qu’avec la disposition en rangées horizontales.
- L’espacement d’axe en axe des tubes est de 60 à 63 millimètres pour un diamètre de 40 à 45 millimètres, de 65 à 68 et ^0 millimètres pour un diamètre de 45 à 50 millimètres; entre les faces extérieures des tubes, la distance est donc de 16 à -0 millimètres.
- Lans les types modernes, on réduit le
- nombre de tubes dans les angles supérieurs et on porte l’espacement d’axe en axe à 75 millimètres et au delà, afin d’obtenir de plus larges cloisons entre tubes dans la plaque tubulaire et d’éviter les fissures des cloisons. On les éloigne aussi davantage de l’arrondi pour éviter les avaries qui s’y produisent.
- 17. Pression de la vapeur. — Les chemins de fer allemands, danois, suédois et suisses ont tous porté le timbre des chaudières de leurs récentes locomotives express et à voyageurs au delà de 12.65 kilogrammes de pression effective et emploient une pression de 13 à 16 kilogrammes sur leurs machines compound à vapeur saturée modernes. A part le renforcement général de l'armaturage de la chaudière et la réduction simultanée de l’espacement des entretoises, dans le but d’éviter les ruptures d’entretoises et les flambements des parois du foyer, on n’a pas eu besoin, en adoptant ces pressions élevées, de prendre des précautions spéciales pour assurer l’étanchéité des tubes ou le bon entretien du foyer. Pour améliorer l’entretoisement réciproque des plaques tubulaires des chaudières à haute pression, quelques administrations emploient des tirants tubulaires de grande épaisseur, vissés dans les plaques tubulaires — environ cinq, de 32 à 34 millimètres de diamètre intérieur et 50 à 52 millimètres de diamètre extérieur — qui sont également réparties dans le faisceau tubulaire. On fait remarquer que tout dépend de la conduite rationnelle du feu et des appareils d’alimentation.
- Sur les locomotives à marchandises et les locomotives-tenders, le timbre de la chaudière est presque toujours de 10 à 12 kilogrammes et ne dépasse que rare-
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- ment cette dernière limite ; il atteint, par exemple, 15 kilogrammes sur les machines à marchandises du chemin de fer du Gothard.
- Le chemin de fer du Gothard mentionne qu’avec une pression effective de 45 kilogrammes et au-dessus, l’emploi de-bagues de protection a été reconnu avantageux pour le maintien de l’étanchéité des tubes.
- Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois ont été forcés de renouveler prématurément, à cause de fissures dans les cloisons entre tuhes, les plaques tubulaires de foyer de leurs locomotives express compound à quatre cylindres 4-4-2, aux pressions de vapeur de 14 à 16 kilogrammes; il s’est souvent aussi déclaré des fuites aux tubes à fumée. Mais ces avaries sont moins attribuables', d’après les renseignements réunis jusqu’à présent, aux hautes pressions qu’au type de foyer large, débordant sur les longerons, qui est employé sur cés locomotives. Dans ce cas aussi, pour réduire les avaries des tubes et du foyer qui se produisent plus facilement avec les pressions élevées, on s’attache simplement à apporter un soin particulier à la conduite du feu et au lavage complet de la chaudière.
- Les chemins de fer de l’État néerlandais, le chemin de fer Hollandais, le chemin de fer luxembourgeois Prince Henri et le chemin de fer de Stockhûlm-Rimbô n’emploient que des pressions de vapeur ne dépassant pas 12.65 kilogrammes.
- Un revirement s’est produit dans la tendance à employer de fortes pressions dans les chaudières, depuis l’adoption de la surchauffe. En effet, la pression de la vapeur surchauffée est généralement de 12 kilogrammes, c’est-à-dire inférieure à
- 12.65 kilogrammes, pour les locomotives à voyageurs ou express à simple expansion Cependant, depuis quelque temps, ies chemins de fer d’Etat saxon, bavarois, ba-dois, wurtembergeois, les Chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard ont recommencé à employer des pressions de chaudières plus élevées pour leur locomotives compound à vapeur surchauffée; c’est ainsi que la locomotive bavaroise express à quatre cylindres 4-6-0, avec surchauffeur, est timbrée à 16 kilogrammes.
- 18. Espacement des tubes et des entretoises. Martelage de la plaque tubulaire en cuivre. Les espacements mentionnés sous la question 16 sont considérés comme bien choisis; cependant, dans les chaudières modernes, afin d’éviter les ruptures de cloisons qui se produisent fréquemment dans les angles supérieurs de la plaque tubulaire, on n’approche plus de très près de l’arrondi supérieur des plaques et l’on espace davantage les tubes dans les angles supérieurs de la paroi du foyer, autant que de besoin, avec diminution modérée du nombre de tubes. De ce fait, la surface de chauffe totale des tubes à fumée est réduite d’environ 4 p. c.
- Quant à l’espacement des tubes, il a été assez sensiblement réduit sur les machines modernes, par suite, pour une certaine part, de l’augmentation de la pression dans la chaudière. L’espacement d’axe en axe a été ramené à environ 90 millimètres, certaines administrations 1 ont même abaissé à 85 et 80 millimètres; le diamètre des entretoises, au fond du filet, est de 19 à 22 millimètres.
- L’écrouissage des plaques tubulaires en cuivre, par martelage à froid, est adopte par les chemins de fer d’Alsace-Lorraine,
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- jeS chemins de fer de l’État danois, le le chemin de fer Hollandais, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer Rhétique. Sur les Chemins de 1er fédéraux suisses, on pratique l’écrouissage des plaques tubulaires par martelage; souvent aussi, on se contente d’agrandir les trous par des broches enfoncées, en vue de la compression du métal. L’administration n’a pas constaté d’avantages particuliers en faveur de l’un ou de l’autre système. .
- 19. Boîtes à fumée allongées. Projections de flammèches. — La plu part des administrations emploient des boîtes à fumée allongées sur leurs locomotives modernes; la longueur est parfois de 2.7 mètres. Il faut excepter les chemins de fer d’État saxon et wurtembergeois, le chemin de fer de Stoekholm-Rimbô, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer Rhétique. On attribue aux longues boîtes à fumée l’avantage qu’elles permettent d’obtenir un vide plus uniforme et offrent une place suffisante pour loger et répartir les escarbilles, sans que la capacité de la boîte soit réduite à l’excès. On peut aussi loger plus facilement les appareils spéciaux, tels que les tuyaux de receiver ou réservoir intermédiaire, le surchauffeur, le pare-étincelles, etc.; les projections de flammèches sont diminuées ; enfin, on a constaté une certaine économie de combustible, due à 1 égalisation du tirage.
- Pour empêcher les projections d’étincelles par la cheminée, on fait usage de divers types de pare-étincelles, constitués SOlt Par des cribles plans en tôle, avec trous elliptiques ou circulaires, soit par es grilles planes en barreaux de fer de section ronde ou angulaire, simples ou ^perposés, soit par des cages en forme eütonnoir, entourant l’espace compris
- entre le tuyau d’échappement et la cheminée et formées de fers plats, de cornières, de toiles métalliques ou de chaînes de fil de fer. Sur les locomotives chauffées au lignite ou à la tourbe, on ajoute aux dispositifs ci-avant des chapeaux ou capuchons de cheminée, destinés à retenir les flammèches qui auraient passé à travers les pare-étincelles du bas.
- L’utilité de ces dispositifs et leur influence sur la diminution des risques d’incendies occasionnés par les étincelles sont subordonnées, avant tout, à la nature de la houille et à son mode de combustion dans les conditions normales de tirage du type de locomotion dont il s’agit; par conséquent les sections de passage des cribles, grilles, etc., varient.beaucoup ; on emploie de longues fentes de 50 x 6 millimètres, des ouvertures circulaires de 8 et 10 millimètres de diamètre, des toiles métalliques en fil de fer zingué galvanisé de 2.5 millimètres de diamètre du fil et 6 millimètres d’ouverture des mailles., etc.
- En règle générale, ces dispositifs ont pour effet de réduire les projections de flammèches, de diviser ou de retenir dans la boîte à fumée les particules de charbon incandescent d’une certaine grosseur qui viennent les frapper, mais ils ne permettent pas .d’éviter complètement les projections d’étincelles quelquefois accompagnées de conséquences très coûteuses. L’administration des chemins de fer de l’État prussien a eu à payer à maintes reprises de 30,000 à 50,000 marcs (37,500 à 62,500 francs), quelquefois plus de 100,000 marcs (125,000 francs) et une fois plus de 1,500,000 marcs (1,875,000 francs), à titre d’indemnité. Les déformations qui se produisent sous l’action des grandes chaleurs et des variations de température,
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- la destruction relativement facile des pièces, offrent trop souvent une issue aux flammèches, et il faut donc attacher une importance spéciale à la surveillance constante de ces dispositifs en service, à leur confection et à leur ajustage irréprochables dans les ateliers. D’autre part, aucun de ces appareils n’est à l’abri de la possibilité d’une obstruction partielle, surtout lorsque, par suite de légères fuites aux tubes, les cendres s’humectent; dans ce cas, ils exercent une action nuisible sur le tirage.
- Aussi les Chemins de fer fédéraux suisses ont-ils abandonné ce type dè pare-étincelles pour leurs locomotives modernes, pour lui substituer des plaques déflectrices placées dans la boîte à fumée, qui donnent généralement de bons résultats et nuisent moins au tirage. Les chemins de fer de l’État danois font également usage de déflecteurs. Très répandus en Amérique, les déflecteurs y donnent, comme nous avons eu l’occasion de l’observer, des résultats très satisfaisants, et il serait utile de les expérimenter à plus grande échelle sur les chemins de fer européens.
- Il n’est pas mentionné d’innovations spéciales en ce qui concerne les portes de boîtes à fumée, dont l’étanchéité parfaite est une condition essentielle pour empêcher qu’elles rougissent et se déjettent. Nous dirons toutefois que sur beaucoup de locomotives modernes la forme conique de la porte de boîte à fumée, avec une inclinaison d’environ 1 : 2 à 1 : 1.5., pour diminuer la résistance de l’air sur l’avant, est employée de préférence.
- 20. Dôme de prise de vapeur. — Sur tous les réseaux, les locomotives modernes sont munies d’un dôme de prise de vapeur,
- parfois même de deux dômes commun; quant entre eux. Beaucoup d’administra tions placent à l’intérieur du dôme des plaques déflectrices et des crépines pour retenir l’eau entraînée; de plus, quelque locomotives, par exemple certaines machines à marchandises des chemins de fer de l’État saxon, sont munies de collecteurs spéciaux placés le long et au-dessus de la chaudière. Les chemins de fer de l’État badois font depuis quelque temps des essais avec des sécheurs de vapeur d’un type différent.
- Les chemins de fer de l’État olden-bourgeois, dont les locomotives n’avaient généralement pas, autrefois, de dômes de prise de vapeur, en ont également adopté l’emploi dans ces derniers temps.
- 21. Enveloppes isolantes des chaudières. — La matière dont on envisage l’emploi pour les enveloppes isolantes est l’asbeste, bleu ou blanc, cousu dans des matelas d’environ 25 millimètres- d’épaisseur, qui sont, ou bien posés directement sur les tôles de chaudière, ou bien fixés sous les tôles d’environ 2 millimètres d’épaisseur, avec fers plats, qui entourent la chaudière, quelquefois aussi sur des cercles spéciaux en fer, de manière à rester constamment réunis aux tôles d’enveloppe. Quelques administrations ne garnissent d’asbeste bleu que la partie de la chaudière qui pénètre dans l’abri, afin de protéger le personnel de la locomotive contre la cfia leur rayonnante. L’État wurtembergeois, l’État néerlandais et le chemin de fer landais emploient du feutre impiégne, tandis que d’autres administrations se plaignent de la rapidité avec lad1*® e feutre se détruit. On a aussi essayé 1S°^ tion à l’aide de baguettes en bois, n|a!^eS raison de sa courte durée et de ses al
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- propriétés calorifuges, elle ne répond pas au but que l’on se propose.
- D’après les résultats obtenus ailleurs, il y a en général diminution du rayonnement et, par conséquent, abaissement suffisant de la température dans l’abri, mais on ne possède pas, à ce sujet, de chiffres exacts.
- 22. Systèmes de réserve de chaleur. — Il n’est employé aucune espèce de système de réserve de çhaleur dans les chaudières.
- 23. Chargeurs mécaniques. — Les chemins de fer de l’Etat badois emploient depuis quelque temps des locomotives avec chauffe auxiliaire à l’aide de résidus de pétrole, dans le but de diminuer le dégagement de fumée sur les lignes à nombreux tunnels. L’aménagement de ces locomotives est similaire à celui adopté par les chemins de fer de l’Etat autrichien sur la ligne de l’Arlberg.
- Les chemins de fer de l’État bavarois ont muni deux petites locomotives-tenders, montées chacune par un seul agent, d’une soute à charbon en forme de trémie surmontant la façade arrière de la chaudière.
- Ce système a donné de bons résultats, mais ne peut suffire que pour les conditions d’un service simple.
- Les chemins de fer de l’État suédois ont fait, il y a quelques années, des essais avec un chargeur mécanique sur leurs locomotives, chauffées à la tourbe, mais n’ont pas obtenu de résultats économiques.
- Il n’a pas été signalé d’autres expériences.
- Pour résumer tous ces renseignements, je donnerai lecture des conclusions suivantes de mon exposé :
- La chaudière Belpaire est employée dans ^es cas isolés, la chaudière à boîte à feu avec erceau surélevé d’une façon exceptionnelle.
- On préfère la disposition qui consiste à réunir le corps cylindrique directement à la boîte à feu et à donner à cette dernière le même diamètre qu’à la virole d’arrière du corps cylindrique. -Les foyers cylindriques essayés jusqu’à présent n’ont pas donné de bons résultats, et il n’a pas été employé de chambres de combustion spéciales. Les foyers larges, débordant sur les longerons, ne sont pas encore sortis de la période expérimentale.
- Les entretoises radiales du ciel ont fait un bon service et sont beaucoup employées, concurremment avec les tirants verticaux. On ne trouve plus, sur les locomotives modernes, de foyers ayant leur ciel uniquement armé par des fermes. On emploie presque régulièrement de petites fermes à la place des deux ou trois rangées antérieures d’entretoises du ciel, en leur donnant une disposition spéciale, destinée à laisser une plus grande liberté de mouvement à la partie supérieure d’avant du foyer.
- Toutes les administrations estiment que le métal qui convient le mieux pour les foyers est le cuivre, fabriqué soit par les procédés métallurgiques ordinaires, soit par la voie électrolytique. On expérimente des alliages exceptionnels, tels que le cuivre au nickel. Les foyers en acier doux n’ont pas donné, jusqu’à présent, de bons résultats.
- Les portes de foyer sont généralement de simples portes à charnière ; on emploie plus rarement des portes à deux vantaux coulissants, Les chaudières à foyer large sont munies d’une double porte à charnière ou encore, depuis quelque temps, de portes à trois ailes se développant vers l’intérieur. Les dispositifs d’entrée d’air par le haut de la porte du foyer, pour activer la combustion, sont employés d’une manière générale et souvent disposés sous forme de fumivores plus parfaits.
- Pour l’encadrement de la porte du foyer, on fait usage soit de cadres de section rectangulaire, dont on réduit notablement l’épaisseur depuis quelque temps, soit du type Webb à
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- plaques embouties. Les deux systèmes ont donné de bons résultats. Une simple rangée de rivets suffit dans l’un et l’autre cas.
- La relation entre la surface de grille totale et celle des vides entre les barreaux R : Rf accuse une augmentation de cette dernière, la valeur moyenne de 1 : 0.45, autrefois usuelle, étant souvent dépassée.
- La relation entre la surface de grille totale R et la surface de chauffe totale des tubes à famée Hr se modifie en faveur de cette dernière et marque la tendance d’utiliser le mieux possible, dans les limites pratiquement applicables avec bénéfice, la quantité de chaleur rendue disponible sur la grille.
- L’attention ne se porte encore que relativement peu sur les grilles mobiles. Lorsqu’elles sont employées, elles servent à faciliter le nettoyage des feux après le service de ligne terminé. On vise moins le nettoyage des grilles pendant la marche, mais il faudra sans doute l’envisager davantage pour les parcours difficiles et longs des locomotives.
- Le métal reconnu le plus propre pour les tubes à fumée est généralement le fer fondu ; quelquefois on emploie aussi de l’acier doux. Le cuivre n’est adopté qu’exceptionnellement; le laiton a été complètement abandonné.
- Les tubes Serve ne sont pas en faveur, sauf sur les chemins de fer d’Alsace-Lorraine.
- Pour remédier aux avaries des tubes à fumée et des plaques tubulaires, on propose en première ligne l'épuration complète et rationnelle de l’eau de la chaudière avant son emploi.
- Les rabouts en cuivre des tubes à fumée, du côté du foyer, sont considérés comme inutiles par la plupart des administrations ; seuls les chemins de fer sud-allemands et suisses les jugent avantageux et déclarent qu’ils ont donné de bons résultats,
- A part quelques cas isolés, on attribue peu de v aleur pratique aux bagues de protection contre le feu, surtout pour les rabouts en cuivre. La méthode consistant à poser ou souder des viroles en cuivre sur le pourtour ex-
- térieur des tubes en fer, afin d’obtenir pourq^. mandrinage un joint de cuivre sur cuivre paraît être favorablement appréciée.
- Le martelage à froid du cuivre du foyer a été reconnu avantageux par plusieurs administrations.
- La boîte à fumée allongée est beaucoup employée et jugée utile.
- L’emploi du dôme de prise de vapeur est général.
- Comme isolant, l’asbeste bleu et blanc est préféré et jugé satisfaisant.
- 11 n’est pas employé de chargeur mécanique de la grille sur les chaudières de grandes dimensions.
- Le chauffage aux combustibles liquides (naphte, goudron) est employé à titre d’essai; il conviendra de l’étudier plus attentivement partout où ces combustibles peuvent être obtenus à des prix modérés.
- Les chaudières des locomotives à voyageurs et express, à vapeur saturée, sont presque partout timbrées à plus de 12.65 kilogrammes de pression effective par centimètre carré (180 livres par pouce carré); sur les locomotives à marchandises, la pression dépasse rarement 12 kilogrammes. Les chaudières des locomotives à simple expansion à vapeur surchauffée sont timbrées à 12 kilogrammes, celles des locomotives compound à vapeur surchauffée travaillent sous une pression de 15 à 16 kilogrammes.
- M.r le Président. — Je’prie les. rapporteurs que nous aurons encore à entendre d’être le plus concis possible.
- La parole est à Mr Antoehine, rapporteur pour la Russie.
- Mr Antoehine, rapporteur, — Messieurs, je me bornerai à attirer votre attention sur quelques points seulement de mon exposé.
- Les chaudières de locomotives russes peuvent être divisées en trois groupes bien
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- distincts. Le premier, qui comprend les chaudières anciennes construites en grande majorité par les usines étrangères, n’est pas traité dans mon exposé. Le second groupe comprend les chaudières des locomotives à voyageurs et à marchandises du type appelé chez nous le type normal ; ces chaudières sont toutes construites en Russie presque identiquement d’après le même • plan avec deux variantes seulement. Le troisième groupe comprend les chaudières des locomotives les plus récentes utilisées pour la remorque des trains de voyageurs et aussi, sur quelques lignes, des trains à marchandises. Mon exposé s’occupe de ces deux derniers groupes.
- Quant aux détails des locomotives, je les ai exposés suivant le questionnaire très complet établi par mes collègues Mrs Arch-butt et Fowler.
- Un questionnaire détaillé a été adressé à trente réseaux d’Etat ou privés. Vingt et un y ont répondu et mon exposé résume leurs réponses.
- Dans la plupart des chaudières des deux derniers groupes, le foyer est du type Bel-paire ou à berceau cylindrique toujours renforcé par des tirants verticaux. Les tirants radiaux qu’on trouve dans les chaudières de quelques locomotives- de construction américaine sont remplacés par des tirants disposés verticalement. Nous ne trouvons pas de barres transversales dans les chaudières des deux derniers groupes.
- Les foyers cylindriques ne sont pas employés en Russie.
- Des boîtes à feu en fer, parois latérales, sont largement employées sur la ^gne de Vladieauease; sur 809 machines, 302 en sont pourvues. Jusqu’à présent, les
- résultats sont bons, mais l’emploi d’eau dure occasionne des corrosions dans les tôles de fer.
- Huit autres administrations emploient, à titre expérimental, le fer pour les boîtes à feu, en partie sous forme de tôles pleines, en partie sous forme de tôles tubulaires ou de tôles arrière du foyer. Les résultats de ces expériences sont divers, c’est-à-dire bons sur les réseaux où les eaux n’ont pas plus de 20° de dureté et mauvais là où les eaux ont de 20 à 90°. Les parois en tôle exigent plus de surveillance que celles en cuivre, à cause des fuites aux tubes à fumée. Dans le but d’éviter ces fuites, deux administrations expérimentent l’intercalation de minces bagues en cuivre de l à 1 1/2 millimètre, placées entre la tôle tubulaire et le tube à fumée. Jusqu’à présent, les résultats sont indécis.
- Les ouvertures de chargement employées sont en majorité de deux formes, ou ronde ou rectiligne, avec les coins arrondis. De nombreux réseaux préfèrent la porte sans cadre spécial Webb ; d’autres, des ouvertures avec un cadre dont Fépaisseur, comptée parallèlement à l’axe de la chaudière, ne dépasse pas 50 millimètres. Cette dernière forme rend le grattage des incrustations des parois le plus facile.
- Les tubes à fumée sont exclusivement en fer homogène. Cette matière, bien moins coûteuse que le laiton, fournit un service tout à fait satisfaisant, n’exige aucun entretien spécial et, au point de vue de la conductibilité, ne diffère pas pratiquement du laiton.
- Les chemins de fer russes emploient divers genres de combustibles : les résidus de pétrole, le pétrole brut, le charbon de terre, l’anthracite, le lignite et le bois.
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- Les résidus de pétrole et le pétrole brut n’exigent nullement l’emploi d’une grille, et l’emplacement de celle-ci est par conséquent garni de briques disposées de diverses façons et avec des conduits d’air de dispositions variées. La grandeur de ces conduits est, dans les divers systèmes de chauffe au pétrole, approximativement de 0.3 à 0.15 de l’aire primitive de la grille. L’aire du passage dans les tubes à fumée reste la même.
- Dans les locomotives chauffées au charbon ou au bois, la surface des entrées d’air comparée à celle de la grille varie avec l’espèce de combustible et la qualité du charbon, de 57 à 26 p. c. ; le plus grand de ces chiffres se rapporte au bois et au lignite.
- Le rapport de l’aire de passage dans les tubes à fumée à celle de la grille est de 0.22 à 0.08.
- Les grilles oscillantes ou basculantes ne sont utilisées que sur la ligne de Perm qui emploie du charbon donnant 8 à 12 p. c. de cendres et contenant 4 à 6 p. c. de soufre.
- Ce réseau estime que les grille’s oscillantes sont d’un emploi commode et qu’elles procurent une économie de combustible de 3 à 5 p. c.
- Les tubes à fumée des chaudières des dernières locomotives construites ont, en général, un diamètre extérieur de 51 millimètres, mais parfois aussi de 45 millimètres; du côté de la boîte à feu, ils sont rétrécis à 45, 40 millimètres intérieur, et, du côté de la boîte à fumée, ils sont élargis à 53 millimètres, 47 millimètres intérieur. Les parois des tubes ont presque toujours ^.5 millimètres et rarement seulement 3 millimètres. Du côté de la boîte à feu, les tubes sont fréquemment raboutés
- de cuivre rouge sur une épaisseur de 3 millimètres, parfois de 4 millimètres très rarement de 5 millimètres ; du côté de la boîte à fumée, ils ne sont pas raboutés
- On emploie parfois, mais rarement, des viroles intérieures aux tubes. Parfois, on en pose du côté de la boîte à feu, pour affermir le contact du tube et de la plaque ou pour protéger les bouts des tubes contre la brûlure:
- Des pressions supérieures à 12.65 kilogrammes jusqu’à 14 kilogrammes par centimètre carré ne sont employées que sur les réseaux de Yladicaucase (Orient et la Chine) et Riazane-Ouralsk. Le premier de ces réseaux se déclare complètement satisfait de l’emploi de cette pression et n’a rencontré aucune difficulté. Le deuxième possède 8 locomotives Ombrées à ce chiffre. On observe de fréquents bris d’entretoises, mais aucune difficulté n’est rencontrée en ce qui concerne l’étanchéité des tubes et la tenue de la tôle tubulaire. Ces locomotives sont en service depuis deux ans sur la ligne de Riazane-Ouralsk et depuis huit ans environ sur la ligne de Vladicaucase.
- J’en arrive aux conclusions de mon exposé qui sont les suivantes :
- La tendance nettement indiquée actuellement sur les chemins de fer russes, en ce qui concerne les chaudières de locomotives, est :
- 1° Généraliser (uniformaliser) tant au point de vue constructif qu’au point de vue des dimensions;
- 2° Consolider le ciel au moyen d’entretoises du système Belpaire ;
- 3° Entretoisement du berceau de la boîte a feu sans barres transversales ;
- 4° Substitution de l’acier doux au cunre pour les boites à feu, bien que la majorité des lignes emploient encore le cuivre ;
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- go Emploi exclusif de l’acier doux pour les tubes à fumée. Ceux-ci sont cylindriques sans ailettes intérieures ou extérieures;
- 6° Absence de réservoir de chaleur aux derniers types de chaudières.
- BIr Nadal, rapporteur pour la France, la Belgique, rItalie, l'Espagne et le Portugal. __ C’est un lieu commun de dire que la chaudière est l’une des principales préoccupations de l’ingénieur qui établit les plans d’une locomotive comme aussi de l’ingénieur qui utilise cette locomotive dans un service de traction! Exception faite de certains types de chaudières qui ne sont pas encore sortis de la période d’essai (des chaudières avec tubes d’eau), on peut dire que depuis 1830, depuis la Fusée de Georges Stephenson, la forme générale des chaudières de locomotives n’a pas changé ; mais les dimensions ont plus que décuplé.
- Les boîtes à feu sont soit rectangulaires (type dit « Bel paire »), soit à berceau cylindrique. Ce dernier type est le plus répandu; la boîte à feu s’y raccorde d’une façon rationnelle avec le corps cylindrique. Le premier est préféré en France dans les constructions modernes. Ayant eu à étudier l’année dernière une locomotive Pacific à foyer large, j’avais d’abord penché pour l’adoption d’une boîte à feu à berceau cylindrique ayant la forme dite « Wagon top ». Il fut constaté que ce type de boîte à feu donnait une augmentation de poids sur l’arrière (ce qui est particulièrement fâcheux dans une locomotive Pacific où il ne faut pas surcharger l’essieu Porteur) de plus de 1,000 kilogrammes Par rapport à une boîte à feu Bel paire de baenie puissance, ce qui fit opter pour le type Bel paire.
- L’armaturage du ciel du foyer se fait partout avec des tirants, bien que ce mode d’opérer soit plus coûteux que l’ancien système des fermes, mais les tirants assurent mieux la liaison entre le ciel du foyer et le sommet de l’enveloppe et ils sont moins encombrants.
- Quelques administrations européennes de chemins de fer ont essayé, sans succès, semble-t-il, des foyers en acier.
- On emploie de plus en plus dans les grands foyers des machines modernes, les grilles à secousses qui permettent de décrasser facilement le feu.
- Les tubes sont généralement en acier, l’emploi du laiton n’étant conservé que lorsque les eaux sont de mauvaise qualité. Les dimensions les plus usitées des tubes lisses sont : 50 millimètres de diamètre extérieur et 2.5 millimètres d’épaisseur. On tend à augmenter ce diamètre ; dans.les machines Pacific récentes, il est porté à 55 ou 57 millimètres et la longueur des tubes atteint 6 mètres environ. Les tubes sont mandrinés, puis en général rivés, tout au moins sur la plaque tubulaire du foyer, et non munis de viroles.
- Les tubes à ailettes continuent à être très employés en France, mais seulement tant que leur longueur ne dépasse pas 4.50 mètres. On leur reproche leur trop grande rigidité qui a pour effet d’altérer la plaque tubulaire du foyer.
- Les hautes pressions de 15 à 16 atmosphères, qui se sont généralisées depuis une quinzaine d’années en même temps que les locomotives compound à quatre cylindres, sont toujours en vogue. Il n’est pas douteux que les foyers à haute pression durent moins longtemps que les anciens foyers où on ne dépassait pas 12 atmosphères II semble cependant qu’il
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- y ait une amélioration à cet égard parce qu’on connaît mieux les effets produits par les hautes pressions et qu’on-surveille les foyers en conséquence. 11 reste à savoir si la tenue des foyers larges, à peu près cubiques, par conséquent de forme rationnelle, ne sera pas meilleure que celle des foyers longs et étroits.
- Au surplus, si la surchauffe se généralise, on pourra probablement revenir aux pressions modérées.
- Les avaries qui se produisent assez rapidement dans les foyers, surtout sur la plaque tubulaire, sont une grosse préoccupation pour les ingénieurs des services de traction. On attribue ces avaries à des causes nombreuses, mais dont l’importance relative est mal connue. Y en a-t-il de prépondérantes et lesquelles? Je penche pour l’affirmative et estime que les phénomènes de dilatation et de contraction dus aux éehauffements et refroidissements successifs sont la cause première des avaries de foyer. Ces phénomènes produisent peu à peu la désorganisation des assemblages. Ils sont, d’ailleurs, inévitables.
- Les conclusions à tirer de cette hypothèse, c’est qu’il faut d’abord chercher à améliorer les formes pour uniformiser les effets de dilatation; en second lieu, dès qu’une désorganisation se manifeste, la réparer immédiatement, sans attendre qu’elle s’amplifie, auquel cas elle devient irrémédiable. Par exemple, dès que les tubes commencent à fuir, il faut les. remplacer en tout ou en partie, au lieu de procéder à des mandrinages répétés qui portent gravement atteinte à la plaque tubulaire.
- D’ailleurs, ce sont les réparations faites en temps voulu qui sont, au bout du compte, les moins dispendieuses.
- Pour assurer une bonne tenue dès chaudières, il est à recommander :
- 1° Dans la construction :
- De donner des rayons aussi grands que possible aux arrondis des plaques;
- De faciliter les dilatations auxquelles on ne peut s’opposer ;
- De renforcer les parties sujettes à se fissurer, par exemple les cloisons entre tubes dans les angles supérieurs de la plaque tubulaire;
- D’augmenter le plus possible la largeur des lames d’eau ;
- De river les tubes sur la plaque tubulaire du foyer;
- D’employer des entretoises de foyer faites en un métal plus résistant à chaud que le cuivre ordinaire, par exemple des entretoises en cuivre manganésé ;
- 2° Dans le service courant :
- D’éviter dans la marche, par une bonne conduite du feu et de l’alimentation, les refroidissements brusques ; notamment, il faut s’abstenir d’injecter d’une façon prolongée de l’eau froide lorsque le feu n’a pas une activité suffisante ;
- De ne pas refroidir brusquement la chaudière à l’arrivée à l’étape ;
- De ne procéder au lavage que lorsqu’elle est bien refroidie;
- D’employer des eaux de bonne qualité.
- Mr Fowler, rapporteur pour la Grande-Bretagne. (En anglais.) — Le changement le plus important qui se soit produit dans ces dernières années est la grande extension de l’emploi des foyers Bel paire. Les chaudières munies de ce foyer paraissent produire plus de vapeur que celles avec foyers à ciel cylindrique et armatuie et
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- offrent plus de facilités pour le nettoyage (<ju ciel du foyer. C’est pour cette raison qu’un certain nombre d’administrations qui s’en sont tenues au foyer à ciel cylindrique font usage d’entretoises radiales.
- Les foyers de section circulaire ont été essayés, mais sans succès, à cause de la difficulté de la mise sous pression.
- Le cuivre est encore maintenant le métal le plus fréquemment employé pour les foyers, plusieurs compagnies qui avaient essayé l’acier pour cet usage ayant eu des ennuis à cause des corrosions et des criques qui se produisaient.
- Les pressions de vapeur ont été généralement augmentées, bien que quelques administrations qui ont essayé des pressions supérieures à 14 kilogrammes par centimètre carré, aient constaté que l’emploi de ces hautes pressions entraînait une grande dépense d’entretien.
- L’usage des tubes d’acier tend à s’étendre plus qu auparavant. Dans la majorité des cas, la réduction de prix résultant de l’emploi de cette matière compense largement l’augmentation des dépenses d’entretien.
- On attache une très grande importance à la question de l’espacement convenable des tubes à fumée et aux dispositions de fixation des tubes dans la plaque tubulaire en vue de prévenir les fuites aux tubes et les criques dans les cloisons entre tubes.
- ha surchauffe a été essayée, mais l’emploi de ce procédé ne s’est pas étendu.
- Le chargement automatique a aussi été
- essayé sans succès.
- On s’est beaucoup occupé de la question de 1 admission de l’air dans le foyer en vue d améliorer la combustion. On n’est pas parvenu jusqu’à présent à l’unifrcation des iypes de portes de foyer.
- Mr Papp, rapporteur. (En allemand.) — Mon exposé devait comprendre l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Bulgarie, la Serbie et la Turquie; mais malheureusement très peu d’administrations ont répondu au questionnaire, sans doute parce qu’elles n’avaient guère de nouveautés à signaler en fait de perfectionnements des chaudières de locomotives.
- 1. Types de chaudières. — Ainsi qu’il vient d’être dit, les innovations dans les types de chaudières sont généralement rares. Il n’y a lieu de citer que la chaudière avec foyer à tubes d’eau du système Brotan, mais les essais faits avec ces chaudières ne sont pas encore terminés ; toutefois, les résultats obtenus jusqu’à présent sont favorables ; la puissance de la chaudière est sensiblement plus grande et les légères avaries qui ont été remarquées sur quelques tubes n’ont jusqu’à présent aucune importance.
- 2. Armaturage du ciel. — L’armaturage du ciel du foyer se fait généralement à l’aide d’entretoises qui — à part de rares exceptions — ne sont pas disposées radialement par rapport au berceau de la boîte à feu, mais perpendiculairement au ciel du foyer. La partie antérieure du ciel jusqu’à l’arrière de la seconde rangée de tirants est souvent munie de bielles de suspension ayant pour but de faciliter les dilatations de la plaque tubulaire.
- Depuis quelque temps, le foyer du type Polonceau recommence à être employé sur une assez grande échelle; ce système ne nécessite pas d’armaturage spécial du ciel.
- Les chemins de fer de l’État hongrois ont actuellement 233 locomotives munies du foyer Polonceau; les résultats sont
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- satisfaisants. Outre le nettoyage faeile du ciel, il présente l’avantage de dispenser de l’emploi de tirants ; de plus, les nervures du ciel augmentent la surface de chauffe.
- 3. — Il n’est pas employé de foyers de section circulaire. Les chemins de fer de l’État hongrois ont construit dans le temps, des locomotives pour lignes secondaires, avec ciel semi-circulaire en tôle ondulée, systèmeHasswell. Lorsqu’un coup de feu se produisait, ce ciel s’affaissait, parfois même se déchirait. Aussi, à titre transitoire, les ciels Hasswell ont-ils été suspendus à l’aide d’entretoises radiales à l’enveloppe de la boîte à feu; aujourd’hui, on les remplace progressivement par des ciels Polonceau.
- 4. — 11 n’existe aucune chaudière munie d’une chambre de combustion.
- 5. — En général, les foyers sont en cuivre. Des essais de foyers en fer ou en acier ont été faits par plusieurs chemins de fer, et aujourd’hui encore on continue à les expérimenter.
- 6. — Les portes de foyers sont généralement de forme circulaire, plus rarement elliptique; dans les grands foyers modernes, d’une largeur considérable, elles sont très souvent rectangulaires et à double vantail, avec mouvement coulissant.
- Les chemins de fer de l’État autrichien ont adopté la porte de foyer système Marek, avec rentrée d’air, comme type normal. Les chemins de fer de l’État hongrois possèdent quarante locomotives munies de portes de ce genre.
- Le Nord-Ouest autrichien emploie une porte bombée vers l’extérieur, en fonte de faible épaisseur, avec fentes pouvant être masquées par une grille.
- L’assemblage de la plaque du foyer avec la paroi arrière de la boîte à feu, à l’ouver-
- ture de la porte, se fait souvent, sur les locomotives modernes, par rivure directe des deux tôles convenablement embouties (porte Webb). *
- 7. — Les dimensions de la grille varient entre des limites très étendues. Elles dépendent uniquement des différentes houilles employées. En règle générale, la surface des vides entre les barreaux représente environ 30 à 50 p. c. de la surface totale de la grille, et la surface de chauffe tubulaire totale est égale à environ quarante à quatre-vingts fois la surface de grille totale.
- Toutes les locomotives sont munies de grilles fixes; la grille à secousses n’est pas employée. Toutefois, certaines administrations de chemins de fer emploient, notamment sur les grandes locomotives, des grilles à jette-feu, qui font un bon service principalement au point de vue du décrassage facile et rapide des feux. Cet avantage a surtout de l’importance avec les houilles qui donnent beaucoup derésidus.
- 8. — Quelques chemins de fer n’emploient pas de supports intermédiaires, même pour les chaudières de grande longueur. Sur les locomotives des chemins de fer de l’État autrichien, on emploie des supports à pendule.
- 9. — Presque toutes les locomotives ont des plaques tubulaires placées à l’inte-rieur et embouties vers l’avant, qui sont assemblées par rivure avec la virole d’avant du corps cylindrique.
- 10. — A de très rares exceptions près, on emploie partout, actuellement, des tubes à fumée en acier doux ou dur (généralement sans soudure, tubes Mannes mann et types .analogues) munis dans a plaque tubulaire du foyer de viroles en cuivre — plus rarement en fer.
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- On a renoncé à l’emploi de tubes en laiton, non seulement à cause de la dépense d’établissement, plus élevée, mais aussi, et surtout, parce qu’avec le combustible léger employé (lignite), il se produisait une usure rapide, inégale, et finalement l’aplatissement et la déchirure des tubes.
- 11. — Le diamètre intérieur des tubes à fumée varie, en général, entre 35 et 48 millimètres, et leur épaisseur entre 2.5 et 3 millimètres.
- Ordinairement, les tubes sont rétreints légèrement sur la plaque tubulaire du foyer/ou bien évasés à l’autre extrémité (dans la plaque tubulaire de la boîte à fumée).
- 12. — Le sertissage des tubes à fumée dans les deux plaques tubulaires se fait généralement par mandrinage. Les tubes à viroles en cuivre sont rabattus sur la plaque tubulaire du foyer.
- 13. — Les tubes Serve ne sont pas employés. Leur nettoyage par un jet de vapeur ou d’air comprimé a donné lieu à des difficultés et a été reconnu insuffisant, de sorte que l’effet économique restait douteux.
- Les lignes hongroises du Sud de l’Autriche ont mis en service, à titre d’essai, des tubes ondulés du type Pogâny-Lach-mann. Il paraît que, sur les locomotives munies de tubes de ce genre, on a constaté une économie de 10 p. c.; en outre, on dit que ces. locomotives projettent très Peu de flammèches, même si l’on emploie des charbons légers et si l’on retire les Pare-étincelles. L’accumulation de fraisil
- ans la boîte à fumée serait minime. On ajoute que grâce à l’élasticité plus grande (e.ces tubes, les fuites sont, paraît-il, moins à craindre.
- 14. Avaries des tubes. — On a observé des érosions pustuleuses assez considérables sur les tubes des locomotives alimentées d’eaux riches en sel (chlore) ou en acide carbonique. Pour éviter cet inconvénient, on a entrepris des essais avec un métal résistant à l’attaque des acides.
- Dans le même but on expérimente le détartreur Gôlsdorf.
- Les enduits de protection ou autres moyens ont été reconnus inefficaces contre l’attaque des tubes par de mauvaises eaux d’alimentation.
- Les rabouts en cuivre dans la plaque tubulaire du foyer sont rongés par les frottements, surtout en marche forcée et avec des charbons légers.
- 15. — Il n’est pas employé de tubes galvanisés.
- La virole entourant le tube pour en assurer l’étanchéité n’est pas employée.
- Les extrémités des viroles des tubes sont généralement rabattues par boute-rollage contre la plaque tubulaire du foyer. Dans la boîte à fumée, le bouterol-lage des extrémités des tubes ne se fait que dans des cas isolés.
- 15bis. — Les fuites aux tubes sont, dans la plupart des cas, provoquées par les causes suivantes : mauvaise conduite du feu, fatigue excessive de la chaudière et refroidissement brusque de la plaque tubulaire; eaux d’alimentation dures, mauvais combustible, ovalisation des trous, due à la répétition fréquente du mandrinage; enfin, forte usure des tubes et affaiblissement des cloisons. De plus, les vibrations des tubes d’une longueur excessive peuvent donner lieu à des fuites.
- Pour éviter les fuites aux tubes, il faut veiller à ce que le personnel des locomotives prenne les précautions nécessaires.
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- Il faut aussi éviter autant que possible d’employer des tubes d’une longueur de plus de S mètres, afin d’empêcher les fuites dues aux vibrations des tubes.
- 16. — Les tubes sont principalement disposés en colonnes verticales.' Ce système présente l’avantage de faciliter l’ascension des bulles de vapeur pendant la vaporisation; en outre, cette disposition facilite le tringlage des tubes pour l’enlèvement des incrustations.
- L’espacement des tubes varie entre 66 et 73 millimètres, la largeur des cloisons de la plaque tubulaire du foyer est presque partout de 18 à 20 millimètres.
- 17. — En règle générale, la plus haute pression employée est de 13 à 13.5 kilogrammes. Cependant les chemins de fer de l’État hongrois et les chemins de fer de l’État bulgare ont des locomotives dont les chaudières sont timbrées à 16 et 15 kilogrammes respectivement.
- 18. — 11 n’a pas été pris de mesures destinées à réduire les criques des angles des plaques tubulaires.
- Les réparations à faire à la plaque tubulaire du foyer concernent notamment les avaries suivantes : trous de tubes agrandis" ou ovalisés, bourrelets aux bords des trous de tubes, fissures des cloisons entre tubes, plis, sillons et criques dans les arrondis de la plaque, enfin érosion consi-sidérable autour des têtes d’entretoises, gondolements et redressements dans le sens vertical et dans le sens horizontal.
- L’ovalisation des trous se produit le plus souvent dans les angles de la plaque tubulaire; elle doit son origine en partie au matage du métal, en partie aux dilatations, dans différentes directions, des parties avoisinantes de la chaudière.
- Les plis, sillons et fissures dans les
- arrondis de la plaque tubulaire pro_ viennent le plus souvent des dilatations et contractions du métal sous l’action de la chaleur; ils peuvent cependant être dus aussi, en certains points, au fréquent mandrinage des tubes.
- 19, — Les boîtes à fumée allongées ne sont employées que par quelques administrations de chemins de fer.
- La plupart des chemins de fer munissent leurs locomotives de boîtes à fumée de longueur moyenne.
- Les chemins de fer de l’Etat hongrois, au contraire, construisent toutes leurs locomotives avec de longues boîtes à fumée, à la suite d’essais très étendus effectués dans le temps avec divers types de pare-étincelles. Ces essais montrèrent que les projections de flammèches — notamment sur les chaudières chauffées. au lignite — ôtaient réduites au minimum avec les longues boîtes à fumée américaines, sans nuire à la production de vapeur, par réduction du tirage ou par le refroidissement plus intense de la plaque tubulaire de la boîte à fumée. En outre, ces boîtes à fumée offrent l'avantage de rester à une température relativement basse, ce qui a pour conséquence que les gondolements et les fuites des portes se produisent moins facilement; un autre avantage est qu'elles présentent une capacité suffisante pour les escarbilles et que, par suite, les tubes des rangées inférieures s’engorgent moins facilement.
- 20. — Toutes les locomotives sont munies d’un dôme de prise de vapeur, de dimensions aussi grandes que possible, pour fournir de la vapeur bien sèche.
- Des dômes munis de tôles de séparation d’eau (collecteurs d’eau) ont rendu de bons services.
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- Un sécheur de vapeur système Clench nu Gôlsdorf est employé par les chemins 4e' fer de l’État autrichien ainsi que, à titre d’essai, par le Sud de l’Autriche et l’État hongrois.
- 21. — En règle générale, les chaudières de locomotives ont une simple enveloppe en tôle. Des enveloppes en asbeste bleu et des matelas d’amiante ne sont employés que dans des cas isolés pour protéger le personnel de la locomotive.
- Les chemins de fer de l’État hongrois ont fait, il y a un certain nombre d’années, des essais comparatifs étendus avec des chaudières de locomotives munies d’enveloppes en tôle et en amiante. On a constaté, il est vrai, une certaine économie de combustible en faveur de l’enveloppe en amiante. Cependant, l’expérience ultérieure a montré que cette économie, d’ailleurs relativement faible, est au moins absorbée par l’augmentation de la dépense d’établissement et d’entretien de l’enveloppe en amiante.
- 22. — Outre les voûtes en briques réfractaires des foyers, employées sur les locomotives de plusieurs administrations de chemins de fer, on n’a adopté aucune espèce de système de réserve de chaleur.
- Conclusions.
- La disposition de la chaudière de locomotive avec tubes à fumée, telle qu’on la construit depuis l’origine, répond encore aujourd hui, dune manière générale, aux principes suivants :
- Les boîtes à feu sont munies d’un berceau cylindrique, les foyers sont en cuivre; le loyer et la boîte à feu sont le plus souvent **eunis par des tirants ou des entretoises, quelquefois on emploie des foyers larges, Çest-a-dire débordant sur les longerons de la
- ‘ocomotive.
- Les locomotives ont des grilles planes, soit avec jette-feu, soit fixes.
- Les tubes à fumée sont en fer ou en acier ; on ne fait usage de tubes en laiton que dans des cas exceptionnels. A part des essais isolés, les tubes sont lisses.
- A l’arrière, on soude généralement des rabouts en cuivre sur les tubes en fer. La disposition des tubes se fait le plus souvent par colonnes verticales.
- Le timbre des chaudières-locomotives modernes varie entre 13 et 16 atmosphères (ou kilogrammes par centimètre carré).
- Pour diminuer les avaries de la chaudière, on ne prend que les précautions universellement connues; il en est de même de l’exécution des réparations delà chaudière.
- Sur les locomotives modernes, on emploie, dans la plupart des cas, des boîtes à fumée allongées.
- L’enveloppe iso’ante des chaudières consiste le plus souvent en une chemise de tôle, avec un matelas d’air isolant intermédiaire. Les enveloppes en amiante ne sont employées que rarement.
- Beaucoup de foyers sont munis de voûtes en briques.
- Mr le Président. — Mr Yaughan n’étant pas ici, Mr Crawford s’était chargé de résumer son exposé, mais il n’a pu terminer encore son travail; Je vous propose néanmoins, messieurs, pour ne pas perdre de temps, d’aborder immédiatement la discussion. {Adhésion.)
- Mr Zehnder, Ch. de f. de l’État bavarois. (En allemand.) — Dans son exposé, Mr Steinbiss mentionne brièvement les résultats donnés par les'foyers larges, en leur reprochant les fuites aux tubes et les fréquents incidents auxquels les entretoises donnent lieu. Comme une grande surface de grille entraîne nécessairement
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- l’emploi de foyers larges, il nous serait agréable d’obtenir des renseignements plus précis sur les inconvénients constatés et de savoir si ces inconvénients se sont produits sur une grande échelle ou isolément.
- Mr Steinbiss, rapporteur. (En allemand.)
- — En ce qui concerne les foyers larges employés sur les chemins de fer prus-siens-hessois, on a eu à se plaindre de l’étanchéité insuffisante des tubes. L’Etat prussien a essayé d’y remédier en remplaçant la double porte du foyer par une porte simple. La question en est là pour le moment. En Bavière, la porte unique existe déjà. Il se peut que les inconvénients dont il s’agit soient dus aussi à ce que nous avons moins d’expérience dans la construction de ces foyers que les Américains.
- Mr Noltein, Ch. de f. Moscou-Kazan. (En allemand.) — Je me permettrai de faire remarquer que nous avons aussi un grand nombre de locomotives à foyers larges, débordant sur les longerons, et que, loin de donner lieu à des incidents, ces foyers ont fait un bon service.
- Mr Slobodsinsky, Ch. de f. de l’Empire russe. — Aux chemins de fer de l’Empire russe, nous avons beaucoup de locomotives munies de la boîte à feu élargie. Jusqu’à présent, nous n’avons éprouvé aucune difficulté à cause de ces boîtes à feu.
- Mr Herdner, Ch. de f. du Midi français.
- — Je puis signaler qu’au chemin de fer du Midi, nous employons également les foyers élargis. Seulement ces foyers ne sont pas munis d’une grille rectangulaire. Ce sont des foyers qui pénètrent entre les longerons à la partie antérieure et qui ne dé-
- bordent sur les longerons qu’à la partie postérieure. La grille est, par conséquent à peu près trapézoïdale.
- Ce système nous permet d’éviter l’ano-ie mort que présente à l’avant le foyer élargi lorsque la grille est rectangulaire.
- Les foyers de l’espèce se sont très bien comportés jusqu’à présent. La tenue des entretoises, notamment, a été excellente Les cas de rupture ont été très rares.
- Mr Steinbiss. (En allemand.) — Je voudrais ajouter que nous attribuions les fuites à l’emploi de deux portes de foyer. Nous avons constaté que ces deux portes laissaient entrer trop d’air, et nous avons adopté une simple porte.
- Mr Greppi, Ch. de fer de l’État italien.— Les chemins de fer italiens ont en service 288 locomotives munies de boîtes à feu élargies débordant sur les longerons. Ce sont 150 locomotives pour trains rapides du type Prairie et 138 locomotives à cinq essieux couplés. La plus ancienne de ces locomotives est en service depuis le mois de février 1907. Toutes les boîtes à feu se sont bien comportées.
- Nous avons encore en construction des locomotives d’un nouveau type avec précisément la boîte à feu trapézoïdale du type dont vient de parler Mr Herdner.
- Mr le Président. — Les autres sont rectangulaires?
- Mr Greppi. — Oui, mais elles se sont néanmoins bien comportées.
- Mr Rohr, Ch. de fer de l’Alsace-Lorraine. (En allemand.) — D’après les expo sés, toutes les administrations allemandes auraient abandonné les tubes Serve. Or, nous en avons été satisfaits et continuons
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- - l’être. Les tubes Serve donnent d’excellents résultats, à condition qu’on les décrasse régulièrement, ce qui se fait le mieux après chaque voyage, pendant que la machine est encore chaude. 11 ne s’y forme alors pas de dépôts de suie, etc. Je suis franchement partisan de la continuation de l’emploi des tubes Serve.
- HP Slobodsinsky. — Quel est le nombre des locomotives munies de ces tubes ?
- Un délégué. — Quelle est la longueur des tubes?
- Mr Rohr. (En allemand.) — Nous avons en service depuis quatre à sept ans, 165 locomotives munies de tubes dont la longueur varie de 3.8 à 4.2 mètres entre plaques tubulaires.
- Mr Chabal, Ch. de f. Paris-Lyon-Méditerranée. — Nous avons une très longue expérience des tubes Serve qui ont été employés dans toutes les machines que nous avons fait construire depuis 1889. Nous avons actuellement au Paris-Lyon-Méditerranée environ 1,800 machines munies de ces tubes et nous n’en avons jamais éprouvé d’ennuis. Le nettoyage se fait à la vapeur. On peut avoir parfois à piquer avec la tringle un dépôt un peu plus dur que les autres, mais c’est tout.
- Mr Herdner. — Nous avons égalemei la Compagnie du Midi un grand nom de locomotives munies de tubes Servi Ie dois à ce propos relever dans l’exp de Mr Nadal la phrase suivante : «... n plusieurs réseaux, notamment l’Est, - Ldi, 1 État italien, pensent que ces tu!
- rais°n de leur rigidité excessive, a erent la détérioration des plaques tu du foyer».
- On a, en effet, accusé les tubes Serve, plus rigides que les tuÔes ordinaires, de provoquer par leurs dilatations et leurs contractions successives des déformations répétées de la plaque tubulaire et de favoriser ainsi la production de cassures entre les trous des rangées verticales extrêmes à droite et à gauche.
- Afin de nous rendre compte de ce qu’il pouvait y avoir de fondé dans cette accusation, nous avons saisi l’occasion d’une commande de six machines semblables à des locomotives préexistantes, pour y remplacer les tubes Serve par des tubes lisses. Ces tubes avaient 43 millimètres de diamètre intérieur et, conformément à une coutume très répandue en Belgique et même en Angleterre, nous avons légèrement cintré ces tubes vers le haut, en leur donnant une flèche d’environ 30 à 35 millimètres et nous avons entretoisé les deux plaques tubulaires avant et arrière au moyen de quatre tirants pleins, dont les points d’insertion étaient régulièrement répartis sur la surface des plaques. Nous nous disions que, de cette façon, nos deux plaques tubulaires seraient réduites à l’immobilité, tandis que les tubes à fumée se cintreraient plus ou moins par l’effet de leur dilatation ou de leur contraction.
- Or, l’expérience a démontré que ces plaques se cassaient de la même façon et aux mêmes endroits qu’avec les tubes Serve. Aussi bien, lorsqu’ultérieurement nous avons fait construire de nouvelles locomotives du même type, sommes-nous revenus aux tubes Serve qui présentent l’avantage d’une plus grande surface de chauffe.
- Mr Greppi. — Sur le réseau de l’État italien, nous avons à peu près 390 loco-
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- motives munies de tubes Serve. Ces tubes se sont très bien comportés.
- Les plaques tubulaires d’un certain nombre de ces locomotives nous ayant causé des ennuis, nous avions supposé que la faute en était aux tubes Serve, mais cela n’est nullement certain, car nous avons eu les mêmes inconvénients avec des locomotives semblables non munies de tubes Serve.
- Nous avons un type de locomotive avec tubes Serve de 2.80 mètres de longueur que nous construisons encore, mais nous avons' abandonné ces tubes pour les nouveaux types parce que, dans les locomotives de ces types, la. longueur des tubes dépasse toujours 4 mètres..
- Mr Lavialle d’Anglards, Compagnie des Ch. de f. Portugais. — Je désirerais savoir si l’on emploie en France des tirants pleins ou des tubes tirants.
- Mr Herdner. —Non, des tirants pleins.
- Mr Lavialle d’Anglards. — Je puis dire à ce propos que sur notre réseau, nous avons, il y a environ dix ou douze ans, systématiquement placé des tirants pleins à toutes nos chaudières de locomotives et que les,résultats n’ont pas été. satisfaisants.
- Gn avait adopté deux procédés. Le premier a consisté à entretoiser les plaques tubulaires du foyer et de la. boîte à fumée par cinq tirants pleins répartis dans Pavant-dernière rangée circulaire inférieure des tubes.
- L’apparition des cassures n’a pas paru être retardée par cet entretoisement,, on pourrait presque conclure au contraire..
- Il y a six ou sept ans, le dispositif des tirants a été modifié; les quatre ou cinq tirants ont été répartis dans la partie cen-
- trale de la plaque tubulaire, en général deux dans la file verticale moyenne et les deux autres à égale distance entre cette file et les bords de la plaque, formant en quelque sorte un i grec.
- Les résultats n’ont pas été plus satisfaisants; il semble même que cette disposition facilite l’apparition de fentes dans les cloisons inférieures où elles sont moins facilement réparables que dans les parties latérales supérieures.
- Actuellement, on a renoncé à ces systèmes d’armatures et les cassures semblent ne se produire qu’après des parcours plus importants.
- Mr Salomon, Ch., de f. de l’Est français. — Pour en finir avec les tubes Serve, je dirai qu'à l’Est français, nous avons 500 à 600 locomotives qui sont munies de ces tubes. Nous croyons qu’ils tendent à détériorer un peu plus la plaque tubulaire, mais c’est là plutôt une impression qu’autre chose, car nous n’avons pas fait de constatations établissant bien nettement qu’il en est ainsi.
- En tout cas, au point de vue de la bonne tenue des tubes, nos dépôts de locomotives et nos petits ateliers d’entretien n’ont aucune difficulté à tenir les tubes Serve aussi étanches que les tubes ordinaires. Nous continuons donc dans nos toutes dernières constructions, à placer des tubes Serve sans tirants.
- W Chabal. — A propos de la même question, je puis ajouter que sur le
- chemin de fer Paris-Lyon-Méditerranée,
- nous avons euviron 1,800 locomotives munies, de tubes Serve ;, quatre-vingts de ces machines, les plus anciennes, ont fait en moyenne 600,000, kilomètres sans que les plaques tubulaires aient eu besoin e
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- réparations. Je crois que ce parcours est le pins grand qui ait jamais été fait sans réparations, ce qui prouve que les tubes Serve n’ont aucune influence défavorable à la bonne tenue des chaudières.
- le Président. —Vous n’employez pas de tirants ? *
- jÿp Cliabal. — Non.
- IÆr Fowler, rapporteur. (En anglais.) — Les résultats obtenus sur le réseau du « Midland Raihvay » avec les tubes Serve ont été très défavorables. Les tubes employés avaient une longueur de 4.50 mètres.
- Mr Salomon. — C’est cependant la. même longueur que dans nos locomotives.
- BTHerdner. — La plupart de nos tubes ont également plus de 4 mètres.
- Mr Salomon.— II faut seulement prendre la précaution de nettoyer souvent les tubes Serve au moyen d’un jet de vapeur.
- Mr le Président. (En anglais.) — Mr Fowler, comment faisiez-vous le nettoyage de vos chaudières, avec de l’eau ou avec de la vapeur?
- M1' Powler. (En anglais.) —Au moyen d’un jet de vapeur, mais nous avons eu tant de mécomptes avec les tubes Serve, du fait des fuites excessives, que nous avons été forcés de les abandonner.
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- Mr Koechlm, Ch. de f. du Nord français. ~~ crois que la Compagnie du Nord a ete la première à appliquer les tubes Serve. Nous sommes persuadés-qu’à poids egal, nous pouvons obtenir beaucoup plus de nos locomotives armées de tubes Serve flue de nos locomotives munies de tubes lsses ordinaires. Il y a là pour nous une
- question de puissance d’une importance primordiale. Nous avons des trains très rapides et, pour ces trains, nous avons toujours utilisé des machines munies de tubes Serve. Nous pensons que c’est grâce à l’emploi de ces tubes que nous avons pu arriver aux beaux résultats que nous avons atteints au point de vue de la vitesse.
- Nous avons fait récemment l’essai des tubes lisses dans une autre série de machines, qui jusqu’ici n’avaient été construites qu’avec tubes Serve, mais nous avons immédiatement constaté que la production de vapeur des chaudières était bien inférieure.
- Mr Greppi. —- Nous avons en service depuis huit ans des locomotives-tenders et des locomotives à quatre roues couplées et hogie, qui ont été munies dès l’origine de tubes Serve, ayant respectivement une longueur de 2.80 mètres et de3.20 mètres. Les plaques tubulaires se sont très bien comportées, la plupart des plaques originaires étant encore en service.
- Dans nos derniers types de locomotives, nous n’avons pas employé les tubes Serve, pnai's cela pour des raisons d’exploitation. Pour les locomotives des types les plus puissants, nous avons dû porter la longueur des tubes de ces machines à 5 mètres et davantage et nous avons ci*aint d’avoir des difficultés avec des tubes Serve de cette longueur. Nous avons donc adopté dans ce cas les tubes lisses.
- Cela étant, nous avons préféré dans les dernières années les tubes lisses même pour les locomotives ayant des tubes d’une faible longueur, dans le but de faciliter la réutilisation des tubes raccourcis, et à raison de certaines difficultés que nous avions rencontrées au point de vue
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- des commandes. En effet, pour les tubes Serve, nous ne pouvons nous adresser qu’à un nombre de fournisseurs beaucoup plus réduit que celui des fournisseurs auxquels nous pouvons commander des tubes lisses. De plus, il faut considérer la question du prix.
- Mr Chabal. — Au chemin de fer Paris-Lyon-Méditerranée, nous avons transf ormé un certain nombre de vieilles locomotives à marchandises à trois essieux couplés. Au fur et à mesure de l’envoi en réparations, lorsqu’il fallait descendre la plaque tubulaire, nous avons remplacé les tubes ordinaires par des tubes Serve sans apporter à ces machines d’autres modifications, sauf bien entendu le changement de diamètre des trous. Je puis dire que, dans la pratique, nos mécaniciens parviennent avec ces machines transformées à remorquer une charge d’environ 10 p. c. supérieure. Il s’agit là de trains journaliers, par conséquent d’une pratique courante.
- Mr Fowler. (En anglais.) — Voici les conclusions auxquelles le rapporteur pour l’Amérique, Mr Vaughan, est arrivé : ’
- Le type de chaudière généralement employé est à berceau cylindrique avec tirants de ciel radiaux, quoique environ 15 p. c. des locomotives sont munies de chaudières Belpaire. Il a été constaté que les collerettes de chaudières Belpaire se fissurent plus facilement.
- Coutures. — On expérimente en ce moment des viroles soudées.-
- Dômes. — Chaque locomotive est pourvue de dômes.
- Renforcement. — La plaque arrière de la boîte à feu et la plaque tubulaire de la boite à fumée sont renforcées, le plus souvent au moyen de tiges, et moins souvent au moyeu de goussets.
- Entretoisement du foyer. — Les tirants de ciel sont munis, du côté du feu, d’une tète ronde. Du côté du manteau, ils sont rivés ou munis d’un écrou.
- Entretoises. — On utilise généralement du fer forgé, répondant aux prescriptions normales. A certains endroits on pose des entretoises flexibles.
- Foyers. — On emploie, exclusivement, des tôles en acier, le plus souvent d’une épaisseur de 9.5 millimètres. La durée varie de cinq à huit ans. Des foyers larges sont employés sur une grande échelle.
- Portes. — Le plus souvent on utilise des portes à charnières.
- Lames d’eau. — L’épaisseur du cadre du foyer a été augmentée, ces dernières années, de 3 ^2 à 5 pouces (de 88.9 à 127 millimètres).
- Tubes bouilleurs. — On emploie de l’acier doux et du fer au charbon de bois. Les bouts des tubes (munis de bagues en cuivre) sont rebordés et rivés.
- Mr le Président. — Messieurs, vous venez d’entendre le résumé de l’exposé de Mr Vaughan que Mr Fowler a eu l’obligeance de nous faire. Si aucun de vous n’a d’observations à présenter au sujet de ce résumé, je vous propose de nous ajourner à cet après-midi.
- Cojnme je vous l’ai dit tout à l’heure, messieurs, nous rédigerons pour le ht-téra A des conclusions générales résumant les conclusions des divers rapporteurs.
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- Séance du 8 juillet 1910 (après-midi).
- Présidence de Mr Ernest GERARD, vice-président.
- jjjr président. — Messieurs, avant que nous entamions nos débats, je dois vous poser une question préalable.
- Le littéra B de la question VI comprend la très importante question de la surchauffe et son importance est telle que la discussion de ce littéra pourrait occuper toute notre séance de demain matin et peut-être même une partie de notre séance de demain après-midi. Dans ces conditions, je vous propose de nous borner aujourd’hui à examiner le littéra C.
- S’il n’y a pas d’opposition, il en sera ainsi.
- Mr Archbutt, rapporteur pour la Grande-Bretagne. (En anglais.) — Les réponses reçues des administrations visées par notre exposé montrent qu’au point de vue de l’épuration des eaux d’alimentation la pratique des différents chemins de fer de l’Australie, de la Grande-Bretagne, des Indes et de l’Afrique du Sud varie beaucoup; les unes l’ont adoptée sur une grande échelle, les autres ne l’emploient pour ainsi dire pas. La chaux et la soude sont les produits invariablement employés, les autres n’étant pas assez économiques. La chaux n’est un remède que contre la dureté appelée « temporaire », cest-à-dire celle causée par les carbonates de calcium et de magnésium, mais comme son emploi n’introduit dans l’eau aucun dément nouveau, l’eau épurée au moyen de la chaux n’occasionne pas d’effets secondaires et équivaut à peu près, pour les chaudières, à l’eau distillée. D’autre
- part, lorsqu’il s’agit de la dureté appelée « permanente », c’est-à-dire celle causée par exemple par des sulfates de calcium et de magnésium, il faut employer du carbonate de sodium ou de la soude caustique, et l’eau épurée renferme alors du sulfate de sodium qui occasionne des entraînements, pour commencer, lorsque l’eau a atteint un certain degré de concentration. La proportion de sels nécessaire pour provoquer des entraînements d’eau dépend de la capacité de la chambre de vapeur dans la chaudière, de la vitesse de vaporisation et aussi, dans une certaine mesure, de la nature des sels; le carbonate de sodium donne lieu à des entraînements d’eau plus facilement que le sulfate de sodium, et le sulfate de sodium plus facilement que le chlorure de sodium; mais d’une manière générale, l’expérience semble indiquer qu’une concentration représentée par 214 à 500 parties de sels solubles pour 100,000 parties d’eau est suffisante pour occasionner des entraînements d’eau considérables, et il faut alors vider ou changer l’eau. C’est pour cette raison qu’on a reconnu nécessaire de limiter la quantité de soude employée pour l’épuration, de manière que la machine puisse faire un parcours raisonnablement grand entre deux lavages; il en résulte que l’eau de mauvaise qualité ne peut être adoucie qu’en partie. Pour remédier à cet inconvénient, quelques chemins de fer ont essayé des composés de baryum à la place de la soude ordinaire ou de la soude brute, mais on a toujours trouvé la
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- dépense prohibitive ; d’ailleurs, avec des eaux très dures, il peut être plus économique de distiller l’eau dans un type quelconque d’appareil à effet multiple que de l’adoucir avec des sels de baryum. C’est ainsi que les chemins de fer du Cap emploient des distillateurs Mirrlees-Watson-Yaryan dans une région où l’eau obtenue pendant la saison sèche est de très mauvaise qualité. L’expérience des chemins de fer qui ont adopté un système d’épuration des eaux montre qu’il en résulte des économies importantes dans les frais de retubage des chaudières, de remplacement des entretoises cassées et de détartrage; de plus, les fuites sont pour ainsi dire supprimées. On ne donne pas de renseignements sur l’économie de combustible. Deux administrations signalent une économie considérable du fait qu’elles peuvent épurer et utiliser de l’eau d’un faible prix de revient, au lieu d’acheter des eaux coûteuses de meilleure qualité.
- Depuis la date du dernier exposé (1900), l’emploi des épurateurs d’eau d’alimentation s.’est beaucoup répandu sur les chemins de fer consultés, et nous sommes certains qu’il continuera à se généralisera mesure que l’on se rendra mieux compte des économies pouvant être réalisées de de cette façon. Une des raisons pour lesquelles le progrès de ce perfectionnement a été lent autrefois est que les épurateurs étaient considérés comme des appareils qui ne nécessitaient aucune direction scientifique et pouvaient être conduits efficacement par un manœuvre quelconque. La .plupart des chemins de fer emploient désormais des chimistes à cette besogne, et on sait que les épurateurs doivent être placés sous la surveillance des chimistes et des techniciens à la fois.
- Les administrations qui se sont inspirées, de ces idées constatent que les résultats-obtenus font largement regagner les frais, entraînés par l’épuration de l’eau.
- Pour que les résultats soient aussi bons que possible, il convient que l’épuration soit employée ’ concurremment avec un renouvellement de l’eau dans les chaudières avant qu’elle soit trop concentrée en ce qui concerne les sels de soude, ou saturée en ce qui concerne la proportion de sulfate de calcium, qui ne peut pas être économiquement éliminée sans charger à l’excès l’eau avec des sels de soude. Pour que l’eau puisse être renouvelée aussi souvent qu’il est nécessaire et sans que les machines passent trop de temps au dépôt, il faut que les chaudières soient remplies d’eau chaude. Lorsque la proportion de sels de sodium ou de sulfate de calcium que renferme l’eau naturelle est excessive, on ne peut empêcher la concentration excessive que par des robinets de vidange sous pression ou d’extraction à la surface, d’un type quelconque. Il faut que la pratique adoptée ait pour base et pour moyen de contrôle l’analyse chimique systématique des principales eaux servant à l’alimentation des locomotives dans chaque district.
- Des désincrustants sont employés dans les chaudières par quelques chemins de fer : les plus ordinairement employés ne contiennent que du tannin ou de la soude ou un mélange de ces deux corps. Certaines administrations ont obtenu des résultats satisfaisants, d’autres abandonnent l’emploi de désincrustants pour adopter l’épuration des eaux.
- Plusieurs chemins de fer ont fourni des analyses d’eaux qui, sans renfermer d’acides minéraux, ont été reconnues pa1"
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- ticuliérement corrosives. Une eau de ce genre, que le « Midland Railway » anglais tire d’un tunnel traversant du grès dur et des schistes, n’accuse rien, à l’analyse, qui permette de la considérer comme spécialement corrosive, et pourtant elle attaque les chaudières dans des proportions exceptionnelles : il y a corrosion générale du corps cylindrique au-dessous du niveau de l’eau, et ce sont surtout les têtes de rivet et les entretoises qui sont attaquées.
- La seule explication que l’on ait trouvée de ce fait est que l’eau forme un tartre mou qui ne protège pas contre les corrosions et qu’elle renferme assez de sels de sodium pour constituer un bon électrolyte. Elle ne contient pas une proportion notable d’anhydride carbonique ni d’oxygène qui sont néanmoins, sans nul doute, les causes actives des corrosions.
- Pour empêcher les corrosions, quelques chemins de fer obtiennent de bons résultats en recouvrant les tôles de chaudière d’une couche de ciment Portland; mais une administration constate que cet enduit était emporté par l’eau dans les chaudières où il était employé et que, par suite, il ne donnait pas de bons résultats.
- On a essayé un enduit de graphite et d’huile de lin bouillie, mais on a reconnu qu’il suintait par les coutures et les joints et qu’il en résultait des fuites. Sur un réseau, les chaudières sont peintes intérieurement avec du goudron et du graphite. Des plaques et bouchons de zinc ont été essayés par plusieurs chemins de fer, avec des résultats peu satisfaisants. Quelques administrations ont constaté que 1 addition d’un excès déterminé de chaux eteinteà l’eau est nettement avantageuse au point de vue des corrosions, surtout lorsqu il s’agit d’eaux naturellement douces.
- Ce procédé a donné de bons résultats, par exemple pour l’atténuation des effets corrosifs de l’eau employée sur le « Midland Railway» dont il vient d’être question.
- La plupart des chemins de fer continuent à employer de l’eau froide pour le lavage des chaudières, mais l’emploi de l’eau chaude se répand.
- Sur beaucoup de réseaux, l’emploi de robinets de vidange sous pression ou d’extraction à la surface, pour empêcher les primages, est imposé par la mauvaise qualité de l’eau qu’on est forcé d’employer.
- Mr le Président. — Les observations que viennent de présenter Mrs Archbutt et Fow-ler ne sont en quelque sorte que la reproduction de leurs conclusions. Je crois donc inutile de les faire traduire. La parole est à Mr Antochine.
- Mr Antochine, rapporteur. — Je me bornerai à donner lecture des conclusions de mon exposé.
- Une très grande partie des chemins de fer russes disposent, pour l’alimentation des chaudières, de bonnes eaux presque absolument pures, n’ayant aucun effet sur l’usure des chaudières, même pour des services de vingt-cinq ans ; pour cette raison, de très nombreux réseaux ne se préoccupent point d’établir des statistiques relatives à l’influence de l’eau sur le service des chaudières.
- La minorité des réseaux n’ont que des eaux dures et, par comparaison avec celles qui précèdent, ont pu rapidement se rendre compte de leurs effets nuisibles; ces réseaux ont eu recours aux lavages répétés des chaudières et à l’épuration de l’eau, dans le but d’éviter des avaries de chaudières ou au moins d’en diminuer le nombre. Les procédés chimiques
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- d’épuration ont montré qu’il est indispensable d’éviter un excès de soude dans l’eau épurée, et, pour cette raison, beaucoup de réseaux ne font qu’une épuration parlielle.de l’eau au moyen de la soude.
- Dans trois de ses stations, la ligne Centre-Asiatique épure, par distillation, de l’eau très dure.
- L’épuration des eaux au moyen de zinc, de sel de baryum, de bois de campèche, de résidus de pétrole, etc., n’a pas été employée à quelques exceptions près.
- Le lavage répété des chaudières, à chaud ou à froid, est pratiqué sur quelques réseaux n’ayant que des eaux dures, après des parcours de 500 à 800 verstes (530 à 850 kilomètres).
- La vidange sous pression des chaudières ne se fait pas d’une façon systématique.
- Les eaux dures ont une grande influence sur l’attaque des chaudières et la régularité dans le service des trains. Les résidus de l’évaporation des eaux dures sous forme d’incrustations attaquent les parois en fer des chaudières par suite d’une action immédiate, vraisemblablement chimique; au contraire, les parois en cuivre des chaudières, soumises à l’action immédiate du combustible, sont attaquées de préférence par la brûlure et la diminution de conductibilité résultant des incrustations qui s’y fixent.
- Ces deux causes ont pour effet des avaries de diverses espèces, savoir : dans les parois en fer de préférence, les corrosions, criques et sillons, rarement les fissures et, au contraire, pour les parois en cuivre des chaudières, les fissures, les criques et la brûlure suivant l’épaisseur.
- Les endroits où se manifestent les avaries sont ceux qui sont soumis aux flexions répétées provenant de réchauffement et du refroidissement périodiques ou les endroits où les incrustations peuvent s’accumuler sans difficulté, comme, par exemple, la partie inférieure du corps cylindrique, celle de la boîte à feu et le ciel de celle-ci.
- Comme mesure de protection contre ces avaries, on peut indiquer : la consolidation de parois de la chaudière diminuant l’ampli tude des flexions lors de réchauffement, l’emploi de poches de rassemblement pour les résidus d’évaporation, ainsi qu’un mode de construction de la chaudière qui favorise le lavage et le grattage des incrustations et s’oppose au dépôt de celles-ci.
- En ce qui concerne les entretoises, les chemins de fer russes n’ont pas été conduits jusqu’à présent, m envisager l’emploi soit d’une forme complexe (entretoises flexibles) soit de matériaux autres que le fer et le cuivre.
- Mr Papp, rapporteur pour rAutriche, la Hongrie, la Bulgarie, la Roumanie, la Serbie et la Turquie. (En allemand.) — Voici le résumé des réponses reçues :
- 1. —L’épuration ou l’adoucissement des eaux d’alimentation se fait de préférence par l’addition de soude ou, au besoin, de chaux et, quelquefois, de plâtre. Ces matières sont directement introduites, dans une certaine proportion prescrite, dans la chaudière ou ajoutées à l’eau du tender ou bien on emploie des épurateurs spéciaux. Il est rare que l’épuration se fasse directement dans le réservoir d’eau de la station d’alimentation; le procédé a l’avantage d’être peu coûteux, mais les conduites s’engorgent facilement.
- Le contrôle du traitement consiste surtout à analyser souvent l’eau épurée et aussi à surveiller constamment le personnel chargé des opérations d’épuration.
- On emploie pour l’adoucissement de l’eau d’alimentation des chaudières les systèmes d’épuration Breda, Dervaux-Reisert, Desrumeaux, Kennicott, Wehren-pfennig, Stingel, Beranger, Pollatscheie, Adorjan et Pfeiffer.
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- Pour assurer un bon résultat en service, les installations sont périodiquement visitées par des agents compétents ; à cette occasion, l’eau non traitée et l’eau épurée sont soumises à l’analyse chimique.
- Pour les chaudières d’automotrices, l’eau d’alimentation est épurée dans des réservoirs spéciaux, au moyen de soude et de chaux.
- On ajoute que l’épuration des eaux d’alimentation riches en sel de cuisine et de celles polluées par les résidus des usines n’a pas donné de résultats satisfaisants. Dans ces stations, on se procure de l’eau utilisable en établissant de nouveaux puits ou de nouvelles conduites.
- La nécessité d’épurer l’eau diminue d’année en année, parce qu’on s’attache à pourvoir successivement toutes les stations d’alimentation d’eau de bonne qualité, soit au moyen de canalisations, soit par des puits de grande profondeur.
- 2. — D’une manière générale, on reconnaît que l’épuration des eaux d’alimentation est avantageuse, mais aucune administration n’est en mesure de chiffrer les économies qu’elle procure, et cela surtout parce que les épurateurs, employés en assez grand nombre, ne sont encore en service que depuis trop peu de temps pour que, à l’aide des résultats obtenus jusqu’à présent, on puisse porter un jugement définitif sur les différents systèmes comparés et sur les frais d’exploitation. Notons toutefois que l’état des chaudières s’est sensiblement amélioré depuis l’épuration rationnelle des eaux d’alimentation.
- Les frais d’entretien du corps cylindrique sont minimes, sa longévité est si grande que l’on trouve quelquefois des tôles de chaudière ayant fait trente années de service et qui sont alors renouvelées
- pour des raisons de* sécurité. Par contre, les frais d’entretien des boîtes à feu et surtout des foyers en cuivre sont très importants, la durée de ces organes est courte. Les boîtes à feu peuvent rarement rester plus de dix ans en service; quant aux foyers, il faut souvent les renouveler au bout de cinq ou même de trois ans.
- Il est impossible de chiffrer exactement les frais de réparation des chaudières; ils varient par chaudière et par cinq ans entre 1,100 et 9,500 couronnes (entre 1,144 et 9,880 francs).
- 3 à o. — Pour le traitement dés eaux contenant des sulfates, chlorures ou azotates de calcium et de magnésium, on emploie exclusivement de la soude et on empêche les entraînements d’eau en veillant à ce que la soude ne soit pas ajoutée en quantités excessives à l’eau d’alimentation.
- Beaucoup d’administrations n’épurent pas du tout les eaux de ce genre et s’attachent à les éviter le plus possible.
- 6. — Les différents moyens, souvent secrets, mis sous divers noms sur le marché, pour empêcher les incrustations dans la chaudière, se composent surtout de soude impure, de matières organiques renfermant du tannin, et parfois d’une addition de cellulose ou d’autres matières insolubles.
- Au point de vue économique, les résultats n’ont jamais été satisfaisants. Il faut, d’autre part, ne se servir de ces moyens qu’avec prudence parce qu’ils peuvent activer les corrosions.
- 7. — On n’a pas constaté que l’emploi des différents désincrustants ait donné lieu à une aggravation des fuites aux tubes ou aux entretoises ni occasionné d’autres avaries de la chaudière.
- 8. — Avaries des chaudières. — Elles
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- peuvent être divisées en deux grands groupes: celles que l’on sait par expérience se produire toujours de la même façon et généralement aux mêmes points et celles qui apparaissent en des points irréguliers et inopinément.
- Le premier groupe comprend les avaries dont il faut chercher l’origine dans l’action mécanique delà chaleur ou l’influence chimique dé l’eau et du feu ou du combustible. La dilatation des differentes parties de la chaudière sous l’action de la chaleur ne peut pas toujours se faire impunément, malgré les dispositifs destinés à rendre les mouvements inoffensifs. En raison même de la construction de la chaudière, il peut se produire, en différents points, des résistances considérables, provoquant des tensions nuisibles qui donnent naissance à des plis, à des sillons et finalement à des fissures.
- Le second groupe comprend des avaries subites et imprévues, généralement occasionnées par des défauts* du métal ou de l’exécution : ce sont, le plus souvent, des fissures se déclarant brusquement dans les tôles. Les fissures entre les trous de rivets ont pour cause soit la mauvaise qualité ou le mauvais usinage du métal, soit un traitement défectueux.
- Les fissures dans le corps cylindrique, le long des pinces, sont occasionnées par le cintrage des tôles à une température trop basse ou par l’emboutissage suivant un angle trop vif. Sur les côtés, au-dessus des supports de la chaudière, il peut se produire des fissures longitudinales dues à la mise en place, défectueuse du corps cylindrique. Enfin, le matage excessif des joints peut donner naissance assez facilement à des fissures des tôles d’acier doux, délicates à traiter.
- Les ruptures des tirants du ciel et de la plaque tubulaire, les ruptures de cornières et tôles de renfort, les fissures imprévues très souvent ont pour cause une défectuosité dans la construction de la chaudière ou dans l’usinage de ses pièces, ou encore sa fatigue excessive en service. Les forts surmenages, suivis d’une chute rapide de la température, exercent une action extrêmement préjudiciable.
- Les avaries de chaudières observées peuvent être rangées dans quatre groupes :
- 1° Les criques et fissures se forment principalement dans les arrondis de la plaque tubulaire du foyer, dans les parois de la porte et dans la plaque avant de la boîte à feu ; en outre, dans les cloisons entre tubes des plaques tubulaires, au bord des tôles à partir des trous de rivets, et enfin, à partir des trous d’entretoises;
- 2° Les pustules se produisent dans l’intérieur de la chaudière sous différentes formes, principalement aux points situés assez bas, au milieu de la chaudière, plus rarement dans la chambre à vapeur du corps cylindrique, autour du cadre de la boîte à feu, le long des rivures et des viroles. Ces incidents se présentent surtout, quand le métal des tôles n’est pas homogène, aux points de contact de deux métaux différents, par suite de variations de température fréquentes et brusques, et sous l’action de certaines eaux d’alimentation.
- Les corrosions à la partie inférieure des tôles de foyer se produisent surtout sous l’action des combustibles sulfureux;
- 3° Les cavités, sillons et plis se produisent surtout dans les arrondis des plaques de foyer, du fait que, pendant l’emboutissage, la couche supérieure se fend par petites criques, à arêtes vives, qui
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- ^-élargissent et s’approfondissent sous l’action du feu. Des sillons et cavités analogues prennent aussi naissance sur le côté eau du foyer, de même que dans les ar-x rondis de la boîte à feu et de la plaque de jonction avec le corps cylindrique.
- Des sillons se forment souvent aussi verticalement, le long des colonnes d’en-tretoi&es;
- 4° Les corrosions de surface en général se rencontrent principalement le long de toute la moitié inférieure du corps cylindrique, dans les arrondis des tôles de boîte à feu et dans les parois de la boîte à feu, soit dans une direction verticale, entre les entretoises, soit dans une direction horizontale, à la partie inférieure; en outre, sur la partie inférieure de la boîte à fumée et autour des trous de lavage.
- Des corrosions occasionnées par le feu se trouvent fréquemment sur la plaque tubulaire et sur les autres parois des foyers; elles se produisent principalement par suite d’une chauffé forcée ou aussi sous l’influence d’un combustible particulièrement sulfureux.
- 9. — On tient, en règle générale, des •états dés chaudières entrant en réparation et de leurs avaries ; quelquefois aussi on établit des croquis. Le système suivi à ce sujet diffère d’une administration à l’autre.
- 10. — H n’existe pas d’instructions générales en ce qui concerne les modifications à apporter à la construction des chaudières de locomotives pour éviter les avaries; on se contente de modifier, sui-'ant le cas, certains détails. Plusieurs administrations emploient, pour éviter les coirosions sur la moitié inférieure du corPs cylindrique ainsi qu’au bord inté-cieur inférieur de la boîte à feu, des tôles
- de protection en acier d’environ o millimètres d’épaisseur, rivées directement contre les longerons ; parfois, des feuilles de cuivre minces sont fixées sur les tôles de la boîte à feu. Ces pièces de protection ont donné de bons résultats, néanmoins les chemins de fer de l’État hongrois en ont abandonné l’emploi pour leurs chaudières de locomotives, parce que leur démontage au moment des visites des chaudières présentait des difficultés ou que la pose de nouvelles tôles*dans la chaudière était impossible.
- L’opinion est très répandue aujourd’hui que les avaries, qui augmentent avec les pressions de vapeur constamment croissantes et qui intéressent surtout le foyer par suite des hautes températures, peuvent être évitées, en partie au moins, par l’emploi de la surchauffe, et que l’entretien des chaudières s’en ressentira avantageusement.
- Sur la plupart des locomotives, l’eau d’alimentation est amenée dans la chaudière à la hauteur de l’axe et soit au milieu, soit dans lé premier tiers de la longueur du corps cylindrique. Ordinairement, l’appareil d’alimentation se termine par un dispositif d’isolement, s’ajoutant au clapet de refoulement. Le Nord-Ouest autrichien a des locomotives sur lesquelles l’eau d’alimentation entre par la partie inférieure de la chaudière. Cette administration fait, comme il a été dit, des essais avec le détartreur Gôlsdorf, que l’eau d’alimentation traverse pour entrer dans la chaudière. Des essais consistant à amener l’eau d’alimentation dans la chaudière à travers la plaque tubulaire et des essais de réchauffeurs sont actuellement en cours sur les lignes hongroises du Sud de l’Autriche.
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- L’alimentation des chaudières est généralement assurée par des injecteurs; le plus souvent, on emploie des appareils non aspirants.
- Les chemins de fer de l’Etat hongrois expérimentent en ce moment deux types de réchauffeurs. C’est d’abord l’appareil Brazdâ : l’eau d’alimentation est réchauffée dans un réservoir spécial, à l’aide de vapeur vive, jusqu’à la température de la chaudière; puis, quand les pressions s’équilibrent, elle* entre directement dans la chaudière. L’avantage de ce système est que le tartre est complètement éliminé dans le réchauffeur et se dépose dans la chaudière sous forme de boue fine sans former d’incrustations dures.
- On fait aussi, à cette heure, des essais avec l’appareil Caille-Potonier, dans lequel une partie de la vapeur d’échappement est employée au réchauffage de l’eau. Après avoir été portée à 90° ou davantage, l’eau est refoulée dans la chaudière par une pompe spéciale.
- Les deux systèmes n’ont pas encore été suffisamment expérimentés et nous ne pouvons donc pas porter de jugement définitif sur leur valeur.
- 11. — Lavage des chaudières de locomotives. — La périodicité des lavages varie entre cinq et vingt jours et donne la mesure de la qualité de l’eau d’alimentation des chaudières. Si le lavage se fait à l’eau froide, il faut compter jusqu’à douze heures, suivant les dimensions de la chaudière, pour le refroidissement jusqu’au moment dé la vidange de l’eau, et de deux à quatre heures pour le refroidissement ultérieur de la chaudière vide, soit en tout environ seize heures. La pression à employer dépend des dimensions de la chaudière et du nombre et de la distribution
- des trous de lavage ; elle varie de 1 à 8 atmosphères. Pour le lavage chaud, peau nécessaire est prise à l’aide de l’injecteur sur une autre locomotive en pression ou bien on emploie le procédé de Wittenberg et Schillhan, qui est le suivant : après la rentrée au dépôt de la locomotive qu’il s’agit de laver, on se sert de la vapeur qui reste pour réchauffer à 70 ou 80° l’eau du tender, qui est ensuite employée au lavage de la chaudière vidée et suffisamment refroidie, à l’aide de pompes à turbine, généralement actionnées par des moteurs électriques ou à essence de pétrole. Grâce à cette méthode, la durée du lavage, depuis la rentrée de la locomotive au dépôt jusqu’au moment où elle est de nouveau prête pour le service, peut être ramenée à six heures. La pression de l’eau employée au lavage est le plus, souvent de 2 à 4 atmosphères.
- Ces méthodes modernes de lavage des chaudières ne sont pas sorties de la phase expérimentale- et on ne peut donc pas encore dire définitivement quel est le procédé qui, au point de vue de l’efficacité ainsi que des besoins du service et de l’économie, est le plus avantageux. Cës essais seront donc continués sur une plus grande échelle.
- Le lavage des chaudières de locomotives se fait en moyenne après un parcours de 600 à 700 kilomètres; cependant cette limite est relevée, avec de bonnes eaux d’alimentation, jusqu’à 1,000 kilomètres, par contre, lorsque l’eau dont on dispose est de mauvaise qualité, elle est abaissée a 3o0 ou 400 kilomètres.
- La locomotive munie du réchauffeui système Brazdâ n’est lavée qu’après un parcours de 6,000 à 8,000 kilomètres, elle a même parcouru déjà jusqu’à 10,000 kilo
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- mètres sans présenter de dépôts de tartre dur dans la chaudière; il se dépose seulement dans les parties inférieures de la chaudière beaucoup de boue qui peut être facilement enlevée par le lavage. Dans l’intervalle, l’eau de la chaudière est vidée en partie sous pression réduite," et on extrait en même temps une partie de la boue qui s’est déposée. Cet essai n’est pas encore terminé non plus.
- 12. — Quelques administrations seulement procèdent à l'extraction sous pression, surtout dans le but d’évacuer les dépôts ou d’éviter la concentration des éléments nuisibles de l’eau, principalement quand les eaux d’alimentation employées sont boueuses ou fortement alcalines, afin d’empêcher les entraîner ments d’eau, mais cette pratique n’a pas été reconnue particulièrement efficace. De toute façon, il est plus avantageux, lorsque le temps le permet, d’évacuer l’eau complètement et de laver la chaudière avec de l’eau chaude.
- Quelques administrations ne vident, en principe, l’eau de la chaudière que quand il n’y reste plus de pression.
- Presque toujours on se sert de robinets de vidange placés à la partie inférieure de la boîte à feu et que l’on peut souvent actionner à l’aide d’une longue clef en se tenant en dehors du longeron. Certaines locomotives sont aussi munies de robinets de vidange sur la moitié inférieure du corps cylindrique.
- 13. — A l’exception du Nord-Ouest auirichien, aucune des administrations consultées ne fait mention d’eaux d’alimentation particulièrement corrosives. Le Nord-Ouest fournit les renseignements suivants au sujet de l’analyse d’une eau
- qui est épurée au moyen du procédé à la chaux et à la soude :
- Grammes par 100 litres
- d’eau.
- CaO.................. 14.94
- MgO............. .......... 11.02
- K2 O................. 22.73
- Na* O........._............ 6.68
- S O5..........................38.30
- Cl.................... 3.75
- CO2.................. 15.72
- Si O2................. 1.72
- Azffi................. 1.72
- Résidus de la vaporisation. 120.08
- Résidus de l’incandescence. 113.22
- 16. — On emploie normalement des
- entretoises en cuivre; toutefois, les entretoises des foyers en acier doux sont également en acier doux. On expérimente des entretoises en bronze à 4 p. c. de manganèse, ou phosphoreux, mais d’après les résultats obtenus jusqu’à présent, ce métal ne se recommande que pour les entretoises exposées aux plus grands efforts de traction. Pour les entretoises qui fatiguent moins, le cuivre est préférable parce quelles sont plus faciles à usiner et tiennent mieux dans les plaques. 11 n’est pas établi de statistiques à ce sujet.
- L’emploi du cuivre électrolytique pour les entretoises ne se recommande pas.
- Les ruptures d’entretoises se produisent le plus fréquemment dans les rangées horizontales supérieures et les colonnes verticales extérieures ; il en résulte des gondolements des parois en ces points. Elles ont ordinairement lieu contre la face intérieure des parois de la boîte à feu. Afin de les découvrir plus facilement, on perce les entretoises dans toute leur longueur et on rive le trou sur le côté extérieur de la boîte à feu. Les entretoises
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- cassées se révèlent par des bulles et on les remplace aussitôt; le renouvellement immédiat a surtout de l’importance quand la rupture a eu lieu dans les rangées supérieures ou les colonnes extérieures d’entretoises.
- A titre d’essai, on a aussi employé des entretoises flexibles ; mais on a constaté qu’au bout d’un temps relativement court elles s’entartraient à un tel point qu’elles ne conservaient plus leur flexibilité et par suite ne répondaient plus à leur but.
- 33. — Quelques administrations ont expérimenté le garnissage réfractaire des foyers, système Spiegelhalter ; un mélange de terre de kaolin, de briques de kaolin, de graphite et de laine d’asbeste est posé, avec du mortier, sur un réseau métallique fixé par des chevilles à quelques entretoises de la partie inférieure des parois du foyer, de manière à dépasser légèrement la couche de charbon.
- On a constaté qu’avec du charbon fortement sulfureux, mais non agglutinant, le garnissage se maintenait assez bien et que la partie protégée des parois du foyer restait complètement intacte sans que la vaporisation s’en ressentît défavorablement. Avec des houilles agglutinantes ou produisant beaucoup de mâchefers, il se dépose beaucoup de mâchefers sur le garnissage dont l’épaisseur, qui n’est initialement que d’environ 3 centimètres, augmente alors beaucoup et, en venant recouvrir une plus grande partie du feu, nuit à la vaporisation. L’enlèvement des dépôts nécessite un assez grand effort, le garnissage lui-même.en souffre. On a constaté en outre qu’avec certains types de locomotives l’emploi du garnissage en question donne lieu à des fuites exceptionnellement fréquentes; c’est un fait
- dont on n’a pas encore pu élucider la cause avec une certitude parfaite.
- Les essais du garnissage Spiegelhalter ne sont pas terminés et on n’en a pas encore déterminé la valeur économique.
- Conclusions.
- Les avaries observées sur les locomotives se produisent dans des conditions typiques et pour ainsi dire identiques sur tous les chemins de fer; ces conditions sont d’ailleurs suffisamment connues. Des incidents particuliers à certains types de chaudières ne paraissent pas avoir été remarqués ou du moins n’ont pas été signalés. Il n’existe pas d’instructions spéciales ayant pour objet d’empêcher les avaries de chaudières.
- L’épuration des eaux d’alimentation se fait, soit dans la chaudière et le tender, plus rarement dans le réservoir d’eau, soit dans des stations d’épuration, toutefois peu nombreuses. On ne possède pas de renseignements au sujet de l’effet des différents procédés d’épuration sur l’entretien des chaudières et de leur influence économique.
- L’épuration est surtout effectuée au moyen de soude et de chaux. Les produits dits désincrustants ne sont généralement pas employés.
- Les lavages de la chaudière se font à l’eau froide et à l’eau chaude; il y a tendance à généraliser ce dernier procédé et quelquefois on emploie à cet effet des dispositions spéciales.
- Des réchauffeurs et des détartreurs sont employés à titre d’essai.
- Les entretoises sont généralement en cuivre, le bronze manganésé est employé dans des proportions très restreintes.
- Le garnissage des parois de foyer n est appliqué qu’à titre d’essai.
- Mr Nadal, rapporteur. — L’emploi de bonnes eaux est une condition essentielle pour assurer une longue vie aux chau-
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- bières. Sans qu’il soit possible de chiffrer exactement l’économie résultant de l’emploi d’eau épurée, je puis citer à ce sujet le fait suivant. En 1902, le réseau de l’Etat mit en service 30 locomotives compound à quatre cylindres, timbrées à 15 kilo-o-rammes, qui furent réparties à peu près par moitié entre les dépôts de Saintes et deThonars; dans le premier, elles consommaient des eaux de 30 à 35° hydrotimétriques; dans le second, des eaux de 15 à 20°. Les plaques tubulaires des machines de Saintes ont dû être remplacées au bout de parcours variant de 200,000 à 250,000 kilomètres; celles des machines de Thonars ne l’ont été qu’au bout de parcours de 350,000 à 400,000 kilomètres. L’économie peut être évaluée, grosso modo, à 40 p. c.
- L’épuration des eaux de médiocre qualité (au-dessus de 25° hydrotimétriques) est presque toujours à recommander; elle devient indispensable quand les eaux sont très chargées en sels alcalino-terreux (plus de 40° hydrotimétriques).
- On traite les eaux carbonatées avec de la chaux, les eaux sulfatées avec du carbonate-de soude; généralement, et suivant la composition de l’eau, on emploie les deux réactifs simultanément.
- L’épuration est, au fond, une opération chimique assez délicate et qui doit être entourée, pour donner de bons résultats, de beaucoup de précautions (notamment d analyses fréquentes de l’eau à traiter, de la chaux employée comme réactif et de 1 eau épurée), d’une part parce que la qualité des eaux à traiter est ordinairement sujette à varier dans d’assez larges limites, d autre part, parce qu’il y a de grands inconvénients à abuser de l’un des réactifs, e carbonate de soude. Celui-ci produit,
- lorsqu’il est en excès, des entraînements d’eau, et il vaut mieux n’en employer que des doses légèrement insuffisantes.
- En Europe, l’épuration de l’eau est, en somme, une exception. Par contre, presque toutes les administrations de chemins de fer se servent de clésincrustants qu’on introduit directement dans les chaudières ou dans les tenders.
- Il y a un grand nombre de produits désincrustants. Leur action consiste à rendre moins adhérents et moins durs les dépôts de tartre; elle n’est pas négligeable, mais elle n’est pas non plus complètement efficace. Les extractions méthodiques sans pression, c’est-à-dire la vidange sans pression, d’une partie de l’eau de la chaudière dans le but d’évacuer les dépôts, améliorent notablement l’effet des désincrustants. Malheureusement, ces extractions sont assez difficiles à réaliser pratiquement d’une façon suivie et elles exigent l’installation de dispositifs spéciaux sur les chaudières.
- Il y a lieu de signaler qu’en Algérie, les eaux sont en général de très mauvaise qualité et pai-ticulièrement corrosives. Il n’est pas rare qu’elles aient plus de 100° hydrotimétriques. En outre, elles sont très chargées en magnésie et en chlore, d’où résulte une grande activité corrosive et un grand pouvoir incrustant.
- Mr Steinbiss, rapporteur. (En allemand.) — 1. Procédés d'adoucissement et d'épuration des eaux. — Partout la bonne épuration complète de l’eau d’alimentation des chaudières avant usage est considérée comme la meilleure précaution contre les formations de tartre, préjudiciables pour le service et occasionnant une augmentation des frais d’entretien, et contre les
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- avaries compromettant la longévité de la chaudière.
- En beaucoup de points, on a à sa disposition une eau qui convient pour l’entretien normal et pour la bonne marche du service, tandis que dans un nombre relativement faible de stations d’alimentation, on est forcé d’employer des eaux de mauvaise qualité, parce qu’il est impossible de s’en procurer de bonnes ou qu’il faut les faire venir de loin à grands frais. Dans ce cas, l’épuration constitue un moyen utile d’améliorer la qualité de l’eau.
- Parmi les sels dissous dans l’eau qui donnent naissance à du tartre, les principaux sont : le plâtre (sulfate de calcium, SO4 Ca) et tô carbonate acide de calcium (GO3 Ca, H'2, CO3). On trouve, en des proportions moins importantes, des silicates, le chlorure de calcium, le sulfate de magnésium, le chlorure de magnésium et le carbonate acide de magnésium. Enfin, on rencontre quelquefois le sel marin libre Na Cl, l’acide humique et des combinaisons de fer en quantités nuisibles.
- D’une manière générale, les administrations dont j’ai eu à m’occuper réalisent l’épuration de l’eau par des additions de chaux vive ou de soucie caustique et de carbonate de soude, dans les appareils connus. Le mode de construction de ces appareils diffère surtout selon la façon d’ajouter les réactifs à l’eau qu’il s’agit d’épurer : en effet, le carbonate de soude et le carbonate de chaux sont introduits soit ensemble, soit séparément, et tantôt automatiquement, tantôt non automatiquement. De ce fait, les sels de magnésium subissent, moins complètement il est vrai, les mêmes réactions que les sels de calcium, et, d’autre part, les combinaisons de chlore
- donnent lieu aux mêmes réactions que les sulfates.
- En remplacement de la soude, différentes stations d’épuration font usage du carbonate de baryum.
- On emploie sur une moindre échelle avec ces procédés, une addition de chlorure de baryum. En réagissant sur du plâtre (SO4 Ca), il précipite du sulfate de baryum et il reste du chlorure de calcium en dissolution. S’il y a du carbonate de magnésium, la réaction produit du carbonate de baryum et du chlorure de magnésium qui reste en dissolution.
- Lorsque les matières incrustantes existent dans une proportion de moins d’environ 160 grammes par mètre cube, on renonce généralement à toute épuration. Si la proportion varie entre 160 et 300 grammes, on a souvent recours à l’addition, dans les réservoirs, ou les caisses à eau, d’une quantité de réactif — généralement de‘soude— correspondant à la composition chimique. Avec une plus forte teneur en matières incrustantes, l’eau est presque toujours soumise, dans des appareils spéciaux, à un traitement chimique approprié.
- L’épuration de l’eau d’alimentation est organisée de manière qu’il reste environ 6 à 8° de dureté allemands, car l’eau trop douce donne aussi lieu à des inconvénients par des bouillonnements violents. Dans les régions où l’eau provient des couches profondes de calcaire, il faut que l’adoucissement ramène la dureté de 30° allemands, et davantage, aux environs de h à 8°.
- L’eau fortement ferrugineuse qui se rencontre fréquemment dans les régions marécageuses ou les puits profonds et qu’il s’agit d’employer pour l’alimentation
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- jeS chaudières, est généralement débar-rassée au préalable de son fer par un procédé d’aération.
- Pa présence de fer ne porte pas beaucoup de préjudice aux chaudières, mais sous forme de boue ferreuse trop abondante, il Peut en résulter des formations excessives de tartre; de plus, cette boue sert de terreau à la propagation des algues et champignons (leptothrix ochracea et crenothrix polyspora) qui finissent par engorger les canalisations.
- Dans quelques rares cas, il existe dans Peau d’alimentation un excès de sel marin qui donne lieu à des bouillonnements et ébullitions tumultueuses de l’eau, ainsi qu’à des dépôts en masse de cristaux de sel sur tous les robinets et ouvertures et à des corrosions.
- Les matières organiques, telles que, par exemple, des fibres de tourbe très finement divisées, ou les matières minérales ajoutées mécaniquement qui, aux époques de crue des eaux ou de fortes pluies, viennent encore renforcer l’action des incrustants qui existent déjà dans l’eau normalement claire et peuvent contribuer à la formation de résidus solides, sont retenues autant que possible, sur les chemins de fer obligés de faire la part de ces circonstances, par des appareils spéciaux, libres à gravier ou filtres-presses, avant l’entrée des eaux dans les tuyaux d’aspiration des pompes qui précèdent les bassins collecteurs.
- 2. Résultats obtenus avec les procédés d épuration. — Toutes les administrations se déclarent satisfaites des résultats obtenus, et le succès de l’épuration des eaux d alimentation au point de vue économique est complet. Les fuites aux tubes, autre-lois fréquentes par suite des dépôts de
- tartre considérables, ne se produisent plus que rarement, l’épaisseur des dépôts est descendue de 6 ou 8 millimètres à 1 ou 2 millimètres seulement, et ceux qui se forment se détachent spontanément et sont enlevés par le lavage. Comme inconvénient des procédés d’épuration, les chemins de fer de l’Etat wurtembergeois mentionnent le fait qu’aux tubes à fumée et aux soudures des rabouts en cuivre des locomotives alimentées d’eau épurée, on peut souvent remarquer des corrosions, surtout sur les locomotives qui restent souvent en réserve.
- Grâce à la réduction de l’entartrement, l’utilisation de la chaleur s’améliore; cependant aucune administration n’est en mesure de chiffrer l’économie de combustible réalisée.
- Les chaudières demandent moins souvent à être nettoyées, les tubes à fumée restent plus longtemps en bon état et étanches, les plaques tubulaires sont moins fatiguées par les remandrinages des tubes. On n’a pas fourni de chiffres relatifs à l’économie obtenue.
- Les frais d’entretien diminuent sans nui doute et la longévité des chaudières augmente sous l’influence de l’eau épurée, les tôles de chaudière et leurs armatures étant moins attaquées ; cependant aucune administration n’est en mesure de chiffrer ces avantages.
- 3. Le traitement des eaux dont la dureté est due principalement ou en grande partie à des sulfates, chlorures ou azotates de calcium ou de magnésium, a eu lieu dans les appareils d’après les procédés mentionnés au n° 1. L’emploi de plaques de zinc, pour neutraliser les sels de chlore, n’a eu aucun succès. Les eaux d’une assez forte teneur en chlorures ou azotates ne sont pas utili-
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- sées ou du moins sont évitées autant que possible pour l’alimentation des chaudières.
- Pour empêcher les entraînements, on n’épure pas complètement les eaux d’alimentation; on leur laisse une dureté d’environ 6 à 8°. Les chemins de fer de l’État badois épuraient initialement jusqu’à 4° allemands, mais il se produisait des incidents, les injecteurs étant incapables de remplacer toute l’eau perdue par entraînements. En cas de primage accidentel, on y remédiera par une réduction proportionnelle de l’addition de soude.
- 4. Emploi de F hydroxyde de baryum, du carbonate de baryum ou de l’aluminate de baryum. — Ainsi qu’il a déjà été dit, le carbonate de baryum est employé en certains points, mais seulement à titre exceptionnel, car l’épuration chimique de l’eau naturelle dure par l’addition de soude calcinée et de chaux ou soude caustique, a été reconnue suffisante.
- 5. Expériences sur les quantités de sels de sodium produisant les entraînements. — Il n’a pas été fait d’expérience de ce genre. Les chemins de fer d’État prussiens-hes-sois employaient au début, pour les eaux naturelles de 24° allemands de dureté, 220 grammes de soude calcinée, mais sont revenus par la suite à 135 grammes par mètre cube, parce qu’il se produisait facilement des entraînements et des primages. Les chemins de fer de l’Etat danois font remarquer que la quantité de sulfate de sodium paraît jouer un rôle tout aussi important que celle du carbonate de sodium.
- 6. Désincrustants introduits directement dans la chaudière. — Ce moyen a été expérimenté par différentes administrations. On a notamment, avec des eaux riches en
- plâtre, introduit directement de la soude dans le tender, et les chemins de fer badois et néerlandais ainsi que le Gothard disent en avoir retiré de bons résultats Les chemins de fer de l’État wurte®-bergeois font maintenant des essais dans ce sens. Les chemins de fer bavarois introduisaient autrefois une solution de soude directement dans les chaudières mais n’emploient plus ce procédé. Sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois l’addition de soude à l’eau du tender avait été en usage avant l’adoption des épurateurs, mais est devenue inutile grâce aux installations plus parfaites.
- Les chemins de fer d’État prussiens-hessois et saxons emploient actuellement, dans quelques dépôts de locomotives, le pétrole comme désincrustant. Sur les premiers, on ajoute généralement le pétrole après le lavage, à raison de 0.5 à 1.5 kilogramme par chaudière, suivant la nature de l’eau. L’État saxon se sert des injecteurs de pétrole qui introduisent le pétrole goutte par goutte dans l’eau de la chaudière.
- 7. Des fuites dites à l’emploi d’eau épurée n’ont été remarquées par aucune administration, à moins que l’alcalinité de l’eau ne fût renforcée par une addition excessive de soude. Au contraire, les fuites anormales aux tubes, aux entretoises ou aux joints des chaudières ont été très notablement réduites si l’on avait soin de ne pas trop adoucir l’eau et de lui laisseï une dureté d’environ 6° allemands.
- 8. Avaries de la chaudière. — 1° Criques ou fissures ; 2° pustules; 3° sillons; 4° corrosions générales de surface. Je me per mettrai de vous renvoyer aux détails don nés dans l’exposé.
- 9. Statistique des avaries. — Quelques
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- administrati°ns seulement font prendre, à l’oceasion des grandes réparations, des croquis sur lesquels on note exactement l’emplacement, l’étendue et la profondeur des avaries mentionnées au n° 8. La plupart des administrations se contentent de faire inscrire des mentions dans les carnets de service des chaudières ou dans les procès-verbaux de visite des chaudières et de ne faire établir des croquis ou des calques en plâtre ou en plomb que dans les cas exceptionnels, d’une importance particulière.
- 10. Modifications dans la construction des chaudières en vue de diminuer les avaries. Largeur de la lame d’eau baignant le foyer. Introduction de l’eau d’alimentation. — Lorsque les avaries ne sont pas attribuables à la conduite irrationnelle du feu, ni à la mauvaise qualité de l’eau d’alimentation, mais à la nature des matériaux, aux dilatations par la chaleur, aux vibrations, aune fatigue spéciale, etc., on s’efforce de les éviter par le choix et la disposition appropriés des consolidations et armatures, l’emploi d’épaisseurs suffisantes des parois, l’ampleur abondante des arrondis et emboutis dans les angles de la boîte à feu, l’agrandissement des cloisons entre tubes dans la plaque tubulaire du foyer, enfin par le choix et l’inspection convenables des matériaux qui conviennent le mieux pour les pièces dont d s’agit.
- D’une manière générale, et en particulier de la part des chemins de fer de l’État badois, on recommande l’emploi de trous de lavage d’ample diamètre et facilement accessibles et leur utilisation pour de fréquents lavages complets. On insiste de diverses parts sur la bonne disposition des supports de la chaudière, qui doit pouvoir
- se dilater librement sur les longerons ; on recommande aussi l’emploi de tirants flexibles aux extrémités arrière et avant du ciel du foyer et la disposition de tous les organes de l’intérieur de la chaudière de manière que la circulation de l’eau soit gênée le moins possible; dans cet ordre d’idées, il convient de citer l’augmentation de l’espacement des tubes à fumée. Au surplus, on est d’avis que le mode de construction des types actuels de chaudières satisfait aux conditions qui peuvent être imposées et que les avaries mentionnées au n° 8 ne se produisent pas dans des proportions suffisantes pour nécessiter des modifications radicales dans la construction des chaudières.
- Pour éviter les entartrements considérables qui sont fréquemment constatés sur les tubes à fumée les pïus proches de l’entrée de l’eau d’alimentation, différentes administrations, au lieu de laisser l’eau pénétrer librement dans la chaudière, la conduisent contre des écrans qui la dévient et en assurent la distribution plus uniforme. Sur quelques chaudières des chemins de fer d’État prussiens-hessois, on a réalisé p^r ce moyen une amélioration réelle au point de vue de l’entartrement ; par contre, on a constaté une recrudescence d’érosions sur les parois atteintes par l’eau déviée. Les chemins de fer de l’État bavarois ont obtenu de bons résultats avec ces écrans distributeurs. Quelques administrations se servent aussi de l’appareil décrit par Karl GôlsdorfQ), pour empêcher la formation en couches incrustantes des dépôts qui se produisent dans les chaudières.
- (!) Voir Bulletin du Congres des chemins de fer,. septembre 1907, p. 846.
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- 11. Lavage des chaudières. — II est incontestable que, les chaudières étant construites et entretenues rationnellement, le meilleur moyen d’éviter les avaries consiste en des lavages faits en temps opportun et avec soin; aussi toutes les administrations attachent-elles, tanten service que dans les ateliers, une importance particulière à la bonne exécution de celte opération.
- Les opinions sont partagées en ce qui concerne le lavage à l’eau chaude ou à l’eau froide. Le lavage à l’eau chaude est recommandé et employé normalement par les chemins de fer d’Alsace-Lorraine, les chemins de fer badois, bavarois, olden-bourgeois, saxons, prussiens-hessois, hollandais, luxembourgeois, par le chemin de fer de Stockholm-Rimbô. Le lavage à l’eau froide est employé par les chemins de fer wurtembergeois, danois, néerlandais, norvégiens, suédois et suisses, par le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer Rhétique. Ces quatre derniers réseaux, ainsi que l’État wurtembergeois, font usage, dans certaines stations, du lavage à l’eau chaude.
- 12 Extractions sous pression, robinets de vidange. — Lorsque l’eau employée est de mauvaise qualité, riche en matières incrustantes, les chaudières sont vidées à de courts intervalles, de trois jours ou davantage, d’environ le tiers de leur contenu, sous une faible pression, par le robinet de vidange ouvert, qui est monté généralement sur la face avant de la boîte à feu, juste au-dessus du cadre du foyer; dans quelques rares cas, il se trouve sur l’une des faces latérales ou aussi sur les deux.
- Avec de l’eau d’alimentation de bonne qualité ou régulièrement épurée, ces extractions ne sont pas nécessaires ;
- toutefois, lorsque l’eau est adoucie danslç tender par une addition de soude, il failt y procéder quelquefois, dès que le tartre se dépose uniquement sous forme de boue
- 13. Eaux particulièrement corrosives sans acide minéral libre. — Toutes les'administrations répondent qu’on ne devrait pas employer d’eaux de ce genre.
- Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine recevaient des analyses très divergentes ne permettant aucune conclusion certaine sur la nature des combinaisons de chlore présentes, de l’eau de Moselle, très corrosive après épuration.
- 14. Enduit destiné à protéger les tôles. — Les différentes administrations ont essayé toutes sortes de moyens pour empêcher les corrosions, mais aucune ne signale un succès appréciable. L’enduit au goudron chaud paraît donner les meilleurs résultats. Les chemins de fer de l’Etat bavarois font nettoyer avec soin et enduire avec du ciment de Portland les parties rongées par des corrosions; les chemins de fer d’Alsace-Lorraine étament ces parties.
- . lo. Emploi de plaques de zinc. — Seuls les chemins de fer d’Alsace-Lorraine ont employé des plaques de zinc dans les chaudières pour rendre les combinaisons de chlore inoffensives, mais le succès a été nul.
- 16. Entretoises. — D’une manière générale, on emploie, pour les entretoises, du cuivre rouge ayant une résistance minimum de 22 kilogrammes par millimètre carré, avec un allongement minimum de 38 p. c. sur 200 millimètres de longueur et une striction minimum de 45 p- c* la section initiale. Depuis quelque temps, on emploie beaucoup, pour les rangées horizontales supérieures et pour les co
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- lonnes verticales avant et arrière des grands foyers, des entretoises en bronze inanganésé pour lesquelles on prescrit (rénéralement une résistance à la traction
- 30 kilogrammes par millimètre carré, avec 26 à 30 p. c. d'allongement sur une longueur de 200 millimètres. Il ne faut pas que la proportion de manganèse dépasse 6 à 7 p. c. Les chemins de fer d’Alsace-Lorraine proscrivent la présence d’étain dans ce bronze, tandis que l’Etat danois demande une composition de 95 p. c. de cuivre, 4.5 p. c. d’étain de Banca et seulement 0.5 p. c. de manganèse, en faisant remarquer que les entretoises à plus forte teneur en manganèse donnent de mauvais résultats. D’une façon générale, le bronze manganésé est jugé plus résistant à la rupture que le cuivre.
- Au point de vue de l’action du feu, il a été reconnu équivalent ou très peu inférieur au cuivre.
- Les chemins de fer d’État néerlandais et danois emploient, outre le bronze manganésé, le métal de Stone, mais les premiers n’y trouvent aucun avantage.
- Les chemins de fer d’Etat prussiens-hessois emploient, à titre d’essai, outre les métaux qui précèdent, quelques autres, savoir :
- a) Le métal Durana, qui accuse une résistance à la traction de 33 kilogrammes par millimètre carré, avec 40 p. c. d’allongement sur 200 millimètres de longueur et une striction de 70 p. c. ;
- b) L’acier doux. D’après les essais faits Jusqu’à présent, il ne semble pas que ce tttetal doive donner de bons résultats économiques, car l’usinage est plus difficile et par suite plus coûteux que celui du euivre; d’autre part, la valeur des vieilles ntatières est extrêmement faible ;
- c) Entretoises en fer avec trous de 5 millimètres de .la Compagnie Falls d’Ohio.
- Enfin, on fait aussi des essais d’entretoises en cuivre rond laminé creux (perforation de 5 millimètres). D’après les essais faits jusqu’à présent, l’usure des têtes est moindre que pour les entretoises normales. D’autre part, la tenue dans les plaques est meilleure. On prétend que le dégagement de fumée est réduit dans une certaine mesure par la circulation de l’air à travers la perforation. Les essais entrepris ne sont pas encore terminés, mais ils ont démontré jusqu’à présent une certaine supériorité de ces entretoises sur les autres. Le chemin de fer Hollandais, l’État néerlandais et les Chemins de fer fédéraux suisses font usage, avec succès, d’entretoises de ce genre sur une assez grande échelle.
- Les ruptures d’entretoises n’ont pas donné lieu à des perturbations graves, car après ces incidents tout le monde s’empresse de renouveler le plus tôt possible les entretoises cassées, afin que le foyer ou les parois dé la boîte à feu ne courent guère de risque.
- Les ruptures se produisent principalement dans les parois latérales, dans la région du feu et dans le voisinage des supports de la chaudière, ainsi que dans les rangées supérieures des flancs et des faces arrière. Elles ont lieu plus rarement dans le voisinage des angles et sous la voûte en briques dans les parois latérales, ainsi que dans la partie inférieure de la plaque tubulaire du foyer; cependant i’Alsace-Lorraine signale que cette dernière partie également est exposée à des ruptures assez fréquentes.
- Il n’est employé d’entretoises flexibles
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- que sur les chemins de fer de l’État danois. En outre, l’État norvégien fait usage d’entretoises flexibles pour les rangées longitudinales extérieures du ciel, jusqu’à environ 1 mètre en arrière de la plaque tubulaire (i).
- Des incidents graves dus à l’usure par le feu et à la chute des têtes d’entretoises ne se sont produits nulle part.
- 17. Emploi cle briques réfractaires. — Les chemins de fer d’Etat saxons et suédois ont seuls fait des expériences avec des parois en briques réfractaires, mais n’en ont pas continué l’emploi. Les premiers disent que les frais de réparation de ces parois de protection prenaient des proportions excessives et que, de plus, la sécurité du service était compromise en cas d’écroulement des garnissages.
- Au surplus, tous les chemins de fer munissent leurs locomotives, pour protéger la plaque tubulaire et pour atténuer plus ou moins le dégagement de fumée, de voûtes en briques réfractaires dont la forme et les dimensions varient avec les foyers. Les résultats obtenus sont satisfaisants.
- Conclusions sur le littéra C.
- Les principales avaries de chaudières sont les suivantes :
- 4° Claques (fissures) aux arrondis supérieurs et latéraux et dans les cloisons entre tubes du foyer, aux arrondis dans les angles de l’enveloppe de boîte à feu près de la face avant, aux points d’encastrement des entretoises dans les parois latérales et le berceau, à la rivure du cadre de la porte du foyer, aux trous de
- (i) Voir l’article de Mr Busse dans le Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de novembre 1903, p. 1041.
- lavage, aux entretoises des parois latérales et du ciel;
- 2° Pustules : Elles se produisent surtout sur les tôles du corps cylindrique, notamment au-dessus des supports de chaudière et dans le voisinage de l’entrée de l’eau d’alimentation jusqu’aux environs du tiers inférieur du diamètre de la chaudière; souvent aussi sur les tubes à fumée, dans le voisinage de la plaque tubulaire du foyer ;
- 3° Sillons, sur les tôles de l’enveloppe cle boîte à feu, juste au-dessus du cadre inférieur, sur la plaque tubulaire de boite à fumée dans sa partie inférieure, et enfin dans le corps cylindrique, aux joints des tôles de chaudière, où ils se dirigent le plus souvent parallèlement à la clouure voisine ;
- 4° Corrosions générales de surface : On les trouve dans les demi-viroles inférieures du corps cylindrique, sur les faces extérieures des chaudières aux trous de lavage et aux joints des viroles.
- Pour combattre les avaries de chaudière, pour empêcher les formations de tartre et pour assurer le bon entretien des chaudières, le meilleur moyen préventif est l’épuration de l’eau d’alimentation avant usage, jusqu’à 6 ou 8° de dureté allemands.
- Les procédés usuels de traitement chimique dans des appareils spéciaux produisent une épuration suffisante de l’eau et donnent de bons résultats économiques. Les additions de soude, notamment, faites dans la chaudière ou dans la caisse à eau du tender, suffisent pour les eaux qui ne renferment pas une proportion excessive de matières incrustantes.
- Dans l’un et l’autre cas, il faut contrôler attentivement la dose de soude, si l’on veut éviter des inconvénients en service.
- A part le pétrole, les désincrustants proposés et expérimentés fréquemment et en grand nombre n’ont procuré aucune espèce d avan tages.
- Les détartreurs du genre de celui emploie sur le chemin de fer Rhétique, ou du type Gôlsdorf, placés dans l’intérieur de la chau
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- <Jière, exercent une action favorable et paraissent offrir un bon moyen d’atténuer encore davantage les ennuis dus au tartre dur.
- Pour éviter certains inconvénients d’ordre technique et économique, il faut surveiller en première ligne, outre l’exécution rationnelle du travail dans les ateliers de chaudronnerie et le contrôle rigoureux de la condition des matériaux, le bon entretien des chaudières en service, surtout par le lavage et le nettoyage faits avec soin. Les dépenses qui en résultent sont largement rachetées par la réduction des frais d’entretien et le prolongement de la durée des chaudièi'es.
- Le lavage à l’eau chaude est préféré par la plupart des administrations.
- Pour les entretoises, on emploie surtout le cuivre; cependant le bronze manganésé a souvent donné de bons résultats aux points qui ne sont pas trop exposés à l’action du feu. .
- Toutes les administrations intéressées sont d’avis que, pour éviter les avaries de chaudières, il n’y a pas lieu d’apporter des modifications au mode de construction actuel des générateurs.
- Mr le Président. — Messieurs, avant de donner la parole aux délégués qui désireraient la prendre sur le littéra C, j’ai à vous faire, au nom du bureau, deux communications.
- Voici la première : Les rapporteurs qui ont traité le littéra A et le littéra C de la question VI sont priés de se réunir après la séance de la sectiqn sous la présidence de M‘ Gerstner, afin d’examiner s’ils ne pourraient s’entendre pour rédiger des conclusions communes qui seraient soumises à la section dans sa séance de demain matin.
- ^oici la seconde communication ; Le bureau s’est demandé s’il ne conviendrait Pas de diviser le littéra B que la section discutera demain matin. Ge littéra est cer-
- tainement l’un des objets les plus importants dont la 2e section ait à s’occuper, mais il comprend en réalité deux questions bien distinctes : celle des chaudières à tubes d’eau et celle des surchauffeurs, et il est même étonnant qu’on ait confondu ces deux questions clans un même littéra, La question de la surchauffe mérite d’être examinée à part et votre bureau a estimé qu’il conviendrait de la traiter séparément. (Marques d’assentiment.)
- Le littéra B sera donc divisé ; les rapporteurs qui prendront la parole demain matin sont priés de bien distinguer dans leurs conclusions les deux questions — c’est d’ailleurs ce que la plupart ont fait dans leurs exposés — et il y aura discussion séparée sur le littéra B-l° et sur le littéra B-2°.
- Des délégués désirent-ils avoir la parole pour compléter les renseignements qui nous ont été fournis par les rapporteurs sur les littéra s A et Cl
- Mr Archbutt. (En anglais.) — Dans l’exposé de Mr Antochine, le Ca O, le Mg 0, le CO2, le SO3 et le Cl figurant dans le tableau page 300 (du texte français) (*) sont exprimés en grammes par litre. Pour éviter les malentendus, il pourrait être ajouté une remarque dans ce sens au tableau, puisque la question 13 demande le nombre de parties par 100,000.
- L’étamage des chaudières, signalé par Mr Antochine et aussi par Mr Steinbiss, ne paraît pas appelé à constituer un moyen efficace contre les corrosions, car l’étain est électriquement négatif par rapport au fer. La même observation s’applique au
- p) Voir aussi le Bulletin du Congrès des chemins de fer, n° 4, mars 1910 (2e fasc.), p. 1528.
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- remplissage des corrosions et des sillons à l’intérieur des chaudières au moyen d’étain ou de babbit. N’en résulte-t-il pas plutôt une augmentation des corrosions? Comment se fait l’étamage? Quel est le fondant employé?
- Dans l’exposé de Mr Papp, la déclaration faite page 320 (1) qu’aucune administration n’est en mesure de chiffrer les économies que procure l’épuration des eaux d’alimentation, déclaration qu’on trouve aussi dans d’autres exposés, semble regrettable. Si l’on pouvait connaître ces chiffres, l’épuration de l’eau serait probablement employée sur une bien plus grande échelle. L’emploi de chaux et de carbonate de baryum sur les chemins de fer de l’État autrichien est intéressant. Des chiffres montrant la dépense réelle, comparativement avec l’hydroxyde de baryum, et accompagnés de détails suf le procédé, seraient utiles, car cette méthode est rarement employée.
- A la page 322, question 3, le rapporteur dit qu’il a été constaté, sur des locomotives des chemins de fer de l’État hongrois, que dans les chaudières entartrées depuis longtemps les sels de soude ne restent dissous dans l’eau qu’en très petites quantités.
- M‘ Papp voudrait-il bien nous expliquer le sens de cette phrase? Je ne vois pas comment l’entartrement peut exercer une influence sur la solubilité des sels de soude.
- En ce qui concerne l’emploi de l’huile de cylindres comme désincrustant sur le chemin de fer d’Aussig-Teplitz,.n’est-il pas à craindre qu’il en résulte des surchauf-fagês ?
- f1) Voir aussi le Bulletin du Congrès des chemins de fer, n° 5, avril 1910, p. 1614.
- L’analyse d’eau fournie par le Nord Ouest autrichien (p. 330) est remarquable pour la proportion pour cent de potasse que cette eau renferme. A mon avis, on ne pourrait pas concentrer beaucoup cette eau, car il se produirait des entraînements d’eau dans les chaudières.
- Les réponses à la question 14 montrent qu’aucun enduit de protection des surfaces intérieures des chaudières ne paraît avoir été reconnu bien utile par les différents chemins de fer comme moyen d’empêcher les corrosions. De même, les garnissages protecteurs des foyers donnent de médiocres résultats quand le combustibleem-ployé est du charbon. La difficulté tient évidemment à ce que les éléments alcalins des cendres de houille fondent facilement les silicates de l’enduit des briques réfractaires.
- Mr Nadal cite dans son exposé (p. 17) (l) les chiffres donnés par le réseau de Bône-Guelma en ce qui concerne les économies résultant de l’épuration de l’eau; ce sont les suivants :
- 4 p. c. d’économie sur la consommation de charbon;
- Les parcours des chaudières entre deux lavages consécutifs sont doublés ;
- La durée des tubes est doublée;
- Les frais d’entretien des chaudières sont réduits dans de grandes proportions.
- Ces renseignements sont précieux; il est fâcheux qu’il n’en ait pas été fourni de pareils par d’autres administrations.
- J’ai été frappé de l’emploi étendu que l’on fait des désincrustants, surtout de l’aluminate de baryum et du quebracho, dans les chaudières de locomotives des
- (*) Voir aussi le Bidletin du Congrès des chemin de fer, n° 6, juin 4909. p. 495.
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- chemins de fer français. Au « Midland Railway»» nous n’avons pas obtenu de résultats favorables avec l’aluminate de baryum, et il paraît qu’il en a été de même sur le chemin de fer Prince Henri (grand-duché de Luxembourg). Nous avons trouvé que Je quebracho était un des meilleurs désincrustants pour les chaudières fixes. Mais dans les chaudières-locomotives, c€s deux désincrustants ont causé des fuites aux tubes. Le « Great Northern Railway » (Angleterre) a obtenu de très bons résultats avec faluminatede baryum.
- On aimerait avoir de plus amples renseignements sur la mine de plomb et le vernis minéral que l’Est français emploie pour badigeonner l’intérieur des chaudières et sur le ciment employé par les chemins de fer de l’Etat italien : si le ciment ne dure que quelques mois, son emploi doit être limité dans une chaudière-locomotive. Néanmoins, il est intéressant de savoir qu’on le trouve utile.
- L’expérience des chemins de fer de l’État danois, rapportée par Mr Steinbiss, que le sulfate de sodium paraît causer des crachements et des entraînements aussi facilement que le carbonate de sodium est en contradiction avec ce qu’on a constaté sur certains chemins de fer anglais.
- Mr le Président. — Les observations de Mr Archbutt pourront être traduites et communiquées à Mrs les Rapporteurs qui ont été interpellés par lui.
- Sous la réserve que des communications complémentaires pourront encore être fai tes demain matin, il est entendu qu’après la clôture de la séance, les différents rapporteurs qui ont traité le littéra A. et le littéra C de la question VI se réuniront sous la présidence de Mr Gerst-ner pour rédiger des conclusions communes.
- Si plus personne ne demande la parole, nous nous ajournerons à demain.
- Séance du 9 juillet 1910 (matin).
- PilÉSIDENCE DE M1' ERNEST GERARD, VICE-PRÉSIDENT.
- Mr le Président. —Messieurs, nous entamons la discussion du littéra B de la question VI. Je prierai les rapporteurs d’être aussi brefs que possible et de se borner à exposer les principes qui ressortent de leurs exposés pour arriver rapidement aux conclusions qu’ils présentent. Nous sommes très désireux d’aborder promptement la discussion de l’importante ques-j!0n de la surchauffe qui constitue le 2° du | tera B et il importe que les rapporteurs tifintent leurs observations.
- Mr Dassesse, rapporteur.pour la Belgique, la France, VItalie, l’Espagne et le Portugal. — L’application de la haute surchauffe aux locomotives s’est considérablement développée dans ces dernières années. Le surchauffeur en vogue est le Schmidt logé dans la tubulure. En Belgique, il y avait, en 1903, 3 locomotives à surchauffeur; on en compte aujourd’hui près de 300. En 1909, le chemin de fer du Nord de l’Espagne en avait muni 69 locomotives, les chemins de fer de l’État italien 48, le
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- Nord de Milan 30. Toutes les compagnies françaises ont également fait une large application du surchauffeur Schmidt et la plupart d’entre elles ont même combiné la surchauffe et le compoundage. Le type à quatre cylindres égaux et à surchauffe, très usité en Belgique, a été récemment mis à l’essai par la Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée sur une locomotive Pacific et a donné toute satisfaction à la Compagnie ainsi que j’aurai l’occasion de le signaler plus loin. Les chemins de fer italiens ont 6 Pacific à quatre cylindres égaux en construction. La pratique déjà longue que les chemins de fer belges ont de la surchauffe me permet d’attirer l’attention du Congrès sur quelques particularités de construction qui épargneront aux moins expérimentés les tâtonnements du début. Je les résume aussi brièvement que possible.
- Le collecteur de vapeur surchauffée doit être relié à la tôle tubulaire au moyen d’un "Joint à lentille. Le mode de fixation des gros tubes dans la plaque tubulaire du foyer qui a donné les meilleurs résultats est le suivant : le bout du tube du côté du foyer est dégrossi, muni de cinq rainures de 2 millimètres de large sur 1/2 millimètre de profondeur, bien chassé dans la plaque tubulaire, mandriné soigneusement et rivé à froid.
- Il y a également à signaler que le clapet de l’étouffoir des locomotives de l’État belge est d’une seule pièce, s’ouvrant du haut vers le bas. Sa position limite est légèrement en dessous du plan horizontal, de manière à ne pas entraver le tirage des tubes inférieurs tout en facilitant la descente des escarbilles dans la boîte à fumée. Le courant gazeux sortant des gros tubes s’écoule en ligne directe vers la che-
- minée sans avoir à s’infléchir pour se. redresser ensuite comme dans le système à volets, et ce dispositif a pour résultat d’éviter toute accumulation' de cendrées dans les gros tubes de surchauffe.
- Pour éviter le bris des petits tuyaux de surchauffe constaté dans le filet aux ras de la calotte d’acier dans lequel ils s’emboîtent, les taraudages de cette dernière sont prolongés par une partie lisse dans laquelle s’engage le tube de manière à protéger le filetage contre les gaz du foyer, les dépôts de cendres et l’humidité pouvant provoquer des rongeures.
- Le pyromètre qui a donné les résultats les plus concordants avec les indications dù thermomètre de contrôle est le Fournier à tension de vapeur saturée, pour autant que la poche contenant le liquide baigne entièrement dans la vapeur surchauffée.
- Les pistons doivent être montés avec un jeu de 3 millimètres sur le diamètre; en donnant moins, on s’expose à des décalages, des broutements, des grippements des fonds de cylindre et même à des bris de ces derniers. Les tiges seront tournées à la meule pour adoucir Idir frottement dans leur passage à travers les garnitures.
- L’État belge a essayé sur deux locomotives la distribution à segments pleins non élastiques. Après un parcours de 60,632 kilomètres, on a constaté, au cours d’une expérience sur la machine en stationnement dont les tiroirs, maintenus dans leur position moyenne, étaient soumis à une pression de vapeur de 8 atmosphères, une perte horaire de 1,465 kilogrammes de vapeur.
- A part le cas unique d’un distributeur à segments pleins, toutes les locomotives de l’Etat belge sont munies du distributeur à trois segments dont deux coupés, mince*
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- et élastiques. Avec le segment plein, le machiniste ne peut allonger la marche sans risque de coinçage et de grippements du distributeur dans la partie froide de la chemise ; il n’en est pas de même avec les segments multiples et minces qui se contractent en pénétrant dans la zone moins dilatée. A l’État belge, les instructions données au personnel pour la conduite des locomotives à vapeur surchauffée ne contiennent aucune disposition spéciale en ce qui concerne la variation de la course du tiroir en marche ou au moment de la fermeture du régulateur, et l’expérience déjà longue des locomotives fonctionnant à vapeur surchauffée n’a révélé aucun inconvénient qui en soit résulté.
- L’étanchéité de nos distributeurs à segments minces et élastiques a été vérifiée et trouvée parfaite après un parcours de 47,000 kilomètres ; on n’a relevé qu’une usure de 0.4 millimètre au fourreau, compensée par la détente des segments.
- Quant aux garnitures, il est indispensable que la douille, à l’endroit où sont logés les anneaux en métal blanc, soit entièrement à l’air libre. En outre, pour qu’elles obéissent aux mouvements des tiges tout en conservant leur étanchéité, il importe de donner un centre commun aux divers sièges des anneaux sphériques qui les constituent.
- Indépendamment des soupapes de rentrée d’air installées sur chaque boîte à tiroir, les fonds et couvercles ont été
- munis d’une soupape de sûreté dont le diamètre a été porté de 40 à 60 millimètres et finalement à 100 millimètres, à titre de garantie contre les coups d’eau. Ceux-ci ont été observés en travail avec un niveau deau élevé et, par conséquent, un plan d évaporation rétréci. Le pyrométre des-
- cend brusquement vers 200°. Pendant les longs stationnements, le surchauffeur isolé se refroidit et, à l’admission, la vapeur se condense dans les tubes. Mais les coups d’eau au démarrage sont particulièrement à redouter lorsque les soupapes de prise de vapeur ne sont pas bien étanches. La vapeur va se condenser pendant le stationnement dans le surchauffeur refroidi et, au démarrage, l’eau accumulée arrive en paquet dans le cylindre.
- Toutes les locomotives sont actuellement munies du tuyau d’équilibre mettant en compensation les deux faces du piston. On s’en sert sur les longues pentes exclusivement. L’augmentation de l’espace nuisible qui en résulte, si elle occasionne une légère dépense de vapeur, donne toute garantie qu’on ne bouclera pas le diagramme.
- L’augmentation de volume que procure la surchauffé de la vapeur ainsi que la suppression partielle ou totale des condensations dans les conduits et cylindres ont comme corollaire une augmentation du volume des cylindres. Aux machines compound, le diamètre du cylindre de haute pression est seul augmenté et souvent même le tiroir plan est conservé pour la basse pression. Du fait qu’on dispose d’un plus grand volume de vapeur susceptible d’une moindre condensation, le timbre des chaudières a pu être abaissé, sauf toutefois aux machines compound pour lesquelles une haute pression initiale est indispensable.
- Les locomotives à vapeur surchauffée étant munies de cylindres renforcés, il y a lieu, quand l’effort à fournir diminue, de conserver le cran de marche et de détendre au modérateur de manière à maintenir la bonne stabilité de la machine.
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- Avec ce mode de travail, la pression finale de la vapeur est quelque peu supérieure à celle qui serait obtenue avec une admission réduite et une pression élevée, mais le plus haut degré de surchauffe de la vapeur détendue au modérateur assure la suppression plus complète des condensations pendant le cycle et rachète la perte d’une détente moins prolongée. La température de la vapeur saturée à la pression de 14 kilogrammes, par exemple, est de 197°; si on porte la température de cette vapeur à 350°, sa surchauffe sera de 350° —197° = 133°. Cette vapeur pourra donc subir un abaissement de température de 133° sans qu’il se produise aucune condensation. Si, la vapeur étant produite à 14 kilogrammes, on ne l’utilise aux cylindres qu’à la pression de 9 kilogrammes, sa température restant la même, la surchauffe serait 330°—179° = 171°.
- L’augmentation du poids d’une locomotive à surchauffe est d’environ 1,900 kilogrammes sur celui de la même machine à vapeur saturée et à tiroirs plans. Le prix payé par l’État belge pour l’application du surchauffeur et de la distribution de vapeur par piston, y compris la fourniture du graisseur mécanique et du pyromètre, varie de 4,000 à 3,000 francs, suivant l’état du marché et le type de locomotive. A ce chiffre, il y a lieu d’ajouter le droit de licence. La dépense supplémentaire totale ne grève le prix d’achat que dans une faible mesure.
- L’allumage des locomotives à surchauffe se fait avec le registre fermé; la surface de chauffe indirecte des locomotives à surchauffe, déjà inférieure à celle des machines similaires à vapeur saturée, est encore diminuée de la surface interne des gros tubes. Aussi, le temps nécessaire
- pour la mise en pression est accru d’environ 13 p. c. comparativement aux locomotives ordinaires; il en est de même de la consommation de charbon, qui a au»-menté de 8 à 10 p. c. par allumage.
- Les essais ont établi qu’il est absolument superflu, pour ne pas dire plus, de munir d’un surchauffeur les locomotives qui assurent la remorque des trains de faible composition et à arrêts fréquents. La surchauffe est surtout recommandable pour les longs parcours sans arrêts, et elle est d’autant plus avantageuse que la machine fournit un travail plus considérable en effort ou en vitesse.
- Les lignes de niveau sur lesquelles le régime de la locomotive reste pour ainsi dire constant et ininterrompu conviennent bien aux locomotives à surchauffe.
- Les lignes à rampes continues et accidentées sont également favorables à l’emploi des machines à surchauffe. Il en est de même des profils en dents de scie, du moment que les sections en rampe ont un certain développement.
- Le supplément de puissance que procure la surchauffe n’est pas disponible au départ; il n’est obtenu qu’après un certain parcours, variable avec la nature du train et le profil de la ligne. 11 faut parfois 8 à 10 kilomètres pour atteindre 300°.
- Afin de s’assurer si, en raison de la réduction de la surface de chauffe, la locomotive à surchauffe n’est pas, pendant le démarrage, inférieure à la machine à vapeur saturée, on a procédé, à l’État belge, aux essais ci-après :
- Locomotive type 18 à vapeur surchauffée. — Poids du train : 250 tonnes. Temps mis à parcourir 9,400 mètres : 8 minutes 28 4/10 secondes ; vitesse atteinte : 87 kilomètres.
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- locomotive type 18 à vapeur saturée. — poids du train : 206 tonnes. Temps mis à parcourir 9,400 mètres : 8 minutes 64 secondes; vitesse atteinte : 86 kilomètres.
- La grande fluidité de la vapeur surchauffée lui donne une supériorité indiscutable sur la vapeur humide, particulièrement aux grandes vitesses. A l’Etat belge, on a fait récemment des essais en vue de rechercher quelles étaient les variations de l’effort de la vapeur d’une locomotive à vapeur surchauffée aux différentes vitesses, pour une position déterminée de la distribution. Les essais ont été faits avec une locomotive express à quatre cylindres égaux; la charge du train était de 332 tonnes, l’admission de vapeur de 26 p. c. et le régulateur ouvert de moitié.
- De 103 à 123 kilomètres, l’écart n’est que de 200 kilogrammes, soit 5 p. c.; à 123 kilomètres, l’effort développé est encore de 3,826 kilogrammes et le travail s’élève à 1,760 chevaux.
- En ce qui concerne les résultats fournis par la surchauffe, il y a lieu de faire la distinction entre les essais proprement dits et la pratique courante. Aux essais, la surchauffe appliquée à certaines locomotives à deux cylindres à simple expansion de l’Etat belge a fait réaliser des économies qui ont atteint jusqu’à 29.64 p. c. de charbon et 28.67 p. c. d’eau. Au Nord de Milan, l’effort de traction de certaines machines à simple expansion à surchauffe a été augmenté de 26 p. c. moyennant une consommation supplémentaire de 10 p. c. de charbon, la consommation d’eau res-fant à peu près la même.
- La superposition de la surchauffe au Çompoundage a augmenté de 14 à 16 p. c. a Puissance des locomotives express com-
- pound à quatre cylindres et trois essieux couplés de la Compagnie de l’Ouest. La Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée a fait des expériences avec deux locomotives à grande vitesse du type 2600 (à trois essieux couplés et bogies), l’une eompound avec surchauffeur Schmidt, timbrée à 16 kilogrammes, l’autre eompound sans surchauffeur, timbrée également à 16 kilogrammes. Les essais ont eu lieu entre Paris, La Roche, Dijon avec trains spéciaux ; la locomotive à surchauffeur a donné une économie par cheval au piston de 13.26 p. c. de charbon et de 22.76 p. c. d’eau, et au crochet de 17.67 p. c. de charbon et de 26.37 p. c. d’eau. Aux chemins de fer de l’Etat italien, on a trouvé également une différence de 16 p. c. entre une eompound à surchauffe du type Prairie et une machine eompound du même type sans surchauffe. D’un autre côté, la Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée a mis en service, en 1910, deux locomotives Pacific, l’une eompound à vapeur saturée, timbrée à 16 kilogrammes, l’autre à quatre cylindres égaux et à surchauffe, timbrée à 12 kilogrammes. Ces deux locomotives sont identiques dans leurs éléments constitutifs. Chacune d’elles a remorqué huit trains spéciaux d’essai entre La Roche et Rlaisy-Bas. La charge a varié de 272 à 460 tonnes. Les conclusions de ces expériences avec wagon-dynamomètre et prises de diagrammes d’indicateur sont que la locomotive à surchauffe a donné une économie par cheval au piston de 13.07 p. c. de charbon et de 16.08 p. c. d’eau et au crochet de 16.63 p. c. de charbon et de 18.83 p. c. d’eau.
- A l’État belge, on a procédé à tout un ensemble d’essais comparatifs entre une locomotive à trois essieux couplés et
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- quatre cylindres égaux et à surchauffe et une locomotive Atlantic compound sans surchauffe. Ces deux locomotives ont sensiblement le même poids, la même grille; elles sont dans leurs dimensions principales aussi voisines que possible. La locomotive à surchauffe a réalisé par rapport à la compound une économie de 12.3 p. c. de briquettes et 9 p. e. d’eau par cheval au piston ; d’autre part, la vitesse moyenne de la locomotive à surchauffe a été de 5 p. c. supérieure à celle de la compound.
- Il résulte du rapprochement des chiffres ci-dessus obtenus avec des locomotives en bon état, que les locomotives à quatre cylindres compound à surchauffé et à quatre cylindres à simple expansion à surchauffe s’équivalent à peu de chose près. Toutefois, ces résultats pourront peut-être, après un certain temps de service, se modifier à l’avantage de la compound à surchauffe, les fuites à travers les distributeurs et les pistons étant récupérées dans les cylindres à basse pression des locomotives compound et perdues pour les locomotives à simple expansion.
- J’ajouterai cependant, en ce qui concerne plus spécialement l’Etat belge, que les distributeurs cylindriques à segments minces qui y sont utilisés ont fait leurs preuves sous le rapport de l’étanchéité qui a été trouvée parfaite après 47,000 kilomètres de parcours.
- Les essais ont encore établi en faveur de la locomotive à quatre cylindres égaux : 1° une plus grande facilité de conduite; un seul mécanisme actionne les quatre distributeurs et au démarrage la pleine pression s’applique à la fois sur les quatre pistons sans qu’on ait à manœuvrer de valve spéciale au démarrage; 2° une meilleure stabilité aux grandes vitesses.
- Les résultats du service courant confirment généralement ceux obtenus dans des essais. Pour ne citer qu’un exemple seize locomotives à surchauffe d’Anvers ont fonctionné pendant les années 19Q7 et 1908 dans la même série que trente-huit locomotives de même type, de même âge, mais à vapeur saturée. L’économie de combustible des locomotives à surchauffe a été pour l’année 1907 de 18.92 p. c. et de 16.20 p. c. pour 1908.
- En Italie, les locomotives 640 (1-3-0 à simple expansion à surchauffe) comparées aux machines 630 (1-3-0 compound, deux cylindres) pendant une période d’un an, réalisèrent 10 p. c. de bénéfice suivant les rapports que vient de me communiquer Mr Greppi.
- Au chemin de fer Paris-Lyon-Méditerranée, on a trouvé 11.5 p. c. après une période de neuf mois d’observation entre les locomotives compound avec et sans surchauffe qui, aux essais, avaient accusé 4.5 p. c. pour des locomotives à marchandises à trois essieux couplés à roues de 1.30 mètre. En revanche, dix locomotives de la série 4500 compound à quatre cylindres à quatre essieux couplés, à roues de 1.30 mètre, timbrées à 15 kilogrammes, type 0-4-0, munies, d’un surehauffeur Schmidt, ont été comparées en service courant à dix locomotives de la même série sans surchauffe, cinq de ces locomotives étant en service au dépôt de Dijon d’abord, puis à Âmbérieu, et les cinq autres à Roanne. A Dijon (durée fie l’essai : cinq mois), le déficit des locomotives à surchauffe par 100 kilomètres a été de 3 p. c., à Ambérieu de 5 p. c., à Roanne de
- 11 p. c. Ces locomotives'étaient munies
- de distributeurs à segment plein qui ' ont être remplacés par d’autres du meme
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- <renre que ceux des locomotives Pacific et 2600, afin de voir si on n’obtiendra pas ainsi de meilleurs résultats.
- Le supplément de puissance des ma-ehines à surchauffe s’est traduit par un relèvement de la charge-limite qui a été en Belgique de 10 à 15 p. c. pour les locomotives à voyageurs et de 15 p. c. pour celles à marchandises et à l’Ouest de 10 à 15 p. c. selon les trains. En Italie, les locomotives 640 prennent 10 p. c. en plus que les locomotives analogues compound deux cylindres groupe 630.
- Entretien et réparation des locomotives à surchauffe. — En ce qui concerne le surchauffeur proprement dit, il y a à signaler assez bien de bris de petits tuyaux de surchauffe survenus dans le filet au ras de la calotte d’acier dans laquelle ils s’emboîtent. En vue d’éviter ces bris, on a adopté le mode cl’emboîtement dans lequel le filet, au lieu de prendre naissance au ras de la calotte, est en retrait de o millimètres sur l’extrémité de celle-ci. On essaie dans le même but le raccord en U pointu, renforcé et soudé, qui présente l’avantage de ne pas offrir de rétrécissement au passage des gaz.
- Depuis cinq ans que la surchauffe fonctionne, on n’a pas signalé que de petits tubes de surchauffe aient été retirés pour cause d’usure ou crevaisons en service.
- Les éléments de surchauffe s’incrustent plus ou moins rapidement; on a observé a des machines ayant trois ans de service, qu’ils étaient tapissés d’incrustations jusqu’à 2.50 mètres environ à partir du collecteur de vapeur saturée, la couche adhérente variant de 4 à 6 millimètres aux Lords pour décroître progressivement.
- Le surchauffeur reste étanche : les joints des éléments au collecteur tiennent
- bien et le démontage des tubes de surchauffe est peu fréquent.
- Dès le début, on a eu à réfectionner quelques joints du collecteur contre la tôle tubulaire. On doit veiller au montage à ce que le collecteur prenne appui sur les deux cornières rivées dans la boîte à fumée et il est fait actuellement emploi du joint à lentille qui assure une certaine mobilité à l’ensemble de rinstallation.
- Le calage des éléments dans les gros tubes de surchauffe a déterminé, aux points de contact des supports, des perforations qui ont été observées à des machines ayant environ quatre ans de service ; d’autre part, des gros tubes, principalement de la rangée inférieure, ont été remplacés à la suite de mandrinages successifs contre la tôle tubulaire du foyer. Le nombre de gros tubes remplacés au 1er avril 1909 s’élève à 98. Le mode de fixation représenté figure 2 de mon exposé a été adopté en vue de réaliser une meilleure étanchéité et une amélioration en est résultée.
- On a constaté à quelques machines de très légères déformations de la plaque tubulaire du foyer, entre la rangée inférieure des gros tubes et la rangée supérieure des petits tubes. La partie de la tôle comprise entre les deux rangées envisagées s’est infléchie vers l’arrière; la déformation est de 2 à 4 millimètres au centre et disparaît vers chaque extrémité latérale.
- Au 31 décembre 1906, l’effectif comprenait 56 locomotives à surchauffe. Si l’on défalque les locomotives mises en service en décembre, 47 locomotives à surchauffe ont fonctionné pendant l’année 1906 et ont parcouru ensemble 1,038,519 kilomètres. Les travaux d’entretien et de répa-tion occasionnés par la Surchauffe et exé-
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- cutés dans les remises au surchauffeur et à letouffoir, aux pistons, cylindres, distributeurs et garnitures ont entraîné pour les 47 locomotives une immobilisation totale de 372 jours, soit un jour par 2,800 kilomètres parcourus. De ces 372 jours, 228 ont été consacrés aux garnitures des tiges de piston. En 1907, ces mêmes 47 locomotives ont parcouru 1,703,964 kilomètres et ont été immobilisées pendant 322 jours pour travaux d’entretien occasionnés par la surchauffe, soit un jour par 3,430 kilomètres. La réfection des bourrages des tiges de piston intervient encore pour la plus grande part, 301 jours.
- Pour les six premiers mois de 1908, l’immobilisation imputable à la surchauffe a été pour les 47 locomotives envisagées de 231 jours, dont 115 pour travaux aux bourrages. L’amélioration est donc 'manifeste.
- Le surchauffeur Pielock n’a reçu que de rares applications. Il en est de même de la distribution Lentz. Le Pielock est plutôt un réchauffeur qui a donné au Paris-Lyon-Méditerranée, notamment, une économie de 10 à 12 p. c. de charbon et de 12 à 15 p. c. d’eau.
- Le mandrinage des tubes pour obtenir l’étanchéité du surchauffeur offre des difficultés. On a constaté des fissures aux tubes à fumée dans les parties traversant le surchauffeur et baignées par la vapeur surchauffée.
- Il existe au Paris-Lyon-Méditerranée une locomotive munie d’un surchauffeur Notkin à l’essai.
- J’arrive maintenant à la question des chaudières à tubes d’eau.
- Mr le Président. — Ne serait-il pas préférable de séparer les deux questions ?
- Mr Gerstner. — Je crois qu’il vaudrait mieux que Mr Dassesse traite également la question des chaudières à tubes d’eau. Plusieurs rapporteurs, et je suis du nombre, se sont assez longuement étendus sur cette question, tandis que d’autres ne s’en sont pas occupés.
- Mr Dassesse. — Je n’en dirai que quelques mots.
- En France, le Paris-Lyon-Méditerranée a mis à l’essai deux chaudières Brotan sur des locomotives à simple expansion timbrées à 11 kilogrammes; le Midi a également misa l’essai deux chaudières Brotan, mais sur des locomotives compound timbrées à 16 kilogrammes et ce en vue d’éviter le remplacement fréquent des entretoises et les réparations aux plaques tubulaires qui se fissurent à l’angle supérieur, tout en cherchant à réaliser une meilleure utilisation des gaz chauds et une meilleure circulation d’eau; mais l’essai a été de trop courte durée pour qu’on puisse se prononcer sur les avantages et les inconvénients de ces chaudières par rapport aux chaudières ordinaires.
- L’Etat belge a également deux chaudières Brotan eil service depuis un ou deux ans. Les locomotives munies de ces chaudières consomment 2 kilogrammes de charbon de moins par kilomètre que les autres locomotives similaires, mais le fait peut provenir de ce que les chaudières Brotan sont toutes neuves et ont un timbre supérieur à celui des précédentes. Elles ont cependant présenté un inconvénient : c’est que les mâchefers viennent se coller contre les briques du fond du foyer et qu’il devient très difficile d’ouvrir le clapet pour nettoyer le feu.
- Ces machines n’ont donné lieu à aucune
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- irrégularité dans la marche des trains; il n’y a eu ni retards, ni détresse,• ni charge différée par mauvais temps. Elles ont une très grande élasticité.
- Le Paris-Lyon-Méditerranée a également à l’essai sur son réseau une chaudière imaginée par Mr Robert, ingénieur en chef de son réseau algérien, mais nous ne connaissons pas encore les résultats des essais faits.
- L’Italie a, en 1908, mis en service des locomotives avec chaudière à tubes d’eau du système Komarck. Leur fonctionnement n’a donné lieu à aucune difficulté, mais l’administration italienne ne peut encore nous fournir de renseignements définitifs.
- Un essai très intéressant a été fait par la Compagnie du Nord français, sur une locomotive compound express à deux essieux couplés et deux bogies, d’un dispositif étudié par feu Mr du Bousquet en collaboration avecMr Koechlin, ingénieur principal de cette Compagnie. Cette machine figure à l’Exposition de Bruxelles et je me dispenserai de vous la décrire. Je Signalerai seulement qu’elle est timbrée à 18 kilogrammes, qu’elle a une surface de chauffe au foyer de 96 mètres carrés et qu’elle a des tubes extérieurs de 30/35 millimètres et des tubes intérieurs de 25/35 millimètres.
- B’après les renseignements que j’ai trouvés dans le numéro de juin 1910 de la Revue générale des chemins de fer, cette machine avait fourni un parcours de 32,800 kilomètres et la tenue de sa chaudière était en tous points excellente ; aucune fêlure ne s était produite à la plaque tubulaire du foyer. Sa puissance de vaporisation est élevée. Un train de 272 tonnes a franchi la rampe de 5 millimètres de Survilliers à
- la vitesse de 100 kilomètres à l’heure et, en palier, entre Compiègne et Tergnier, le train a fait facilement 120 kilomètres.
- Il me reste à dire deux mots des réchauffeurs de l’eau d’alimentation, question qui est très peu importante.
- La Compagnie du Nord français et le Paris-Lyon-Méditerranée essaient le système Caille-Potonié. La Compagnie du Nord l’a appliqué à une machine à marchandises à quatre essieux couplés à cylindres extérieurs et à une machine de banlieue à deux essieux couplés et deux bogies. Les résultats obtenus jusqu’à présent sur ces déux machines donnent toute satisfaction. La pompe suffit à la consommation dans tous les cas et la température de l’eau réchauffée avant son introduction dans la chaudière varie entre 85 et 90°. Au point de vue économique, la consommation d’eau est la même que pour les machines de la même série alimentées à l’in-jecteur. L’économie kilométrique de combustible a été de 3/4 de kilogramme par rapport à des . machines de comparaison alimentées à l’injecteur.
- Je n’ai plus qu’à donner lecture de mon projet de conclusions.
- Mr le Président. — Vos conclusions diffèrent-elles de celles qui ont été publiées et est-il nécessaire d’en donner encore lecture?
- M1- Dassesse. — H y a entre les conclusions publiées dans mon exposé et mes conclusions nouvelles de légères différences que je me bornerai à signaler.
- Je voudrais introduire dans mes premières conclusions le paragraphe suivant : « La surchauffe n’est pas à recommander pour les locomotives appelées à
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- remorquer des trains légers à arrêts fréquents. »
- Je propose de modifier comme suit le paragraphe 10 : « En munissant la machine compound d’un surchauffeur, on augmente son rendement d:environ lo p. c. »
- Je voudrais modifier comme suit le paragraphe 12 : « Il semblerait résulter des chiffres ci-dessus obtenus avec des machines en bon état que la locomotive express compound à quatre cylindres à •surchauffe n’accuse pas un avantage bien marqué sur la locomotive équivalente à quatre cylindres à simple expansion à surchauffe. Toutefois et à défaut d’un entretien particulièrement soigné, l’avantage en faveur de la locomotive compound à surchauffe pourrait peut-être s’accentuer après un certain temps de service, les fuites à travers les distributeurs et les pistons étant récupérables dans les cylindres à basse pression de la locomotive compound et perdues pour les locomotives à simple expansion. »
- Mr Gerstner. — Je crois que nous ne devons pas nous attarder à discuter les modifications à apporter aux conclusions d’un seul rapporteur. Il est de règle que lorsqu’il y a plusieurs rapporteurs, on cherche à rédiger des conclusions communes et il a d’ailleurs été entendu que nous procéderions ainsi. Ce serait donc du temps perdu que de nous arrêter à discuter maintenant des conclusions spéciales.
- Mr Dassesse. — Nous pourrons discuter ces conclusions entre rapporteurs comme nous l’avons fait pour les autres littéras.
- Mr le Président. — Je crois cependant
- que Mr Dassesse a bien fait de signaler les modifications qu’il propose d’introduire dans ses conclusions, car on aurait pu au cours de la discussion générale présenter des objections que ces modifications écartent.
- . Mr Gerstner. — Mr Dassesse a certainement bien fait, mais il n’est pas nécessaire que les modifications qu’il a indiquées figurent au procès-verbal.
- Mr Fowler, rapporteur pour la Grande-Bretagne. (En anglais.) — Avec les locomotives à surchauffeur, on obtient généralement une économie de 12 à 15 p. c. Elles présentent l’inconvénient de peser environ 2 tonnes de plus ; c’est une différence qui peut avoir de l’importance pour la voie. Des essais ont été entrepris récemment avec le réchauffage de l’eau d’alimentation par la vapeur d’échappement dirigée dans le tender.
- Mr Gerstner, rapporteur pour l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Turquie, la Serbie et la Bulgarie. (En allemand.) — J’ai à vous parler d’abord, en me plaçant au point de vue des pays qui sont traités dans mon exposé, des chaudières à tubes d’eau pour locomotives. Nous n’en trouvons en Autriche qu’un seul type, la chaudière Brotan, qui est une combinaison de la chaudière ordinaire à tubes à fumée et de la chaudière à tubes d’eau. En effet, la partie cylindrique est une chaudière à tubes à fumée, le reste étant une chaudière a tubes d’eau.
- Vous connaissez tous les avantages de la chaudière Brotan. Elle permet d’éliminer l’emploi du cuivre, de construire de très grands foyers, d’avoir des grilles ayant des dimensions considérables en
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- évitant les inconvénients que présentent les foyers ordinaires en cuivre et les foyers en acier. Le point important dans la chaudière Brotan est la circulation très active de l’eau, ce qui donne une grande puissance de vaporisation. D’autre part, la chaudière Brotan présente cet inconvénient que la forte vaporisation donne une vapeur extrêmement saturée. On peut arriver cependant à sécher cette vapeur en se servant d’un surchauffeur. C’est ce qu’ont fait les chemins de fer autrichiens.
- Les résultats au point de vue de la vaporisation sont donc très bons. Au point de vue'de l’entretien, ils sont encore un peu douteux, ces chaudières n’étant pas en service régulier depuis un temps assez long pour qu’on puisse juger de ces résultats.
- Nous avons à examiner maintenant les autres perfectionnements apportés à la distribution de la vapeur. Le plus important est certainement la surchauffe, c’est-à-dire toutes les dispositions qui tendent à produire de la vapeur surchauffée ou au moins de la vapeur sèche.
- Comme vous le savez tous, il y a trois types de surchauffeurs. Il y a d’abord les surchauffeurs placés dans la boîte à fumée comprenant les surchauffeurs de la «Han-noversche Lokomotivfabrik », de Rana-fier, de Hagans, de Lôw et le premier modèle de Schmidt. Le second groupe comprend les surchauffeurs placés dans le corps cylindrique : de Cïench, des chemins de fer autrichiens, de Pielock et de Slucki. Enfin, le troisième comprend les surchauffeurs placés dans les tubes mêmes et utilisant en partie la chaleur directe des gaz de la combustion; ce sont les sur-chau(fours Vaughan et Notkin, le modèle américain Sehenectady, celui de Cockerill
- et le surchauffeur Schmidt dont l’emploi se généralise de plus en plus.
- Trois types de surchauffeurs sont actuellement employés en Autriche : le modèle de Clench et des chemins de fer autrichiens, le Pielock et le Schmidt dans la tubulure.
- L’appareil Clench appliqué aux chemins de fer de l’État autrichien se .compose d’une troisième plaque tubulaire placée à environ 1,500 millimètres de la boîte à fumée; les tubes passent à travers cet espace dans lequel la vapeur est surchauffée par le circuit des gaz chauds qui traversent la tubulure. Ce système est à proprement parler un système de séchage et non un système de surchauffe proprement dite, puisque la différence de température n’atteint guère que 45 à 50° C. La faiblesse de la surchauffe permet de conserver la boîte ordinaire, le presse-étoupe ordinaire et il n’est pas indispensable de prendre des tiroirs à piston. C’est cependant là un avantage que je ne considère pas comme très réel, car je crois qu’on pourrait également se servir de boîtes à piston pour les locomotives à vapeur saturée tout aussi bien que pour la surchauffe.
- Un inconvénient sérieux du système est la difficulté d’assurer l’étanchéité des tubes à fumée dans la plaque intermédiaire. On peut craindre aussi que les tubes ne s’oxydent dans la chambre de séchage et ils se sont oxydés. Le sertissage et le mandrinage des tubes sont assez pénibles et l’enlèvement des tubes entraîne presque toujours leur destruction complète. Le surchauffeur Pielock consiste en une caisse cubique placée au milieu de la chaudière et traversée par le faisceau tubulaire; il n’est en service qu’à peu d’exemplaires.
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- Le surchauffeur dont nous nous servons principalement en Autriche est le surchauffeur Schmidt, sur lequel je n’ai pas besoin de m’étendre. Je me bornerai à vous dire que ce surchauffeur est appliqué à 73 locomotives de l’administration à laquelle j’ai l’honneur d’appartenir et, au total, dans toute l’Autriche à 162 locomotives et qu’il sera appliqué à 161 locomotives qui sont en construction, ce qui fera un total de 323 locomotives.
- Comme vous le savez, le degré de surchauffe varie avec l’intensité du travail de la locomotive. Lorsque le travail est faible, il ne peut pas être obtenu de surchauffe proprement dite; avec un travail intense prolongé, elle atteint 300 à 320° C. Nous nous servons, pour constater le degré de surchauffe, du pyrornètre; cet appareil donne cependant lieu à de fréquentes réparations. La consommation d’eau baisse dans une proportion plus forte lorsque la surchauffe augmente; l’économie de combustible n’est pas proportionnelle à la surchauffe, elle reste un peu en arrière, probablement à cause du rendement un peu moindre du charbon lorsque l’effort demandé la chaudière augmente. A mon avis, un des plus grands avantages de la surchauffe consiste dans la possibilité d’abandonner les timbres élevés nécessaires jusqu’à présent pour revenir à des pressions normales et rationnelles; nous sommes redescendus à 12 atmosphères pour le type de la locomotive express. Tout le monde sait que les timbres moins élevés facilitent l’entretien des chaudières et nous avons effectivement obtenu d’excellents résultats à ce point de vue. L’économie de combustible que nous avons pu constater reste en dessous de celle mentionnée par Mr Dassesse; il faut dire que
- les parcours et les charges ne sont pas tout à fait comparables aux chiffres indiqués par les collègues belges, français et italiens. Nous ajouterons que, chez nous l’économie d’eau est également très forte mais que l’économie de combustible ne dépasse guère 10 p. c. Nous pouvons cependant nous en contenter pour le moment car si les locomotives à surchauffé sont un peu plus coûteuses comme intérêts de leur dépense d’établissement et comme frais de graissage, il convient de placer en regard les économies d’entretien, d’eau et de combustible.
- Quant à l’entretien, tout ce que je pourrais vous en dire a été dit à peu près par Mr Dassesse. Nous n'avons à ce point de vue éprouvé aucune difficulté, pas même celle signalée par Mr Dassesse au point de vue de la plaque tubulaire. Ce résultat est dû peut-être à notre système de lavage; en effet, nous ne lavons jamais nos locomotives à l’eau froide, nous les lavons toujours à l’eau chaude. Peut-être doit-on chercher là la cause de la légère différence d’appréciation qui existe entre Mr Dassesse et moi.
- Nous n’avons eu presque aucun ennui avec les boîtes presse-étoupe. Au commencement, nous avons eu avec le modèle Schmidt quelques petits inconvénients, mais nous sommes parvenus à y parer en nous servant d’un autre al liage; nous avons pris un mêlai un peu plus doux, contenant un peu plus de plomb. Dans ces conditions, nous n’avons éprouvé avec la surchauffe aucun inconvénient.
- La seule chose que je pourrais vous signaler et que Mr Dassesse vous a déjà indiquée, c’est la nécessité absolue de nettoyer les tubes aussitôt que la machine rentre au dépôt au moyen d’un jet de ^a
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- ur oll avec un aspirateur et surtout de Jjien polir les tiges à la meule. Lorsque les tiges ne sont pas polies à la meule, il n’est pas possible de conserver les garnitures.
- Pour le surplus, je me bornerai, messieurs, à vous engager à lire l’annexe qui fait suite à mon exposé et qui est relative à l’état d’entretien des principaux organes des locomotives à vapeur surchauffée à surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée en service sur le réseau de l’ancienne Société autrichienne-hongroise.
- Je puis donc me résumer en disant que la locomotive à vapeur surchauffée est plus économique que celle à vapeur saturée.
- La question des réchauffeurs de l’eau d’alimentation n’existe pas dans les pays dont je me suis occupé dans mon exposé; je ne puis signaler qu’une seule application moderne, à savoir un robinet de remplissage d’un injecteur aspirant des chemins de fer de l’État autrichien.
- Ainsi que Mr Dassesse, je m’abstiendrai de vous lire mes conclusions que vous voudrez bien relire dans mon exposé.
- Mr le Président.— Au nom de la section, je remercie vivement Mr Gerstner pour son exposé si clair et si succinct.
- Mr Noltein, rapporteur pour la Russie. (En allemand.) — Messieurs, je ne vous lirai pas mon exposé, car je suppose que ceux d’entre vous que ces questions intéressent ont pris connaissance de ce document. Mais, à notre époque de progrès rapide, une année — il s’est écoulé une annee depuis que j’ai écrit mon exposé — est un temps pendant lequel il survient beaucoup de changements. Vous me permettrez donc de vous faire connaître les
- renseignements que j’ai recueillis depuis l’achèvement de mon travail.
- Si vous me demandiez aujourd’hui si je m’arrêterais aux mêmes conclusions, je répondrais en même temps non et oui. Non, parce qu’après les bons résultats obtenus à l’époque de la rédaction de mon exposé, nous en avons noté, depuis, d’autres qui sont très défavorables; oui, parce que nous avons réussi à élucider les raisons de ces mauvais résultats et que les mesures prises ont amené une amélioration considérable.
- Je parlerai d’abord de Tunique type de chaudière à tubes d’eau que nous employons, de la chaudière Brotan. J’ai dit que, rationnellement conduite, elle travaille d’une manière sûre et économique. J’ai développé aussi dans mon exposé des considérations théoriques qui montrent que la chaudière Brotan doit donner une certaine économie de combustible, qui est, d’après les calculs, de 3 à 5 p. c. Si l’on a réellement obtenu de plus fortes économies, la différence est due sans doute à des conditions spéciales. Les résultats des parcours d’essai que nous avons effectués pour nous rendre compte de la cause de ces faits ont prouvé que l’économie donnée par la chaudière Brotan pendant la marche de la machine répond très exactement au chiffre théorique. Les économies plus considérables accusées par les statistiques sont attribuables à d’autres raisons, plus ou moins étrangères au travail de la chaudière en cours de route.
- Avant tout, il convient de signaler que la chaudière Brotan est plus économique à l’allumage et d’ailleurs chaque fois que la vaporisation demandée est faible, c’est-à-dire chaque fois que la machine attelée au train est arrêtée ou produit, d’une manière
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- générale, un travail réduit. C’est de là que proviennent les économies appréciables réalisées en service. Mais en outre les parcours d’essai ont fait reconnaître qu’il est difficile d’éliminer un facteur qui est d’une importance capitale pour la consommation de combustible, surtout quand on chauffe avec des menus ; dansée cas, il se produit toujours des différences dues auxquantités plus ou moins grandes de charbon incom-buré entraînées, et il n’est guère possible de calculer les effets résultant de la position du régulateur. Les grandes économies obtenues sur nos lignes avec des chaudières Brotan sont surtout attribuables à leur travail très économique avec régulateur fermé ou quand la production de vapeur est faible. Du reste, ces machines ont été conduites, à titre de locomotives d’essai, par de meilleurs mécaniciens, qui ont su réaliser de belles économies avec d’assez grandes ouvertures du régulateur, mais en tout cas la chaudière Brotan a fait réaliser des économies considérables de combustible pendant les stationnements, les manoeuvres et les marches à travail très réduit de la chaudière.
- Nous sommes loin de penser que la chaudière Brotan, même telle qu’elle a été construite pour nos dernières machines, représente un type parfait de chaudière-locomotive. Il ne faut pas oublier que la chaudière à foyer ordinaire s’est développée dans le long espace de quatre-vingts ans, tandis que la chaudière Brotan n’existe que depuis quelques années. Il est donc tout naturel qu’avec cette chaudière on se trouve parfois en présence d’inconvénients tout à fait inattendus.
- Les plus fâcheux défauts que nous ayons constatés au passif de ces chaudières sont de petites pustules, relevées sur deux lo-
- comotives après un serviçe de dix-huit mois sur l’une et de sept à huit mois sur l’autre.
- Par la suite, ces pustules ont dégénéré en fissures qui ont nécessité le remplace-ment des tubes sur lesquels elles s’étaient produites. Afin de me rendre compte de la cause de ces incidents, j’ai examiné moi-même ces machines, et il est hors de doute, à mon avis, que les pustules qui ont fini par occasionner des tissures sont dues à ce que la circulation intense de l’eau dans les tubes d’une chaudière Brotan a été sans doute interrompue par moments pendant la marche. La raison en est la suivante : quand on parle de la chaudière Brotan, on se figure un fover offrant peu de risques en cas d’abaissement du niveau de l’eau. Tout le foyer étant formé de tubes d’nn faible diamètre, on est tenté de penser que l’abaissement du plan d’eau, même s’il est accompagné d’un fort écbauffement des tubes, ne peut pas avoir une importance particulière. J’ai trouvé, au contraire, que la chaudière Brotan est précisément, à ce point de vue, une chaudière très délicate. Il ne s’agit pas du risque d’explosion de la chaudière, mais des détériorations que subissent les tubes. La figure 4 montre que dans la partie supérieure des tubes la circulation de l’eau se réduit à ceci : l’eau refoulée vers le dehors ne peut se mélanger avec l’eau de la chaudière et parvenir dans cette dernière qu’en passant par la section latérale que l’on obtient en se figurant les tubes en question prolongés jusqu au plan de l’eau, c’est à-dire jusqu’en AA et BBf. Toute l’eau montant dans ces tubes est forcée de traverser cette section, flm diminue à mesure que le niveau de 1 eau baisse, de sorte que finalement la circula
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- tion de l’eau peut rencontrer une grande tube : les bulles de vapeur montent du résistance, pour cesser enfin complète- côté des tubes touché par le feu, tandis ment. Il y a alors un circuit dans chaque que l’eau descend sur le côté extérieur de
- Fig. 1.
- H
- Fig. 3.
- ceux-ci. Il en résulte que le côté intérieur n’est pas refroidi et la paroi exposée à 1 action du feu peut donc s’échauffer fortement. Pour peu qu’il vienne s’y ajouter du tartre ou d’autres circonstances défavorables, si à ce moment la machine tra-
- vaille beaucoup et produit beaucoup de vapeur, le refroidissement de la partie intérieure de chaque tube Brotan ne peut s’opérer que d’une façon imparfaite. Il est évident que, dans les cas de ce genre, les tubes doivent se détériorer. Aussi l’expé-
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- rience montre-t-elle que les pustules se produisent toujours au milieu de la demi-circonférence des tubes, c’est-à-dire dans les points les plus exposés à l’action du feu, comme l’indique la figure 2. Par suite, nous ayons été amenés à recommander aux mécaniciens de veiller à ce que, précisément dans la chaudière Bro-tan, le niveau de l’eau ne s’abaisse pas à l’excès. A ma connaissance, il ne s’est plus produit d’avaries. Un autre défaut, souvent signalé, est dû à la construction. Ce défaut, qui a en outre entraîné des réparations très coûteuses, provient de ce qu’il se déclare des fuites aux assemblages des différentes parties du tube formant le cadre. Dans ce cas, on peut dire que la situation est embarrassante, car en cas de fuite à une bride, il faut démonter tout le foyer pour rétablir l’étanchéité. Nous avons donc jugé nécessaire de modifier la construction et je puis dire qu’il en est résulté une amélioration notable. (Voir les figures 3 et 4, dont la première représente la construction du tube à fond des premières chaudières, tandis que la dernière montre la construction la plus récente.) Les figures 3 et 4 montrent que le nombre de brides, initialement de 5, a été réduit à 1. On peut encore supprimer celle-ci en réunissant les deux parties du tube à l’aide d’un bout de cuivre cintré qui est muni de joints à lentille aux deux bouts et peut facilement être démonté à tout moment. Nous avons réalisé de cette façon une construction du cadre du foyer qui ne comporte pas de bridés difficiles à maintenir étanches. Je crois pouvoir dire que grâce à cette construction nous avons remédié aux plus graves inconvénients que la chaudière Brotan présente en service.
- Je ne vous lirai pas les autres con-
- clusions, je voudrais seulement ajouter quelques mots au sujet de l’une d’elles. Il nous assemblé, au début, que la chaudière Brotan produisait de la vapeur aussi sèche que les chaudières de locomotives ordinaires. Si la vapeur était moins sèche, il ne serait pas possible d’expliquer l’économie de vapeur. Je suis forcé de retirer aujourd’hui cette assertion. La siccité apparente de la vapeur produite par notre chaudière Brotan doit être attribuée à ce que, grâce à une meilleure séparation de l’eau, la vapeur en contient moins. Cette circonstance n’est donc pas due à la chaudière proprement dite.
- 11 convient de dire qu’avec les séparateurs d’eau très perfectionnés dont on dispose aujourd’hui, l’humidité de l’eau produite par la chaudière Brotan a peu d’importance. Je puis donc constater qu’après la suppression de ces inconvénients toutes les conclusions relatives à la chaudière Brotan paraissent justifiées, et pour autant que je puis me rendre compte aujourd’hui de la situation, je crois pouvoir dire sans hésiter que, moyennant quelques précautions, la chaudière Brotan, rationnellement conduite, peut très bien être recommandée pour l’emploi ultérieur. Si, de temps en temps, des défauts se révèlent dans une construction nouvelle de ce genre, il faut considérer qu’il s’agit d’un type de chaudière tout à fait nouveau avec lequel notre personnel est loin d’être aussi familiarisé qu’avec les chaudières de l’ancien type» en service depuis des dizaines d’années. Cette circonstance justifie aussi l’espoir d’un meilleur service de la chaudière Brotan à l’avenir.
- Permettez-moi de passer à la seconde question, celle de l’emploi de la vapem surchauffée. Je commencerai par dire que
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- nous n’employons sur nos lignes (ju’un seul type de surchauffeur, celui de Schmidt, mais sous deux formes : dans la boîte à fumée et dans les tubes. Le surchauffeur de boîte à fumée n’est toutefois monté que sur neuf machines et nous avons renoncé à le construire désormais. Je ne parlerai donc que du surchauffeur logé dans les tubes à fumée. Je tiens à faire remarquer que tous les avantages que nous avons obtenus avec celui-ci sont aussi réalisés par le surchaufféur placé dans la boîte à fumée, mais à un degré un peu moindre. C’est toute la différence. Le sur-chauffeur de boîte à fumée n’a donné lieu à aucune espèce de difficultés ni d’inconvénients. Le surchauffeur placé dans les tubes fonctionne chez nous d’une façon irréprochable, aussi bien au point de vue du service technique qu’en ce qui concerne les réparations nécessaires. Je suis persuadé que les locomotives à surchauffeur ne nécessitent pas plus de réparations et ne sont pas plus coûteuses à ce point de vue que les locomotives ordinaires. Car s’il est incontestable que le surchauffeur est un organe nouveau qui doit naturellement occasionner des frais de réparation, il est à remarquer, d’autre part, que les locomotives à surchauffeur ont de soixante à quatre-vingts tubes à fumée de moins, et que ce fait a une grande importance. Il est a noter en outre que les gros tubes contenant les tuyaux de surchauffe tendent beaucoup moins à fuir. En somme, si 1 adjonction d’un surchauffeur représente un certain surcroît de frais d’entretien, il y a aussi, par contre, une diminution des frais de réparations des tubes à fumée, et le bilan se solde plus ou moins exactement de la même façon.
- En passant maintenant à la question
- des économies d’eau et de combustible, je constaterai qu’elles dépendent presque uniquement d’un seul organe, qui est le tiroir de distribution. Avec un bon type de distributeur, on peut s’attendre avec certitude à ce qu’une machine à surchauffeur économise au moins 8 p. c. de combustible, souvent beaucoup davantage. Dans les cas où la surchauffe permet d’éviter la double traction, les économies s’élèvent jusqu’à 20 p. c. et même plus. Nous employons des tiroirs très différents et nous avons particulièrement étudié cette question. Nous avons constaté que, dans la construction du tiroir cylindrique pour locomotives à surchaufféur, ce qui importe le plus est la largeur et l’épaisseur des segments de piston. Chez nous, les cotes de 10 millimètres pour l’épaisseur des segments et de 20 millimètres pour la largeur ont été reconnues avantageuses. Nous munissons chaque extrémité du tiroir de deux de ces segments et nous avons trouvé que c’est la manière la plus simple et la plus économique : aussi n’emploierons-nous désormais plus que ce tiroir. Une autre particularité qui a beaucoup d’influence sur l’économie, c’est la construction de la boîte à garniture : celle préconisée par la maison Schmidt nous a donné de très bons résultats. Il faut que la tige de piston fasse l’objet de beaucoup de soin; dans ce cas, la garniture métallique reste longtemps étanche et devient très durable, très pratique et très économique. Pourvu qu’on tienne la main à ces détails d’une locomotive à surchauffeur, je répète que le service ne donne lieu à aucune espèce d’inconvénients et que la locomotive à surchauffeur est supérieure à tous les points de vue à nos anciennes machines, non seulement pour la traction des trains
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- rapides, ©in la grande fluidité de la vapeur surchauffée joue un rôle prépondérant, non seulement pour le service direct des marchandises, mais tout spécialement pour un service qui nous a valu jusqu’à présent de grandes difficultés, je veux dire le service de banlieue. Nous avons trouvé que la locomotive à simple expansion avec surchauffeur atteint sa vitesse de régime en beaucoup moins de temps et qu’il en résulte un gain de temps considérable. En conséquence, nous pouvons recommander très chaleureusement l’adoption de la locomotive à surchauffeur pour ce service également. Une seule classe de machines nous a occasionné des difficultés particulières, et nous avons été forcés de procéder à beaucoup de tâtonnements avant d’arriver à des résultats satisfaisants. Ge'sont les machines que j’ai appelées dans mon exposé locomotives à adhérence divisée. Ici il importe beaucoup que les deux moteurs produisent le même travail dans toutes les circonstances. Et pour cel’a il est essentiel que le réservoir intermédiaire ne reçoive que la vapeur qui vient de travailler dans la machine à haute pression. Si, outre cette Vapeur, il y entre une certaine quantité provenant de fuites au tiroir à haute pression, la pression au reeeiver dépasse la limite calculée et prédéterminée. Le travail de la machine à haute pression diminue, celui de la machine à basse pression augmente et il se produit un patinage des ♦ roues de cette dernière, dV)ù dépense de travail et usure inutile des bandages. On y remédie par la distribution divisée qui permet au mécanicien de rétablir à chaque instant l’égalité du travail des machines à haute et à basse pression. Pourvu que ces conditions soient remplies, je suis
- en mesure d’affirmer que la surchauffe donne lieu à de très grandes économies sur la machine compound Mallet et que précisément cette machine constitue un des meilleurs types, présentant de grands avantages au point de vue de la douceur du démarrage, de la consommation économique de vapeur et de la facilité du passage dans les courbes.
- G’est tout ce que j’ai à ajouter à mon exposé. Permettez-moi de dire encore un mot du nouveau système de distribution du professeur Stumpf. Nous possédons une locomotive munie du mécanisme Stumpf et je dois constater que ce mécanisme fonctionne très bien et ne donne lieu à aucune observation. Il y a un seul inconvénient très grave, c’est la violence excessive de l’échappement de la vapeur. Bien que ce soit exactement le poids de vapeur nécessaire pour maintenir l’intensité désirée du tirage, la dépression, au début de l’échappement brusque, est si forte que le feu est disloqué et qu’il en résulte un très violent entraînement de charbon. Nous avons réussi à remédier à cet inconvénient en interposant dans la colonne d’échappement un réservoir spécial dont la capacité est de cinq fois et demie le volume du cylindre et où la vapeur se détend ; depuis nous avons eu de très bons résultats avec la distribution Stumpf. Nous pouvons dire qu’elle est très simple et nécessite peu de réparations, parce qu’elle ne s’use pour ainsi dire pas.
- Mr Fowler. (En anglais.) — Voici les conclusions qui résultent de l’exposé de Mr Vaughan :
- Chaudières avec tubes à eau. — B n’y en a pas en service.
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- Sm'chuuffeurs de vapeur, —- Une économie appr^cjable de charbon résulte de l’adoption des surchauffeurs de vapeur. Cette économie est plus grande pour les locomotives à voyageurs que pour celles à marchandises, mais ^uo-mentation de puissance qui en résulte pour ces dernières présente également un
- avantage.
- L’augmentation possible des frais d’entretien et une plus grande fréquence d’accidents en service ne peuvent pas être considérées comme très sérieuses.
- Réchauffeurs de l’eau d'alimentation. — Aucun n’est en service, mais dans plusieurs cas la vapeur de l’échappement de la pompe est conduite dans le tender.
- Mr Steinbiss, rapporteur. (En allemand.) A) Chaudières à tubes d’eau. — Il n’est pas employé de chaudières à tubes d’eau. Par contre, les chemins de fer d’Etat prus-siens-hessois ont mis en service depuis peu deux chaudières à foyer tubulaire du système Brotan, l’État suédois une, les Chemins de fer fédéraux suisses deux. Dans leurs deux années de service, les chaudières de l’État prussien n’ont pas répondu aux prévisions ; les tubes à eau ont subi, dans la région du feu, des déformations et une usure considérables. On compte remédier à cet inconvénient par le garnissage des parois avec des briques réfractaires. Nous ne connaissons pas encore les résultats des essais faits en Suisse et en Suède.
- Il n’est pas employé de systèmes particuliers de tubes à eau appliqués aux foyers.
- Analyses des gaz dans les boîtes d fumée des chaudières ci tubes d’eau. — Il n’a pas ele fait d’analyses de ce genre.
- II) Surchauffeurs de vapeur et distribu-tl0n de la vapeur surchauffée. — La grande illaJorité de toutes les locomotives àvapeur
- surchauffée en service se trouvent (actuellement au nombre d’environ 2,000) sur les lignes des chemins de fer d’Ëtat prus-siens-hessois; aussi, dans ce qui suit, m’appuierai-je surtout sur les résultats obtenus avec la surchauffe sur ce réseau.
- Les systèmes employés sont :
- a) Le surehautïèur Schmidt dans la boîte à fumée;
- b) Le surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée;
- c) Le surchauffeur Pieloek ;
- d) Le surchauffeur Ciench-Gôlsdorf;
- e) Le système Ranafier (surchauffe de la vapeur dans le réservoir intermédiaire).
- La plup'art des administrations se servent du surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée ; le surcbauffeur de boîte à fumée n’est plus construit depuis quelque temps. Le surchauffeur Pieloek se rencontre sur douze locomotives des chemins de fer d’État prussiens-hessois, sur une locomotive du chemin de fer de Stockholm- Rimbô et sur six locomotives du chemin de fer du Gothard. Le surchauffeur ClenchrGôlsdorf est en service sur les chemins de fer de l’État badois (dix locomotives), sur le chemin de fer du Gothard (seize) et sur le-s chemins de fer de l’Etat suédois. Le surchauffeur Ranafier est employé par les chemins de fer de l’Etat oldenbourgeois.
- La surchauffe est employée généralement dans des machines à simple expansion. Cependant, depuis quelque temps, on l’applique souvent aussi à des locomotives compound à quatre cylindres.
- Surehauffeurs dans la boîte à fumée. — D’après les renseignements fournis par l’inventeur, l’ingénieur Schmidt, les tuyaux surchauffeurs sont proportionnés de manière que la section totale de pas-
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- sage de la vapeur dans le surchauffeur, exprimée en centimètres carrés, soit égale à environ 1 centième de la surface du piston, en centimètres carrés, multipliée par la plus grande vitesse moyenne du piston, en mètres.
- Pour le calcul du diamètre des gros tubes à fumée, on part du principe que l’adjonction du surchauffeur ne doit pas avoir pour conséquence de réduire la section de passage des gaz chauds. On peut admettre que dans la partie la plus rétrécie la section du tube à fumée est occupée pour moitié environ par les tubes à fumée ou les volets. Dès lors, les quatre sections de tuyaux surchauffeurs occupent environ 40 p. c. de la section intérieure du tube à fumée. Les sections choisies ont donné de très bons résultats. •
- La surface de chauffe du surchauffeur est évaluée par l’inventeur à environ 25 p. c. de la surface de chauffe totale. L’adjonction du surchauffeur diminue la surface de chauffe des petits tubes à fumée d’un peu moins de 25 p. c. ; par suite la surface de chauffe totale reste sensiblement la même comme quantité, mais gagne beaucoup en qualité grâce aux gros tubes du haut et grâce à la surface de surchauffe. Ajoutons que la surface de chauffe du foyer, qui joue un rôle prépondérant, ne subit aucun changement.
- Le nettoyage des gros tubes à fumée, avec les éléments surchauffeurs qu’ils renferment, c’est-à-dire l’enlèvement de la suie et des cendres, se fait le plus facilement à. l’aide d’air comprimé ou de vapeur ; il est préférable d’y procéder du foyer, mais on peut aussi l’opérer de la boîte à fumée. Le nettoyage par l’air comprimé est préférable.
- Les locomotives à surchauffeur ont le mécanisme de distribution Heusinger. Les
- bielles motrices relativement longues de tous les types de locomotives à surchauffeur admettent de longues bielles de commande de la coulisse et de longues bielles de tiroir et par suite une excellente disposition de ce système qui assure la bonne distribution de la vapeur, même pour la marche en avant et en arrière des locomo-tives-tenders.
- Avec les tiroirs cylindriques, très légers et à frottement pour ainsi dire nul, on a pu adopter une très grande course du tiroir et réduire dans des proportions exceptionnelles le poids et les dimensions de tous les organes du mécanisme de distribution.
- Pour obtenir une grande douceur de roulement de la locomotive marchant à régulateur fermé, on tourne à la main l’obturateur d’un tuyau de circulation reliant les deux extrémités du cylindre : dès lors, l’appareil compensateur fait communiquer les deux faces du piston entre elles. Cet appareil sert en même temps à diminuer l’aspiration de gaz chauds de la boîte à fumée dans les cylindres. Dans le même but, on a prévu, en outre, des soupapes de rentrée d’air dont la section libre a au moins 40 millimètres de diamètre et qui, concurremment avec le compensateur, réduisent notablement l’aspiration de fumée, de suie et de gaz chauds de la boîte à fumée.
- Après avoir établi les soupapes de rentrée d’air en acier et remplacé les petites soupapes existantes par d’autres de plus grandes dimensions, on a obtenu de bons résultats. L’emploi de tiroirs cylindriques nécessite l’application aux deux plateaux d’une soupape de sûreté réglée et chaigee à la pression normale de la chaudière. e plus, chaque robinet purgeur est combine avec une soupape de sûreté, de sorte que
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- chaque cylindre est muni, en avant et en arrière du piston, de deux soupapes de sûreté qui le garantissent contre les coups û’eau qui se produisent, soit au démarrage, avec les cylindres froids, soit en cas d’entraînement d’eau de la chaudière dans les cylindres. Les soupapes de sûreté sont placées au point le plus bas possible des deux plateaux de cylindre.
- Les autres administrations emploient sur leurs locomotives à vapeur surchauffée des pistons moteurs avec trois segments élastiques en fonte, tantôt avec gorges et petits trous, tantôt, comme d’ordinaire, avec joints chevauchants; nous citerons, par exemple, les chemins de fer d’Etat badois et suédois, les Chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard.
- Les tiroirs cylindriques ordinairement employés sont, contrairement au mode de construction adopté par les chemins de fer d’État prussiens-hessois, munis de segments élastiques du type Schmidt par les chemins de fer d’État badois, saxons, wurtembergeois, suédois, les Chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer Rhétiqüe. Ces administrations trouvent que les tiroirs cylindriques à bagues fermées sont très difficiles à maintenir étanches, fuient beaucoup au bout d’un certain temps-et ont un fonctionnement peu économique, notamment en service dur (parcours sur fortes rampes). Aussi leur expérience les a-t-elle conduits à munir leurs tiroirs cylindriques de segments élastiques, avec lesquels ils obtiennent de meilleurs.résultats. Sur les chemins de fer de l’État bavarois, ces segments sont en service depuis trop peu de temps pour qu’on puisse dire définitivement quel type de garniture mérite la préférence. Pour compléter mon exposé,
- je mentionnerai qu’à leur tour les chemins de fer de l’État prussien ont récemment décidé de ne ^dus employer que des tiroirs cylindriques à segments élastiques.
- Les tuyaux de circulation, comme sur • les chemins de fer d’État prussiens-hessois, sont employés par les chemins de fer d’État saxons et wurtembergeois, en partie aussi par les Chemins de fer fédéraux suisses (sans soupapes de rentrée d’air) et par le chemin de fer Rhétiqüe. Leur action est jugée très avantageuse pour la douceur de la marche à régulateur fermé et pour la protection des cylindres contre l’entrée de résidus nuisibles. Les chemins de fer d’État badois, bavarois, suédois et le chemin de fer du Gothard n’emploient pas de tuyaux de circulation.
- Toutes les administrations font usage de soupapes de sûreté et de soupapes de rentrée d’air sur les cylindres; toutefois, les locomotives à voyageurs 2-6-0 et les locomotives à marchandises 2-8-0 des Chemins de fer fédéraux suisses et les locomotives du chemin de fer Rhétiqüe n’ont pas de soupapes de rentrée d’air.
- Tiges de piston. Métal des pistons, de leurs segments et des cylindres. — Sur presque tous les chemins de fer, les pistons sont calés à la presse sur l’extrémité conique de la tige de piston (inclinaison de 1 : 18 à 1 : 20) et fixés par un écrou et une clavette. Les chemins de fer d’État prussiens-hessois montent les pistons à chaud et les munissent d’un écrou. Les pistons à basse pression des locomotives compound à vapeur surchauffée de l’État badois sont vissés et le filetage est maté de part et d’autre.
- Les corps de piston sont en acier moulé sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois, saxons, wurtembergeois, suédois,
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- les Chemins de fer fédéraux suisses, le chemin de fer du Gothard et le chemin de fer Rhétique. Les corps <îe piston des chemins de fer de l’État badois sont en fonte pour la haute pression, en acier moulé doux pour la basse pression : ceux de l’État bavarois sont en fonte pour les petits diamètres, en acier moulé dur pour les grands. Les chemins de fer de l’Etat suédois emploient un acier moulé mi-dur.
- Pour les cylindres, on se sert de fonte dure, aussi homogène et aussi compacte que possible, d’une résistance à la traction de 18 à 24 kilogrammes par centimètre earré; les chemins de fer de l’Etat suédois emploient de la fonte additionnée de riblons d’acier.
- Locomotives compoimd à vapeur surchauffée. — La eompound à vapeur surchauffée est employée sur les chemins de fer de l’État badois d’une manière exclusive ; on en trouve aussi sur les chemins de fer d’État bavarois, saxons, wurtrmber-geois, sur les Chemins de fer fédéraux suisses et le chemin de fer du Gothard. Partout c’est la vapeur à haute pression que l’on chauffe avant son admission dans le cylindre. La construction d’un nombre assez important de ces locomotives est prévue par ces chemins de fer et par l’Àlsace-Lorraine. La surchauffe de la basse pression ou la surchauffe simultanée de la haute et de la basse pression n’est pas en usage.
- Action de la vapeur surchauffée. — Les résultats des essais dépendent essentiellement du degré d’utilisation de la puissance des locomotives. L’utilisation complète a lieu, par exemple, dans les services suburbains de Berlin ; pendant la période d’essais, d’une durée de trois mois, les locomotives à surchauffé ont donné une
- économie moyenne de 13 p. c. de combustible et 2o p. c. d’eau, relativement aux locomotives à vapeur saturée.
- Les lignes renfermant beaucoup qe fortes et courtes rampes ne permettent pas une bonne utilisation des locomotives à vapeur surchauffée, lorsque des trains sous pleine charge nécessitent, malgré l’emploi de ces locomotives, le recours à la double traction et lorsque l’affluence des wagons et leur circulation sur les lignes en question sont irrégulières, de sorte que les trains lourds, remorqués en double traction, alternent avec des trains plus légers, à charge partielle.
- La puissance développée par les locomotives à vapeur surchauffée est plus grande que celle des locomotives similaires à vapeur saturée, parce que la surchauffe permet d’employer de plus grands cylindres, sans qu’il en résulte un surcroît de travail pour la chaudière. Grâce à cette propriété, les cas de double traction, très fréquents auparavant, ont été très notablement réduits, et des économies de locomotives et de personnel sont venues s’ajouter à la réduction de la consommation de combustible. En outre, il devenait plus facile d’observer les horaires les plus serrés et d’obtenir des démarrages rapides et satisfaisants.
- La plus forte surchauffe atteint 330° dans le service des express lourds et le service dur des trains de marchandises, environ 300° dans les services suburbains.
- Aucune des administrations en question, en adoptant la surchauffé, n’a cherché à réaliser une réduction du poids de la locomotive, à puissance égale, mais on s est généralement attaché surtout à obtenir, a poids égal, une plus grande puissance qu’avec les machines à vapeur saturée. Les
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- avantage8 qui en résultent, au point de vue (je j’auginentation de la charge remorquée et de la réduction des cas de double traction, toujours préjudiciables à la bonne marche du service, de l’économie de combustible et d’eau réalisable avec une utilisation égale de la puissance, rachètent largement le surplus de dépense dû à l’adjonction d’un surchauffeur.
- En outre, dans ces derniers temps, on a généralement augmenté le poids des locomotives, jusqu’à concurrence de la limite supérieure fixée dans les différents pays pour la charge par roue (normalement 8 tonnes en Allemagne) et de cette façon on a combiné dans la locomotive à sur-* chauffeur l’action, dans de plus grands cylindres, d’un véhicule du travail plus parfait et thermiquement mieux utilisable, avec un plus grand poids adhérent, de façon que la locomotive puisse atteindre la puissance maximum techniquement réalisable. Cette modification faite, l’avantage reste à la locomotive à surehauffeur, car l’augmentation de la puissance dépasse celle du poids.
- Mode de détermination de la température de surchauffe. Pression de la vapeur. Relation entre la surface de chauffé totale et la surface de surchauffe. — La température de surchauffe est mesurée en tous les points de la boîte à tiroir, ou immédiatement en avant de celle-ci, au moyen du
- Pyromètre à distance Steinle et Hartung, de Quedlinburg.
- La chute de pression entre la chaudière etJa boîte à tiroir est en moyenne de d-o kilogramme, lorsque la locomotive travaille à sa limite de puissance, et varie, suivant le degré d’admission et la vitesse, e 0-3 à 0.8 kilogramme. Le manomètre à stance, reliant la boîte à tiroir à l’abri
- pour permettre au mécanicien de lire la pression qui existe'dans la boîte à tiroir, a donné de bons résultats,
- À mesure que la surchauffe augmente, la puissance de la locomotive et l’économie de combustible et d’eau s’élèvent également. D’après l’administration de l’Etat prussien, la surchauffe et l’économie de combustible sont directement proportionnelles entre elles. On ne mentionne pas d’autres résultats concernant la relation entre le degré de surchauffe, l’augmentation de puissance et l’économie réalisée.
- Grâce à l’emploi de la surchauffe, on a pu conserverie timbre de 12 kilogrammes, tandis que, dans les locomotives à vapeur saturée, pour obtenir de plus grandes puissances, il a fallu porter la pression effective dans la chaudière à 14 et même à 16 kilogrammes. La grande majorité des locomotives à surchauffeur travaillent sous 12 kilogrammes de pression, et, on s’attache, en limitant la pression à cette valeur, à tirer néanmoins parti des avantages de la surchauffe en agrandissant la chaudière et les cylindres et en donnant à la locomotive la construction simple d’une machine à simple expansion. Cependant, depuis quelque temps, on revient aussi pour les locomotives à surchauffe aux hautes pressions de chaudière, allant jusqu’à 16 kilogrammes, dans le but d’ajouter aux avantages déjà acquis ceux de l’action eompound et d’étendre l’emploi de la machine équilibrée à quatre cylindres, très en faveur auprès de beaucoup d’administrations. La question n’est pas encore sortie de la période expérimentale ; elle est étudiée avec un vif intérêt, notamment par les chemins de fer saxons, bavarois, wurtembergeois, suisses et d’Alsace-Lorraine.
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- Le diamètre des cylindres des locomotives à - surchauffeur de construction récente est généralement d’environ 20 à 25 p. c. plus grand que celui des locomotives à vapeur saturée. Mais il y a aussi un nombre assez considérable de locomotives en service sur lesquelles les administrations ont fait monter les appareils de surchauffe sans modification des cylindres ou bien elles les ont fait ajouter sur les machines existantes.
- Mesures de températures. — Il n’a pas été effectué de mesures simultanées des températures des gaz chauds en différents points du foyer, des tubes et de la boîte à fumée, pour les comparer avec les degrés de surchauffe obtenus sous des pressions de chaudière déterminées.
- Économie de combustible. Augmentation de la jouissance. Résultats d'essais concernant les avantages réalisés én pratique, comparés aux avantages théoriques. — Les chemins de fer d’État prussiens-hessois s’expriment à ce sujet comme suit :
- Les avantages théoriques de la surchauffe se traduisent par la faible condensation et la faible chute de température entre la chaudière et le cylindre; on réalise du même coup une plus grande puissance de production de la chaudière. La vapeur entrant dans les cylindres sous une haute température et une haute pression, les condensations dans les cylindres des locomotives à surchauffe sont notablement diminuées. Par suite, on peut employer de plus grands cylindres, d’où augmentation de la puissance de la locomotive, ce qui est' particulièrement précieux pour le démarrage des trains.
- Contrairement à ce qui a lieu dans la chaudière sans surchauffe, l’économie, la puissance et le rendement thermique de la
- chaudière à surchauffe augmentent avec la pression jusqu’à une limite déterminée C’est pourquoi, en service dur, la locomotive à surchauffe est avantageuse, car elle remorque plus facilement les surcharges éventuelles.
- Les valeurs obtenues au point de vue jde l’économie sont groupées dans un tableau de mon exposé; on verra qu’en service ordinaire et avec de bonnes charges normales l’économie de combustible de la locomotive à surchauffe peut être évaluée entre 8 et i0 p. c. pour les trains express et omnibus, et au même taux pour les trains de marchandises. Les économies dépassant 15 p. c. sont dues sans doute à des conditions défavorables pour les locomotives sans surchauffe.
- J1 n’a d’ailleurs pas été fait en service ordinaire, ou du moins on n’a pas encore terminé, d’essais complets, embrassant une assez longue période, relatifs aux économies données par les locomotives à surchauffe comparées avec des locomotives à simple expansion et compound, sans surchauffe, en tenant compte des tonnages remorqués sur le même parcours. Il semblerait très utile que des essais de ce genre fussent entrepris sur une assez grande échelle par les administrations intéressées afin de déterminer les économies ou l’augmentation de puissance par unité de consommation de houille et de vapeur sous l’influence des conditions du service de chaque jour et indépendamment des mesures spécialement prises pour les pai-cours d’essai et d’élucider le véritable avantage économique de la locomotne surchauffe.
- Graissage. — Sur les chemins de ici d’État prussiens-hessois, les machines a simple expansion à surchauffe n ont donne
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- lieu qu’à frais supplémentaires
- de graissage, dus surtout au prix plus ^evé de l’huile pour vapeur surchauffée. Comparée avec les locomotives sans surchauffe à quatre cylindres, la locomotive à surchauffe à deux cylindres équivalente a l’avantage au point de vue des frais de graissage.
- Instructions à donner au personnel. — Toutes les administrations font donner à leur personnel des locomotives et des ateliers des instructions spéciales pour la conduite et l’entretien des locomotives à surchauffe par les fonctionnaires des ateliers ou les inspecteurs de la traction et emploient des règlements spéciaux avec description détaillée et dessins, ainsi que des modèles des différentes locomotives à surchauffe. En outre, l’observatioiî des instructions données, tant sur la ligne qu’aux ateliers, fait l’objet d’un contrôle rigoureux et suivi. *
- Les instructions en vigueur sur les chemins de fer d’État prussiens-hessois sont reproduites dans l’annexe II de mon exposé de la question VI, littéra B; celles des autres administrations sont conçues dans le même esprit.
- Aucune administration ne mentionne des accidents dus à l’emploi de la surchauffe.
- Pour perfectionner les locomotives à vapeur, le moyen indiqué consiste à utiliser de la manière la plus parfaite possible la puissance de vaporisation, étroitement limitée, de la chaudière, afin d’obtenir, tout en réduisant le poids au minimum, une meilleure économie en service et une
- augmentation de la puissance des locomotives.
- Pu nouveau progrès dans cette voie, Progrès qui promet de mettre encore
- mieux en évidence les avantages de la surchauffe avec une extrême simplicité de construction, est l’application du principe des équicourants de vapeur à la machine locomotive par la distribution Stumpf; ce système est actuellement expérimenté par les chemins de fer prussiens.
- C) Réchauffeurs de l’eau d’alimentation. Appareils d’alimentation. — A part le réchauffage de l’eau d’alimentation à une température relativement peu élevée, qui est effectué dans les injecteurs par la vapeur, il n’existe pas d’appareils spéciaux pour le réchauffage à des températures assez élevées.
- Conclusions sur la question VI, littéra B.
- a) 11 n’est pas fait usage de chaudières à tubes d’eau ; des foyers tubulaires sont employés, dans quelques cas, à titre d’essai. Il n’existe pas de systèmes spéciaux de tubes à eau dans les foyers.
- b) Dès maintenant, la surchauffe est employée sur une assez grande échelle et on se propose de continuer à l’utiliser, à cause des avantages qu’elle présente, non seulement au point de vue économique, par la réduction de la consommation de combustible et d’eau, mais encore pour la facilité du service, grâce à l’augmentation de la puissance des locomotives.
- Le surchauffeur de W. Schmidt, placé dans les tubes à fumée, auquel on donne généralement la préférence, paraît actuellement le système qui convient le mieux pour la production de la vapeur surchauffée. L’emploi du surchauffeur de W. Schmidt, placé dans la boîte à fumée, est désormais abandonné. Les surchauffeurs Pielock, Clench-Gôlsdorf et Ranafier, remplissant plutôt l’office de sé-cheurs de vapeur, n’ont été employés jusqu’à présent que sur une échelle modérée ; en rai-
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- son de leur prix moins élevé, de leur construction et de leur entretien plus simples, ils peuvent rendre des services lorsqu’on veut se contenter de températures de vapeur de 270 à 290°.
- Pour le service des trains légers, notamment si les arrêts sont fréquents et se suivent rapidement, et pour le service de gare, les locomotives à surchauffe ne se recommandent pas.
- Les tiroirs Cylindriques avec segments élastiques ont donné de bons résultats; les tiroirs cylindriques sans segments élastiques ne peuvent être recommandés; les tiroirs plans ne sont pas employés ; les soupapes du type Lentz sont à l’essai.
- Avec une température de surchauffe de 520 à 550° C., on a obtenu des résultats économiques satisfaisants.. Les nouveaux types de garnitures pour tiges de tiroir et de piston et les huiles à surchauffe de la qualité livrée actuellement sont capables de résister avec succès aux effets préjudiciables de ces hautes températures.
- On emploie beaucoup, depuis quelque temps, des locomotives compound à quatre cylindres à vapeur surchauffée, et il est probable que l’on obtiendra de bons résultats en continuant les essais dans cette voie.
- La continuation des essais de locomotives ' équicourants de vapeur est recommandée
- En présence des résultats très variables ob tenus jusqu’à présent, il conviendrait que (]es essais étendus, faits avec soin et pendant Uûe période assez longue, dans le but de comparer le travail des locomotives avec et sans sur chauffe, au point de vue de l’augmentation réelle de l'a puissance et des économies de combustible et d’eau réellement réalisables en service prolongé, fussent entrepris sans retard par les administrations intéressées, sur une plus grande échelle que jusqu’à présent afin de mieux élucider l’utilité de la surchauffe. En particulier, il faudrait, dans celte étude, s'occuper des questions de la compensation de la dépense d’établissement plus élevée et de l’augmentation, jusqu’à présent très peu précisée, des frais d’entretien et de réparations.
- c) Sauf sur le chemin de fer R-bétique, les réehauffeurs d’eau d’alimentation ne sont pas jugés nécessaires. L’appareil d’alimentation employé partout, comme répondant le mieux au but, est .l’injecteur,
- Mr le Président. — Je vous propose, messieurs, de nous ajourner à cet après-midi. (Assentiment.)
- Séance du 9 juillet 1910 (après-midi).
- Présidence de Mr GEliSTNER, -président.
- Mr le Président. (En allemand.) — La discussion est ouverte sur le littéra B de la question VI.
- Mr Herdner, Ch. de f. du Midi français. — Je crois intéressant de signaler qu’il y a un peu plus de deux ans, nous avons mis en service deux chaudières du type
- Brotan de la forme primitive, e’esl-à-dire avec deux corps, un corps inférieur tout entier garni de tubes à fumée et un corps
- supérieur servant de collecteur aux tubes
- à eau et relié au corps inférieur par ^eS cuissards. Ces chaudières ont été placées sur des machines du type Mogul, coin pound à deux cylindres, à six roues accou
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- plées de 1.60 mètre et bissel à l’avant. Les locomotives du même type avaient reçu jusqu’alors des chaudières à foyer Bel-p^ire ayant 2.45 mètres carrés de surface de grille. On avait posé comme condition que les deux locomotives munies de la chaudière Brotan auraient la même surface de grille, que celle-ci ne serait ni augmentée, ni diminuée, afin d’avoir autant que possible la même puissance de vaporisation.
- Alors que les chaudières à foyer Bel-paire avaient une surface de chauffe constituée en grande partie par des tubes Serve et atteignant environ 82 mètres carrés par mètre carré de grille, les deux chaudières Brotan ont reçu une surface de chauffe sensiblement moindre parce qu’il ne fallait pas dépasser le poids des chaudières primitives.
- Les deux chaudières Brotan ne sont d’ailleurs pas identiques. Nous nous préoccupions précisément, à l’époque de leur construction, des avaries que l’on reproche aux tubes Serve d’occasionner aux plaques tubulaires. Évidemment les chaudières Brotan allaient se trouver, à cet égard, dans des conditions bien plus difficiles, puisque la plaque tubulaire d’arrière, au lieu de faire partie d’un foyer intérieur, est rivée sur son pourtour au corps cylindrique tout comme la plaque tubulaire d’avant. Nous nous sommes dit que, dans ces conditions, si nous employons les tubes Serve, leur dilatation provoquera sûrement des ruptures.
- Nous avons été ainsi conduits à adopter une solution différente pour chacune des deux chaudières. Pour l’une d’elles, nous avons conservé les tubes Serve, Seulement, la plaque tubulaire d’avant a été mliée au corps cylindrique par une cor-
- nière de forme spéciale dont l’idée est due à Mr Frémont. C’est une cornière qui présente une sorte de pli d’accordéon et permet à la plaque tubulaire d’avant de se déplacer en avant, ou en arrière, suivant les cas.
- L’autre chaudière a reçu des tubes lisses légèrement cintrés vers le haut comme nous l’avions fait pour d’autres machines un peu plus puissantes. En outre, les plaques tubulaires avant et arrière ont été entretoisées par quatre tirants pleins.
- J’ai déjà dit que la surface de chauffe des chaudières Brotan était sensiblement moins étendue que celle des chaudières primitives. Celle de la chaudière Brotan à tubes Serve n’était plus que de soixante-cinq fois la surface de grille et celle de la chaudière Brotan à tubes lisses de soixante fois la surface de grille.
- Ces deux chaudières ont ôté mises en service il y a environ vingt-six mois. Depuis loi’s, elles ont donné toute satis • faction. Ni l’une ni l’autre n’a eu d’avarie à ses plaques tubulaires. Au point de vue de la vaporisation, il semble qu’elles soient plutôt un peu meilleures que les chaudières primitives. Alors que les machines du type considéré qui font un service rapide de marchandises dépensent en moyenne, dans le roulement où elles sont placées, 13 kilogrammes de charbon par kilomètre, les machines semblables à chaudière Brotan dépensent un peu moins de 13 kilogrammes, exactement 12.85 kilogrammes. 11 y a donc plutôt une diminution qu’une augmentation. En tous cas, nous ne nous trouvons pas dans de plus mauvaises conditions qu’auparavant.
- Il ne s’est d’ailleurs produit aucun incident, si ce n’est que dans l’une des chaudières deux joints du collecteur inférieur
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- se sont défaits et'que nous avons eu naturellement un peu de mal à les réparer. Nous y sommes cependant parvenus sans démonter la chaudière. On a pu glisser dans l’intervalle des deux brides une feuille de cuivre, celle-ci a été convenablement matée et, depuis lors, nous n’avons plus eu aucun ennui de ce côté.
- En ce qui concerne les tubes d’eau, nous n’avons pas constaté que d’une façon générale le tartre ait une tendance à s’accumuler dans ces tubes. Aussi n’avons-nous pas eu besoin de recourir pour leur nettoyage à des appareils spéciaux; il a toujours suffi d’y passer une tringle comme on a coutume de le faire pour nettoyer les autres parties de la chaudière.
- Une fois cependant il est arrivé qu’un tube d’eau s’est accidentellement bouché, vraisemblement parce qu’il y sera tombé un corps étranger ou un morceau de tartre. A l’endroit où le tube s’était bouché, il s’est formé une hernie et celle-ci s’étant crevée, il en est résulté une fissure. On s’est borné à réduire la hernie, à boucher la fissure au chalumeau oxhydrique et, depuis, il ne s’est plus produit aucun incident.
- Pour les raisons qui précèdent, nous sommes très satisfaits de ces chaudières qui fonctionnent depuis plus de deux ans et qui sont, je crois, les premières de l’espèce qui aient été mises en service en France.
- Mr Koechlin, Ch. de f. du Nord français. — La Compagnie du Nord a exposé à Bruxelles la locomotive dont Mr Dassesse a parlé ce matin. Cette locomotive, au lieu de gros tubes dans la boite à feu, a de petits tubes. Ce changement a été dicté, par la crainte des explosions des gros tubes
- Brotan ; c’est parce que nous avions cette crainte que notre ingénieur en chef, ie regretté Mr du Bousquet, avait décidé l’adoption des petits tubes et je serais désireux de savoir si d’autres compagnies que celle du Midi, dont vient de parler Mr Herdner, ont eu des explosions un peu graves des gros tubes Brotan.
- Mr le Président. (En allemand.) — Il n’v a, à ma connaissance, aucune explosion à signaler en Autriche.
- Mr Herdner. — Vous avez trente-quatre de ces machines?
- Mr le Président. — Les chemins de fer de l’État autrichien ont, en effet, trente-quatre de ces machines, mais du type primitif, et nous n’avons jamais eu d’explosions des tubes.
- Mr Rihosek, Ch. de f. de l’État autrichien. (En allemand.) — 11 n’y a pas eu d’explosions des grands tubes Brotan, mais il y a eu des criques et des pustules et on a été obligé de remplacer quelques tubes d’eau.
- Mr Koechlin. — Je vous remercie; c’est tout ce que je voulais savoir.
- Mr Papp, Ch. de f. de l’État hongrois. (En allemand.) — Nous avons muni une locomotive express de la chaudière Brotan et nous possédons en outre vingt-cinq petites locomotives à chaudières de ce type, qui ont été construites pour remplacer des automotrices. Sur la locomotive express les tubes Brotan ont présenté de petites ovalisations ; les renseignements manquent sur les petites locomotives qui viennent d’être livrées, mais jusqu’à présent on n’a pas constate d’inconvénients.
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- jjr Ernest Gérard, vice-president. — Je désirerais savoir si l’assemblée est d’accord en principe pour dire que les foyers à tubes d’eau sont à recommander à raison de l’économie?
- jp- Chabal. — Il est bien tôt pour déclarer cela.
- jp ie président; — Je crois en effet que pareille conclusion serait un peu prématurée et qu’il n’est pas possible encore de formuler une conclusion. A mon avis, les essais faits ne sont pas concluants du tout.
- Mr Ernest Gérard. — Il n’y a cependant pas d’opinion faite en sens contraire?
- BP Dassesse. — Il n’y a d’opinion faite ni pour ni contre.
- BIr Chabal. — Nous devons nous abstenir.
- Je puis donner à mes collègues quelques renseignements sur la chaudière Robert. Nous avons eu sur notre réseau algérien un certain nombre de machines munies de cette chaudière et nous y avons trouvé un inconvénient. Dans cette chaudière, il n’y a plus de tubes à fumée, il n’y a que des tubes d’eau. Au lieu de ne faire des tubes d’eau que dans le foyer, on en fait également dans le corps cylindrique. Dans ces conditions, les gaz de combustion ne suivent pas une direction déterminée, ils sont mal canalisés, ils ne le sont même pas du tout et se répartissent assez inégalement. Il se fait ainsi que, dans certaines Parties de la chaudière, les gaz passent normalement tandis que, dans d’autres, Us passent à une vitesse trop faible et rçnil se produit d’abondants dépôts de Suie; c’est du moins ce qui nous est arrivé
- avec les locomotives essayées en Algérie. 11 y avait donc une mauvaise utilisation du combustible et, de plus, de grosses difficultés pour le ramonage qui était laborieux et très gênant.
- Nous devions construire deux machines avec chaudière Robert pour notre réseau métropolitain, c’est-à-dire pour notre réseau français proprement dit, mais nous nous sommes décidés à n’en faire qu’une. Les essais avec cette locomotive ont commencé, mais nous n’en connaissons pas encore les résultats. Nous pouvons cependant dire que les premières expériences faites en Algérie ne sont pas extrêmement encourageantes à cause précisément de ce fait que les gaz de combustion ne sont plus canalisés. On a bien cherché à utiliser des écrans de manière à empêcher les gaz de s’arrêter là où ils ne doivent pas le faire et à les diriger là où on veut qu’ils aillent, mais il faut se livrer pour cela à des tâtonnements difficiles et le procédé n’a pas paru donner jusqu’à présent des résultats bien favorables.
- Mr Koechlin. — C’est précisément à cause de l’inconvénient que vient de signaler Mr l’ingénieur en chef du Paris-Lyon-Méditerranée que notre regretté Mr du Rousquet n’a pas voulu utiliser les tubes à eau au delà de la boîte à feu où la température est suffisante pour brûler complètement la suie qui se déposerait sur les tubes. C’est ainsi que, dans notre machine, les gaz de la combustion terminent leur parcours dans un faisceau tubulaire à l’instar de ce qui existe dans les autres machines.
- Mr Dassesse a recommandé à nos collègues d'aller voir notre locomotive à l’Exposition de Bruxelles. Si certains d’entre
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- eux suivaient cette recommandation, nous sommes évidemment à leur disposition pour leur fournir tous les renseignements qu’ils pourraient désirer.
- Une note au sujet de notre machine a paru récemment dans la Revue générale des chemins de fer. Ceux que la question intéresse et qui ne reçoivent pas cette revue n’auront qu’à s’adresser à moi.
- Mr le Président. (En allemand.) — Je crois être votre interprète à tous, messieurs, en remerciant Mr le délégué de la Compagnie du Nord de son aimable offre.
- Je pense, messieurs, que nous pourrons maintenant, comme nous l’avons fait pour d’autres questions, tirer des conclusions générales des diverses conclusions individuelles présentées par Mrs les Rapporteurs.
- Nous abordons maintenant la question des locomotives à surchauffe.
- Mr Slobodsinsky, Ch. de f. de l’Empire russe. — Sur le réseau des chemins de fer russes, il y a une ligne d’Orenbourg à Tachkent qui traverse une région où il y a très peu d’eau. La question de la surchauffe a donc pour cette ligne une grande importance. Il y a surtout deux points de cette ligne qui sont si pauvres en eau qu’il fallait trouver absolument le moyen d’arriver à une exploitation économique. Nous avons mis en service sur cette ligne des locomotives à voyageurs avec surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée et, avec ces machines qui sont à simple expansion, nous sommes arrivés à une économie d’eàu de 20 p. c. Nos calculs ont été faits en prenant comme unité 1,000 essieux-kilomètres; c’est à cette unité que nous avons rapporté l’économie réalisée.
- Pendant les deux dernières années, nous avons fait construire environ deux
- cents locomotives de ce type qui ont été mises en service non seulement sur cette ligne, mais encore sur d’autres, et les administrations des différentes lignes nous déclarent qu’elles sont tout à fait satisfaites clu' service fourni par ces locomotives et qu’elles désirent en avoir encore pour améliorer le service des trains.
- Mr Zehuder, Ch. de f. de l’État bavarois. (En allemand.) — Je puis citer quelques chiffres relatifs à l’économie de combustible des locomotives à surchauffeur. Nous avons mis 60 locomotives express 4-6-0 en service, dont 39 sans surchauffeur et 24 avec surchauffeur. La consommation moyenne de combustible a été de 43.4 kilogrammes par machine-kilomètre pour les locomotives sans surchauffeur, de 14.3 kilogrammes pour les locomotives à surchauffeur. C’est une économie d’environ 15p.c. en faveur de la locomotive à surchauffeur, et les, inconvénients ont été nuis.
- Mr le Président. — Certains de nos collègues ne seraient-ils pas disposés à examiner la question de savoir si, dans les locomotives à surchauffe, il convient ou non d’adopter le eompoundage?
- Mr Nadal, rapporteur. — Je puis fournir un renseignement qui intéressera probablement les membres du Congrès. Au mois de mai dernier (1910), j’ai fait des expériences avec une locomotive compound a quatre cylindres à vapeur surchauffée. Les expériences ont été faites avec les trains rapides vers l’Angleterre par Dieppe.
- La charge du train était de 270 tonnes et, entre Paris et Rouen, la distance, 140 kilomètres, doit être franchie en 104 minutes. Les relevés que j’ai pris ont permis de totaliser à la fois le travail in
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- diqUé et le travail au crochet du tender. Je n’ai pas encore pu dépouiller complè-tementtous les diagrammes et je me borne à vous donner les résultats pour le travail indiqué.
- La consommation d’eau a été de 8.30 kilogrammes de vapeur d’eau par cheval indiqué. On a l’habitude d’admettre pour les locomotives compound une consommation de 10 kilogrammes environ. Je me borne à vous signaler ce chiffre de 8.30 kilogrammes par cheval indiqué. C’est le résultat des essais faits avec une locomotive avec surchauffeur placé dans la chemise des tubes à fumée, la température de la surchauffé dépassant légèrement 300°, oscillant entre 300 et 310°.
- Mr le Président. (En allemand.) — Quel était le chiffre au crochet?
- Mr Nadal. — Je n’ai pas encore de données suffisantes pour l’indiquer. Ces essais étant tout récents et les calculs n’étant pas terminés, je dois me contenter pour le moment de donner la consommation par cheval indiqué, c’est-à-dire par cheval dans le cylindre. Ce chiffre a été obtenu en relevant de très nombreux diagrammes, ce qui permet de faire très rapidement la totalisation. Je dois ajouter que pour faire le trajet dont il s’agit et qui est sensiblement en palier, la puissance moyenne développée est de 830 chevaux pour un train de 270 tonnes.
- Mr Ernest Gérard. — Mr Nadal me permettrait-il de lui demander si cette application simultanée du eompoundage et de la surchauffe a entraîné des inconvénients ?
- Ür Nadal. — Aucun..
- Mr Ernest Gérard. — A aucun point de vue?
- Mr Nadal. — Absolument à aucun.
- Mr Ernest Gérard. — La machine présentait-elle une allure aussi libre en ses efforts de traction?
- Mr Nadal. — Absolument, et je suis convaincu qu’à cet égard la surchauffe combinée avec le eompoundage doit offrir des avantages, parce qu’elle permet de conserver les tiroirs plans à la basse pression.
- Je dois dire que la locomotive dont il s’agit n’a que des tiroirs cylindriques, mais si nous faisions d’autres applications du même modèle, nous conserverions les tiroirs plans à la basse pression.
- Mr le Président. — Vous ne le ferez pas! (Rires.)
- Mr Herdner. — Nous l’avons fait!
- Mr Ernest Gérard. — Permettez-moi de pousser un peu plus loin cet examen de conscience et de poser encore à 3P Nadal une question que Mr le Président allait précisément lui poser. 311 Nadal croit-il qu’il soit plus logique, lorsqu’on applique la surchauffé à une machine à quatre cylindres, dé faire les quatre cylindres égaux ?
- Mr Nadal. — J’aime mieux appliquer le eompoundage.
- Mr Ernest Gérard. — Je voudrais- savoir si, dans la pensée des membres présents, les avantages qu’on obtient avec la surchauffé lorsqu’on a quatre cylindres égaux, viendraient à disparaître si l’on faisait les cylindres inégaux pour avoir une machine compound ou s’il y a avantage à appliquer
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- simultanément le compoundage et la surchauffe. Dans les limites de son expérience, Mr Nadal vient de répondre d’une façon très affirmative; mais si généralement les opinions sont indécises, il serait bon que chacun fît connaître la sienne.
- Mr Nadal. — Je ne crois pas qu’on puisse tranpher cette question.
- Mr Ernest Gérard. — Il ne s’agit pas de la trancher, mais peut-être des membres auraient-ils des renseignements à nous donner sur des études faites ou des essais entamés et, dans ce cas, il serait très intéressant pour nous de les connaître.
- Mr Keller, Ch. de fer fédéraux suisses. (En allemand.) — Les Chemins de fer fédéraux suisses ont construit exactement le même type 4-6-0, avec quatre çylindres compound, à vapeur saturée et à surchauffeur. Les locomotives faisaient le même service dans deux dépôts différents et les machines compound à surchauffeur à quatre cylindres ont accusé une économie moyenne de combustible de6.5 et 3.9 p. c. sur les locomotives à vapeur saturée du même type. Nous avons aussi des locomotives à trois cylindres à simple expansion, avec surchauffe, du même type 4-6-0; la consommation a été supérieure à celle des locomotives compound à quatre cylindres à vapeur saturée. Nous nous sommes arrêtés à la conclusion que la locomotive à quatre cylindres compound à surçhauffeur présente de grands avantages sur la locomotive à vapeur saturée du même type.
- Mr Ernest Gérard. — Bien entendu quand il s’agit de machines à surchauffe?
- Mr Keller. — Oui.
- Mr Ernest Gérard. — Il est indispensable que la question soit bien nettement posée S’agit-il de deux machines à surchauffe l’une compound, l’autre à quatre cylindres égaux ?
- Mr Keller. (En allemand.) — On a comparé deux machines de deux types identiques; la locomotive à vapeur saturée est timbrée à 15 kilogrammes et a des cylindres de 360 et 570 millimètres de diamètre, tandis que la locomotive à surchauffeur travaille à la pression de 13 kilogrammes avec des cylindres de 425 et 630 millimètres de diamètre. Cette dernière a consommé moins de charbon. La comparaison de la locomotive à surchauffeur, avec trois cylindres à simple expansion (timbre 12 atmosphères, diamètre des cylindres 470 millimètres) a accusé une plus forte consommation pour la machine à surçhauffeur que pour la machine à vapeur saturée. La course de piston est, sur ces trois types de locomotives, de 660 millimètres.
- Mr Noltein, rapporteur. — Je me permets de faire remarquer que d’après notre expérience, l’emploi simultané de l’action compound et de la surchauffe est toujours avantageux, sauf dans le cas de la compound à deux cylindres, où je n’estime pas qu’il soit à recommander. Si, pour des raisons quelconques, il faut employer quatre cylindres compound, il sera préférable d’y joindre la surchauffe. La compound à deux cylindres offre l’inconvénient de démarrer trop lentement et l’on n’arrive pas à y remédier. Par contre, on a constaté que la combinaison de la surchauffe avec la marche compound était
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- toujours avantageuse. Nous avons reconnu par des essais que la vapeur reste toujours surchauffée dans le réservoir intermédiaire.
- BIP Cbabal. — Messieurs, je ne veux pas revenir sur ce que nous a dit ce matin )Ir Dassesse qui, dans son exposé, a très clairement indiqué où nous en sommes. Pour ce qui concerne le Paris-Lyon-Médi-terranée, nous n’avons pas en service un nombre tellement important de locomotives à surchauffe que nous puissions formuler des conclusions qui s’imposent; nous n’avons que 31 de ces machines.
- Les essais que nous avons faits étaient inspirés par la pensée suivante. D’abord, nous voulions rechercher s’il n’y avait pas à l’emploi de la surchauffe des inconvénients au point de vue pratique, au point de vue de l’entretien. D’autre part, nous voulions vérifier si les avantages qu’on avait trouvés à la surchauffe lorsqu’elle s’appliquait aux locomotives de certains trains, se retrouveraient pour d’autres trains. Nous avons donc mis en service comparatif des locomotives à grande vitesse avec surchauffe, les unes à quatre cylindres compound, les autres à simple expansion, à quatre cylindres également. D autre part, nous avons mis en comparaison des locomotives à marchandises compound avec des machines compound a sui’chauffe et de vieilles locomotives à simple expansion à vapeur saturée avec des locomotives de même type munies d un surchauffeur, celles-ci également à Marchandises.
- Enfin — et ceci répondra à la question due posait tout à l’heure M1' Gérard — a>ant à construire des machines nouvelles a giande vitesse plus puissantes que nos
- derniers types, nous avons construit une locomotive compound et nous avons mis en comparaison avec elle une locomotive à quatre cylindres égaux et à surchauffe pour voir si, avec la surchauffe sans com-poundage, on retrouverait l’avantage qu’on avait obtenu par la superposition de la surchauffe et du compoundage.
- Mr Dassesse a indiqué les chiffres ce matin, mais je me permettrai de les rappeler. Je dirai tout de suite que, quand on prend des essais faits avec deux machines seulement, on s’expose évidemment à conclure d’après des données qui ne sont pas des moyennes, qui peuvent être entachées d’une certaine inexactitude; c’est ainsi qu’une locomotive avec son mécanicien pourra donner des résultats supérieurs à ceux donnés par une autre locomotive de même type avec son mécanicien. Cette réserve faite, voici à quels résultats nous sommes arrivés avec des locomotives ayant une grande puissance, puisque nous sommes allés jusqu’à 1,700 chevaux indiqués correspondant à une puissance de 1,200 chevaux au crochet.
- En comparant la locomotive à surchauffe seule à la locomotive à compoundage seul, nous avons trouvé une économie de charbon de 16.5 p. c., chiffre indiqué ce matin par Mr Dassesse, et une économie d’eau d’environ 19 p. c. C’est certainement là un résultat digne d’attention.
- D’autre part, nous avons fait des essais analogues avec des relevés de diagrammes et des relevés de températures sur des locomotives à grande vitesse, à bogie et trois,essieux couplés, à roues de 2 mètres, l’une compound à surchauffe, l’autre compound simple. 11 s’agissait devoir si l’écart serait le même. Eh bien, nous avons trouvé un écart à peu près identique,
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- 17.5 p. c.„ entre la compound surchauffée et la corn pound seule.
- Si donc ces essais, au lieu de porter sur deux machines seulement, avaient porté sur un certain nombre de machines et surtout, comme le signalait Mr Dassesse, sur des machines en service depuis un certain temps et en état courant d’entretien et non sur des machines neuves, il semble qu’on en pourrait conclure que la surchauffe seule permet d’obtenir les avantages qu’on pourrait rechercher dans la combinaison de la surchauffe et du compoundage et qu’il n’est pas nécessaire de faire des locomotives compound surchauffées.
- Malheureusement, je le répète, il s’agit de quelques essais portant sur une locomotive conduite par un seul mécanicien. Dans ces conditions, nous serions donc plutôt portés à ne pas conclure ou tout au moins à nous borner à dire que la surchauffe seule donne de très bons résultats ou semble au moins en donner. Il resterait alors à voir ce qu’elle donnerait sur un plus grand nombre de locomotives en service courant.
- Nous allons poursuivre les essais et nous avons commandé un certain nombre de locomotives à surchauffe seule, ce que nous n’avions pas fait jusqu’ici. Après cela, nous en commanderons, de manière à avoir des séries permettant de faire des essais complets, vingt-cinq ou trente avec surchauffe et compoundage. Quant à des machines compound seules, nous n’avons pas l’intention d’en commander.
- Il reste cependant une autre question à élucider. Pour des locomotives qui font de très longs trajets sans arrêts, comme nos rapides qui marchent une heure et demie ou deux heures sans s’arrêter, le temps de mise en régime de la surchauffe n’a évi-
- demment aucun intérêt. Mais, pour les locomotives à marchandises, il peut pré senter au contraire un très grand intérêt Nous avons, par exemple, chez nous, des trains dont les arrêts représentent assez fréquemment la moitié du temps consacré à effectuer le parcours; ces arrêts sont nombreux et ont souvent une durée de trente, trente-cinq et quarante minutes Dans ces conditions, que devient l’avantage de la surchauffe?
- Nous avons fait quelques essais avee des locomotives à marchandises, dix d’un type et dix de l’autre, et nous n’avons pas trouvé d’avantages à la surchauffe. Je dirai même que dans une série de locomotives dont les tiroirs, il est vrai, nous ont laissé quelques doutes en ce qui concerne l’étanchéité, nous avons trouvé que les locomotives à surchauffe étaient moins avantageuses que les autres.
- Il y a donc là une question à examiner. Si on peut dire que, pour des locomotives qui font de très longs trajets sans arrêts, la surchauffe semble indiquée, soit seule, soit superposée au compoundage, on n’en peut dire autant (du moins nous n’en savons rien) en ce qui concerne les locomotives à marchandises, et la conclusion qu’il n’est pas utile de faire du compoundage seul pour les trains de vitesse, ne s’impose pas pour les trains de marchandises.
- Voilà où nous en sommes et, à ce point de vue également, nous allons refaire une série d’essais qui porteront sur trois séries de machines. Je ne formule donc pas de conclusions parce que je crois que ce serait prématuré.
- Mr le Président. (En allemand.) — administration a en tout 73 îocomothesa
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- surchauffeur. Les diamètres des roues sont de 1.800,1.350 et 1.430 mètre. Toutes ees machines sont à trois essieux couplés, deux tvpes avec un essieu porteur. Les différentes locomotives du même modèle ont donné exactement le même résultat.
- Les locomotives express, à rares arrêts, donnent une bien meilleure économie de combustible que les locomotives à mar-chacdises. Nos locomotives sont facilement comparables parce que nous employons des types absolument pareils, avec trois essieux couplés : deux cylindres à vapeur saturée, le même type mais com-pound, à vapeur saturée, le même type à trois cylindres compound à vapeur saturée et le même type à deux cylindres à simple expansion, à vapeur saturée. Nous avons fait toute une série d’essais. Pour les locomotives express, nous avons une base de comparaison tout à fait exacte. Malheureusement, il nous manque le type de comparaison delà locomotive compound à vapeur saturée à quatre cylindres avec la locomotive à surchauffeur qui serait trop lourde pour nos ponts et voies. Mais nous pouvons dire en toute certitude que la locomotive à surchauffeur est supérieure à tous ces types. Et ici, il ne s’agit pas de résultats obtenus à la suite d'expériences faites sur deux locomotives mises en comparaison. Notre expérience a porté sur deux séries de quarante locomotives — la personnalité du mécanicien disparaît donc ~~ et nous avons constaté que les locomotives à marchandises donnaient toujours une économie de 8.3 à 9 p. c. de combustible et une économie d’eau de 24 à -5 p. c.
- Chabal. — Par rapport aux machines à vapeur saturée ?
- Mr Ernest Gérard. — Ne sont-ee pas des trains directs?
- Mr Herdner. — Nous avons des chiffres qui viennent confirmer ceux que Mr le Président vient de nous indiquer et d’où je conclus qu’il ne faut pas condamner d’une manière trop absolue l’application de la surchauffe aux locomotives à marchandises.
- Je citerai la ligne de Béziers à Sévêrac. Sur cette ligne qui est, il est vrai, fort accidentée, nous faisions jusque dans ces dernières années remorquer nos trains de marchandises par des locomotives compound à quatre cylindres et quatre essieux couplés, bissel à l’avant, chaudière timbrée à 13 kilogrammes, avec surface de grille de 2.80 mètres carrés. Ces locomotives ne nous ayant pas donné satisfaction au point de vue de la conservation de la chaudière, nous les avons remplacées récemment par des locomotives-tenders à simple expansion, à deux cylindres de 63 centimètres de diamètre, à cinq essieux couplés et à surchauffe, ayant une surface de grille de 2.70 mètres carrés, un peu inférieure par conséquent à la surface de grille des compounds et timbrées à 12 kilogrammes seulement. Eh bien, ces machines peuvent remorquer sur les fortes rampes jusqu’à 33 p. c. de .plus que les machines compound. Leur puissance de traction est donc très supérieure. Cependant, par prudence, et afin de ménager les attelages, nous nous sommes contentés jusqu'à présent de leur faire remorquer les mêmes charges que les compounds. Mais alors que ces dernières consommaient en moyenne par kilomètre environ 28 kilogrammes de combustible, les machines à vapeur surchauffée ne con-
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- somment plus que 24 à 25 kilogrammes, ce qui correspond à une économie d’environ 12 p. c.
- Toutefois, cette économie ne paraît pas devoir être attribuée tout entière à ce que dans ces machines la vapeur est surchauffée, tandis que dans les autres elle était utilisée en compound. Il semble qu’on doive en attribuer une partie à ce que les chaudières des machines à vapeur surchauffée se tiennent mieux que les chaudières des machines à vapeur saturée dont la plaque tubulaire est plus difficile à tenir étanche.
- Mr le Président. — A cause du timbre sans doute?
- Mr Herdner. — Assurément. J’estime cependant que, d’une manière générale, la tenue de la chaudière est encore-plus une question de profil qu’une question de timbre. Nous avons appliqué des chaudières semblables à des machines à grande vitesse qui circulent sur des profils faciles et ces chaudières se comportent très bien. Les résultats sont tout différents lorsque ces mêmes chaudières sont montées sur des machines parcourant des profils très accidentés, présentant des rampes et des pentes atteignant 33 millimètres par mètre. Lorsque, sur de pareils profils, on franchit un sommet, le niveau de l’eau s’abaisse subitement dans le tube indicateur. Le mécanicien est ainsi sollicité d’alimenter sa chaudière d’autant plus abondamment qu’elle est généralement épuisée, et cela au moment précis où, par suite du changement de signe de la déclivité, l’intensité de la combustion sur la grille passe d’un maximum très élevé à un minimum très bas. Des refroidissements aussi brusques,
- répétés plusieurs fois par jour, sont la mort des plaques tubulaires.
- Pour en revenir à la comparaison dont j’ai parlé tout à l’heure, je crois devoir spécifier que l’augmentation de puissance de 35 p. c. a été constatée sur des parcours en rampe de 33 millimètres par mètre au cours d’expériences dont Mr Dassesse a •rendu compte dans son exposé. Au contraire, les dépenses de combustible.que j’ai indiquées sont des moyennes mensuelles et l’économie de 12 p. c. constatée en faveur des locomotives à vapeur surchauffée doit s’entendre pour des charges moyennes remorquées sensiblement égales.
- Mr Paul-Dubois, Ch. de f. d’Orléans. — Je puis également fournir des renseignements au sujet de l’application de la surchauffe. Sur la ligne de Tours à Bordeaux, nous avons remorqué des trains de marchandises successivement avec trois types de machines, des locomotives ordinaires à simple expansion, des locomotives à quatre essieux couplés compound à deux cylindres sans surchauffe, et des locomotives à cinq essieux couplés compound à surchauffe. La consommation en service courant pendant une période prolongée a été respectivement, par 100 tonnes kilométriques, de 2.90 à 3 kilogrammes pour les machines à simple expansion, de 2.70 kilogrammes pour les machinés compound sans surchauffe et de 2.40 kilogrammes pour les machines compound à surchauffe. La ligne dont il s’agit est à peu près en palier.
- Mr le Président. — Le rapport est donc à peu près le même que celui de a 24 kilogrammes indiqué par Mr Herdnei-
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- jp paul-Dubois. — C’est le rapport au point de vue de la consommation entre les machines à simple expansion, les com-pounds sans surchauffe et les compounds avec surchauffe. Nous avons comparé les trois types.
- jlr Noltein. (En allemand.) — Pour les locomotives à quatre cylindres, c’est la. combinaison de la surchauffe avec le eompoundage qui est préférable?
- Mr le Président. — Bien entendu.
- Mr Lacoin, Ch. de f. d’Orléans. — Il convient de remarquer qu’il s’agit dans le cas de la ligne de Tours à Bordeaux d’un profil facile sur lequel le poids de la machine intervient très peu. Il n’en est pas ainsi en montagne, où le poids fait une grande différence. Sur nos lignes en rampe de 2o millimètres, nous avons mis en concurrence, comme l’a fait la Compagnie du Midi, la machine-tender à cinq essieux couplés à deux cylindres à simple expansion et surchauffe et la machine eompound à quatre essieux couplés et bissel avec tender; les poids des deux machines sont absolument différents bien qu’elles traînent la même charge et cette différence de poids suffit à justifier la différence de consommation sur un profil très accidenté. Au contraire, dans les essais dont j’ai donné les résultats, il s’agit de machines roulant en terrain presque plat, avec des rampes de 5 millimètres seulement C’est donc bien la surchauffe seule qui intervient et non le poids de la machine.
- Ernest Gérard. — Il serait intéressant entendre les délégués présents qui auraient examiné la question de savoir si,
- dans l’application de la surchauffe aux machines eompound, il vaut mieux mettre le surchauffeur avant la haute pression ou entre la haute et la basse pression.
- Mr Salomon. — Je puis répondre à la question de Mr Gérard, mais seulement partiellement. Nous avons exposé à Bruxelles une locomotive avec laquelle nous comptons faire plus tard des expériences et dans laquelle nous avons disposé le surchauffeur de façon à pouvoir surchauffer la vapeur tout d’abord entre la chaudière et la haute pression et ensuite entre l’échappement de la haute pression et la basse pression. Nous avons en service quatre machines qui sont disposées exactement comme celle-là et les quelques expériences que nous avons faites, car ce n’est encore qu'un commencement, nous ont montré qu’on arrive très vite à se trouver en présence d’une grosse difficulté. Il faut, en effet, faire passer dans le surchauffeur, au lieu d’un volume donné, un volume quadruple; il faut donc donner au surchauffeur de basse pression des dimensions énormes, sans quoi on détermine à l'échappement de la haute pression une contre-pression énorme, si bien qu’on dépasse la pression de 6 kilogrammes pour laquelle le réservoir intermédiaire est généralement réglé. On perd alors de la vapeur et ensuite et surtout on détermine dans les cylindres de basse pression des compressions terribles qui font qu’on ne court plus.
- Les machines de l’espèce que nous possédons fonctionnent donc parfaitement quand les charges sont faibles et que l’on ne dépasse pas une vitesse de 80 kilomètres, mais quand on veut faire marêher la machine à 110 ou 120 kilomètres, elle
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- grince, elle refuse, et la consommation est énorme..
- Nous avions fait ces expériences en vue surtout d’arriver,, d’une part, à employer des huiles de graissage ordinaire en surchauffant moins et, d’autre part, à porter les organes à des températures moins élevées et à ne pas nous exposer,, dans nos services degrande vitesse, à avoir des-grippages en cours de route et, par conséquen t, des arrêts.
- Mr Ernest Gérard. — Mr Salomon pense-t-il que la même difficulté se présenterait si on ne mettait qu’un surchauffeur dans le receiver?
- Mr Salomon. — La difficulté pratique serait évidemment moins grande puisqu’il n’y aurait qu'un seul surehauffeur à loger dans la chaudière, mais il n’en resterait pas moins vrai qu’il faudrait 'donner au surehauffeur de basse pression une section de passage quatre fois plus grande que cdle qu’a actuellement le surehauffeur Schmidt: ou les surchauffeurs analogues de haute pression. Or, dans nos chaudières et surtout dans celles de nos machines express qui ont atteint la limite de poids, nous avons toute sorte de difficultés à loger le surchauffeur.
- W Antochine, rapporteur. — Je voudrais connaître les vitesses des trains rapides et celles des trains de marchandises. Ne pourrait-on nous donner des chiffres?
- Mr le Président. — Pour nous, ce que nous, appelons grande vitesse, c’est 90 kilomètres. Nous ne dépassons pas cette vitesse. Pour les trains de marchandises, la vitesse courante dépend des rampes et varie entre 15 et 35 kilomètres.,Nous avons aussi de nombreuses locomotives du mo-
- dèle à marchandises-, qui remorquent des trains- omnibus et qui marchent alors, à environ 50 kilomètres.
- Mr Herdner. — Mr Gérard vient de poser la question suivante : Faut-il placer le surchauffeur à l’entrée des cylindres de haute pression ou entre les cylindres de haute pression et ceux de basse pression? Or, je crois me souvenir qu’à l’exposition de Liège, il y avait deux locomotives belges ne différant l’une de l’autre que par la disposition du surehauffeur. bans l’une des deux, cet appareil était disposé de manière à ne surchauffer la vapeur qu’à l’entrée des cylindres de basse pression. Dans la seconde, on pouvait à volonté surchauffer la vapeur, soit à l’entrée des cylindres de basse pression seulement, soit à la fois à rentrée des cylindres de haute pression et à l’entrée des cylindres de basse pression.
- Je pense que, dans ces conditions, M1' Gérard est en mesure de nous fournir lui-même des renseignements intéressants sur la question qu’il a posée.
- Mr Ernest Gérard. — Mr Dassesse est mieux à même que moi de vous répondre.
- Mr Dassesse, rapporteur. — Ces sur-chauffeurs n’ont jamais fonctionné. (Rires.'
- Mr Ernest Gérard. — Pour moi, je trouve que c’est un grand luxe que d’avoir deux surchauffeurs travaillant ensemble.
- Mr Dassesse. — Ni l’un ni l’autre de ces •surchauffeurs n’a jamais travaillé. Apres l’exposition, on les a enlevés tous les deux.
- Mr Ernest Gérard. — Je crois que c’est déjà beaucoup d’avoir un surchauffeur entre la haute et la basse pression.
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- jÜr Herdner. — Nous mettons actuellement en service des locomotives qui sont à la fois compound et à vapeur surchauffée . et nous ne surchauffons qu’à l’entrée des cylindres de haute pression.
- Mr Chabal. — Dans les essais que nous avons faits avec des locomotives dans lesquelles la surchauffe était superposée au compoundage, nous avons relevé la température de la vapeur aux différents degrés d’expansion, depuis la surchauffe jusqu’à l’échappement et, bien que la vapeur ne fût surchauffée qu’à l’entrée de la haute pression, nous avons encore trouvé 5 à 6° de surchauffe à. l’échappement dans la cheminée. Il est vrai que, comme le conseille Schmidt, nous surchauffons jusqu’à 340 et 350°. C’est dans ces conditions que nous obtenons encore de la surchauffe à la basse pression.
- Mr Ernest Gérard. — C’est donc qu’il y en a trop.
- MrCbabal.— Pas trop, puisqu’à l’échappement nous ne trouvons plus que 6°, ce qui n’est pas bien loin de la disparition de la surchauffe, mais il y en a encore un peu.
- Mr Herdner. — C’est encore assez.
- Mr Chabal. — Au réservoir intermédiaire, il y a 50° de surchauffe.
- Mr Nadal, rapporteur. — Je voudrais présenter une observation dans le même sens que celle de Mr Chabal. Je me référerai aux essais dont j’ai parlé tout à l’heure.
- La température de la vapeur était d’un peu plus de 300°, elle a varié entre 300 et 310° pendant 1 heure 44 minutes, ce qui, comme je l’ai dit tout à l’heure, représente donc une surchauffe de 120° environ. Or,
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- à la basse pression, il y avait encore 20 à 30° de surchauffe, c’est-à-dire que la température de la vapeur était de 20 à 30° supérieure à celle de la vapeur saturée à la même pression. On réalise donc cette condition qu’o-n a de la vapeur surchauffée non seulement à la haute pression, mais aussi à la basse pression, ce qui paraît indispensable si on superpose le compoundage à la surchauffe. D’après les essais que je signale, c’est donc avant la haute pression qu’il faut surchauffer si on veut obtenir ce résultat d’avoir aussi de la vapeur surchauffée à la basse pression.
- Mr Greppi. — Je puis également fournir des renseignements sur les essais que nous avons faits avec notre locomotive com-pound à quatre cylindres à surchauffe, du type Prairie. Au cours de ces essais, nous avons trouvé une température de 300 à 350° à la haute pression et de 190 à 210° aux distributeurs de basse pression. Nous avons donc toujours eu une surchauffe de 120 à 140° à la haute pression et de 40 à 60° à l’entrée de la basse pression. Dans ces conditions, il apparaît qu’en surchauffant à l’entrée de la haute pression, on obtient de la vapeur encore surchauffée à l’entrée de la basse pression.
- Les essais dont je viens de parler, commencés en novembre dernier, n’ont pris fin qu’il y a quelques jours. Nous avons remorqué dans les mêmes conditions de nombreux trains avec cette locomotive et avec des locomotives similaires du type Prairie, qui sont des machines compound à quatre cylindres, timbrées à 16 kilogrammes, sans surchauffe. La différence de consommation de combustible a été en faveur de la locomotive à vapeur surchauffée. Dans les essais faits sur la ligne
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- de Florence à Rome, ligne assez accidentée avec des arrêts relativement fréquents, l’économie a été de 15 p. c. Sur la ligne, de Rome à Naples, où il n’y a à l’aller qu’un seul arrêt et deux ou trois seulement au retour, l’économie en faveur de la surchauffe a atteint 20 p. c.
- Mr le Président. — La ligne est sans doute plus facile?
- Mr Greppi. — Non, elle est plus difficile;' il y a des rampes plus longues, et les arrêts sont moins fréquents.
- Nous n’avons pas obtenu une augmentation sensible de la puissance et cela s’explique A cause des conditions de construction, nous n’avons pu augmenter le diamètre des cylindres. Nous avons donc réalisé une augmentation du rendement, mais sans augmentation de la puissance de la machine.
- Mr Chabal disait tout à l’heure qu’il serait intéressant d’avoir des données basées non sur quelques essais comparatifs, mais sur un service prolongé fourni par un grand nombre de locomotives. Voici, pour lui donner satisfaction, des renseignements que j’ai fournis ce matin à Mr Dassesse, comme complément à ceux dont il a fait usage dans son exposé. Nous avons 100 locomotives compound à deux cylindres du type Mogul qui ont été mises en service de 1905 à .907. A présent, nous avons d’autre part 120 locomotives à simple expansion à deux cylindres et vapeur surchauffée ayant les mêmes dimensions et datant de 1907 à 1910. Les renseignements concernent le service des années 1908 et 1909. Rendant la première année, nous avons eu une économie de combustible en faveur de la locomotive à surchauffe de 3 p. c. seulement. Dans la
- seconde année, l’économie a atteint 10 à 15 p. c. Cette différence d’économie est parfaitement explicable. La première année, les locomotives à surchauffe étaient employées spécialement à la remorque de trains faisant des arrêts relativement fréquents, tandis que la seconde année nous avons étendu leur emploi, et alors la fréquence moyenne des arrêts est devenue moins grande. J’ai ici les tableaux complets, qui pourront être insérés au compte rendu, si la section estime que ces renseignements sont intéressants. (Voir annexes, tableaux I à III.)
- Mr le Président. (En allemand.) — Vous avez donc affecté ces locomotives à un service plus rapide avec arrêts moins fréquents?
- M.r Greppi. — C’est-à-dire, qu’en plus du service qu’elles faisaient aupai avant, elles en ont fait encore d’autres, et ainsi, en 1909, la moyenne est devenue plus favorable. Elle porte sur des parcours totaux qui, pour les machines compound, représentent un peu plus de 5 millions de kilomètres et pour les machines 640 près de 3 millions de kilomètres.
- Mr Fowler, rapporteur. (En anglais.) — Je voudrais savoir si la superposition de la surchauffe au compoundage a permis de réduire la pression.
- M.r le Président. (En anglais.) — Oui, presque partout.
- Mr Chabal. — Pas en superposant le compoundage.
- Mr le Président. — Je parle de la supei-position de la surchauffe seule.
- Mr Chabal. — En effet, nous sommes
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- descendus de 16 à 12 atmosphères. C’est un des avantages que nous avons trouvés à i’adoption de la surchauffe.
- jjr Greppi. — Dans ces derniers mois, nous avons également, dans nos locomotives Mogul à deux cylindres, abaissé la pression de 16 à 12 atmosphères.
- Mr Fowler. (En anglais.) — Je sais que tel est le cas pour les machines à simple expansion ordinaires, mais je voudrais savoir si l’application de la surchauffe aux locomotives compound a conduit à réduire la pression.
- Mr le President. (En anglais.) — Il y a eu malentendu. Il s’agit de la compound à surchauffe et de la compound sans surchauffe. Dans ce cas, on n’a pas réduit le timbre. D’après les renseignements fournis, les essais des compounds à surchauffe ne sont pas terminés. Or, la question qui a été posée est de savoir si les différentes administrations estiment que la surchauffe suffirait pour compenser les avantages essentiels du système compound : c’est exactement ce que Mr Chabal a dit tout à l’heure.
- Mr Silva-Freire, Ministère des travaux publics, du commerce et de l’agriculture, Brésil. — Je voudrais encore signaler dans eette discussion la conclusion à laquelle nous sommes arrivés à la suite des expériences que nous avons faites au Brésil sur la surchauffe. Nous avons au réseau du chemin de fer Central un tronçon de voie principale d’environ 60 kilomètres avec des rampes presque continuelles allant Jusqu à près de 2 p. c. Il y a cinq ans, uous avons fait l’acquisition de quatre °rtes locomotives pesant chacune en ordre (e marche, tender en plus,.206,000 livres
- (93,440 kilogrammes); deux de ces machines étaient des compounds à quatre cylindres et les deux autres étaient des machines à deux cylindres, à simpleexpan-sion, pourvues du surchauffeur Vaughan-Horsey. Les compounds sont timbrées à 200 livres (14 kilogrammes par centimètre carré) et les machines à surchauffe à 175 livres (12.30 kilogrammes).Nousavons placé ces locomotives dans un roulement qui les astreignait à un service égal et régulier, tant à la montée qu’à la descente de la côte. Enfin, depuis quatre ans, nous avons organisé des trains très lourds, tant que la puissance des machines le permettait. L’expérience que nous avons faite dans ces conditions très dures, nous a permis de constater que la consommation de charbon est à peu près la même pour les machines compound que pour les machines à surchauffe, mais au point de vue de l’entretien et du personnel, nous sommes beaucoup plus enclins à adopter la surchauffe. En effet, le compoundage exige, pour un travail économique, l’emploi d’un personnel assez habile, tandis qu’un mécanicien quelconque ou un simple chauffeur peut conduire une locomotive à surchauffe qui travaille absolument comme une locomotive à simple expansion ordinaire.
- Mr le Président. — Si je comprends bien, Mr Silva-Freire est donc d’avis que, pour mener une machine compound, il faut un mécanicien plus instruit, tandis que pour une locomotive à surchauffe, on peut prendre un mécanicien quelconque. Je crois pouvoir lui répondre qu’en Europe et certainement aussi aux États-Unis, le personnel mécanicien est suffisamment instruit pratiquement et même théorique-
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- meut pour pouvoir manier une locomotive quelconque et que, pour le personnel européen, le compoundage n’a pas été une difficulté.
- (En anglais.) Pensez-vous, M1' Fovvler, que les mécaniciens aient eu plus de difficulté à conduire des locomotives com-pound que des locomotives à simple expansion ou à surchauffeur ?
- Mr Fowler. (En anglais.) — Non.
- Mr le Président. (En anglais.) — Je crois, de mon côté, que l’instruction de nos mécaniciens est suffisamment complète pour qu’ils puissent conduire des machines compound sans aucune difficulté.
- Mr Silva-Freire. — Je n’entends pas dire que notre personnel ne soit pas en état de
- conduire des locomotives compound comme le prouve le roulement régulier de nos compounds, mais simplement que nous pouvons confier une locomotive à surchauffe du système que nous avons adopté à un mécanicien ayant moins de pratique et même à un chauffeur intelligent parce que la surchauffe à piston régleur marche presque automatiquement et nous, n’avons eu jusqu’à présent que deux tuhes hrûiés en service.
- Nous pensons dorénavant augmenter notre stock de machines à surchauffe.
- . Mr le Président. (En allemand.) — Messieurs, je crois que nous pouvons clore cette discussion en laissant à nos rapporteurs le soin de rédiger les conclusions qui en découlent. {Adhésion.)
- Séance du 11 juillet 1910 (après-midi).
- Présidence de Mr GERSTNER.
- W le Président. — Messieurs, il est nécessaire que je puisse envoyer cet après-midi à l’imprimerie les conclusions de la deuxième section sur la question VI. Je soumets donc à votre approbation les conclusions suivantes :
- « Littéra A. — Les tendances actuelles dans l’établissement des chaudières avec tubes à fumée sont :
- « le maintien des foyers en cuivre en Europe, en acier doux en Amérique;
- « l’armaturage, des boîtes à feu avçc tirants (les tirants radiaux donnent satisfaction) ;
- « l’adoption des tubes en acier, sauf lorsque les eaux sont mauvaises;
- « l’application de moyens propres à diminuer les fuites aux tubes et les avaries de la plaque tubulaire du foyer.
- « L’emploi des tubes Serve se maintient en France et en Alsace-Lorraine.
- « Le martelage du cuivre de la plaque tubulaire a été reconnu avantageux.
- ' « La boîte à fumée prolongée est jugée
- utile.
- « Quelques administrations se servent avec avantage de foyers larges et relative ment courts, débordant sur les longerons. « L’emploi de voûtes en briques réfiac
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- tajr€S ou d’autres fumivores est recommandé. »
- _ Adopté.
- « Lïttéra B. — 1° La chaudière à tufees .d’eau a’est représentée que par la forme à foyer tubulaire. Ce type n’est ni assez répandu ni depuis assez longtemps à l’essai et en service pour qu’on puisse le juger définitivement.
- « 2° L’adoption d’appareils sécheurs et surchauffeurs de la vapeur des locomotives est à recommander; l’emploi de vapeur surchauffée ou tout .au moins séchée offre de précieux avantagesil permet d’obtenir une plus grande puissance moyennant une légère augmentation de poids et de réduire, à puissance égale, la •consommation d’eau et de combustible.. Ces avantages paraissent s’accentuer à mesure que la température de la vapeur et la puissance développée s’élèvent.
- a La dépense supplémentaire d’établissement et d’entretien (l’augmentation des frais d’entretien n’est pas encore bien démontrée) et le surcroît des frais dégraissage sont amplement rachetés par l’économie d’eau et de combustible.
- «La combinaison de la simple expansion avec la surchauffe permet, tout en réalisant une puissance suffisante et en faisant usage de chaudières de dimensions modérées, d’employer de faibles pressions, facilitant l’entretien de la chaudière.
- « Il paraît que la grande fluidité de la rapeur surchauffée exerce une influence favorable en ce qui concerne les grandes blesses des trains. L’emploi combiné de la surchauffé avec le système compound i&ud à se répandre en ce qui concerne les iypes a quatre cylindres.
- (c Les locomotives à quatre cylindres et
- à surchauffe simple donnent les mêmes résultats que les locomotives à' quatre cylindres compound et à surchauffe.
- « La conduite et l’entretien des locomotives à surchauffe ne présentent pas de difficultés.
- « d°Les réchaufféurs de l’eau d’alimenta-tio» sont à l’essai, mais en petit nombre. »
- Mr Paul-Dubois, secrétaire prmmpaL — Il est dit dans les conclusions que « les locomotives à quatre cylindres et à surchauffe simple donnent les mêmes résultats que les locomotives;à quatre cylindres compound et à surchauffe ». Les exemples de locomotives à quatre cylindres égaux à surchauffe sont jusqu’à présent extrêmement rares,. Il s’agit de cas tout à fait isolés et aucune de ces machines n’est en service depuis un temps un peu long. Je crois donc qu’il est quelque peu prématuré de conclure dans ce sens,.
- Notre expérience est d’ailleurs en contradiction avec cette conclusion. En effet, par le compoundage et la surchauffé, nous avons obtenu un gain qui paraît supérieur à celui qu’on a obtenu avec la machine à quatre cylindres égaux à surchauffe. Je crois donc que la question doit rester pendante et qu’il serait imprudent de conclure que les deux types de locomotives peuvent être placés sur un pied d’égalité.
- Mr le Président. — Je crois cependant avoir traduit le sentiment qui s’est manifesté. On pourrait, si on le désire, dire : cr L’emploi des, locomotives à quatre cv-cc lindres égaux et à surchauffe paraît cc donner les mêmes résultats. »
- Mr Paul-Dubois. — D’après nous, il ne le paraît pas.
- Mr le Président. — Dans ces conditions,
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- je pense qu’il vaudrait mieux biffer la phrase. Je regrette cependant que Mr Gérard ne soit pas présent, car je crois que c’est à l’Etat belge que des constatations dans ce sens ont été faites. Je crois également que Mr Chabal a aussi préconisé l’emploi des machines à quatre cylindres égaux. t
- Mr Dassesse. — Nous possédons les résultats obtenus sur les chemins de fer de l’État belge et sur le Paris-Lyon-Méditerranée. C’est sur ces résultats que nous nous sommes appuyés.
- . Mr Herdner. — La phrase pourrait être biffée.
- Mr Herscher, Ch. de f. Paris-Lyon-Méditerranée. — Il y a lieu de noter que les •essais du Paris-Lyon-Méditerranée n’ont porté que sur deux machines, l’une com-pound simple, l’autre à quatre cylindres égaux et à surchauffe.
- Mr le Président. —.11 est peut-être difficile de considérer comme concluants les résultats d’expériences faites avec deux locomotives seulement. Nous pourrions cependant maintenir la phrase en y employant le mot « paraît ».
- Mr Paul-Dubois. — Jusqu’à présent, rien de pareil n’est encore démontré.
- Mr Herscher. — Le Paris-Lyon-Méditerranée se propose de poursuivre les expériences déjà faites.
- Mr le Président. — Nous pourrions même nous borner à dire : « L’emploi de « locomotives à quatre cylindres égaux et à « surchauffe est à l’essai. » (Très bien!) Je voudrais, en effet, que la chose ne fût pas perdue de vue.
- Mr Herscher. — La Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée a l’intention de continuer, sur une plus grande échelle, ies essais comparatifs commencés par elle entre machines à quatre cylindres des trois types : compound simple, compound surchauffe et surchauffe à simple expansion
- Mr L’Hoest, Ch. de f. de l’État belge. — Nous pourrions au moins constater que certaines administrations ont obtenu de bons résultats.
- Mr le Président. — Nous pourrions dire : « ... est à l’essai et satisfait jusqu’à présent. » (.Interruptions.)
- Mr Herdner. — Permettez-moi de présenter une observation au point de vue de la rédaction. Au lieu de : a foyer tubulaire », il vaudrait mieux mettre : « foyer à tubes d’eau ».
- Mr le Président. — Parfaitement et je vous remercie de m’avoir signalé cette faute.
- — Le littéra B des conclusions avec la modification relative aux locomotives à quatre cylindres égaux et surchauffe est adopté.
- Mr le Président. — « Littéra C. — P°U1' remédier aux avaries des chaudières, on recommande l’emploi d’eaux d’alimentation aussi pures que possible. Il serait a désirer que les administrations possédant des épurateurs indiquent les dépenses et les économies réalisées.
- « Le lavage à l’eau chaude est reconnu utile et peut être recommandé.
- « Les appareils pour la séparation des tartres ne sont employés que rarement et seulement à titre d’essai. Pour les entie
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- toises, on se sert parfois du bronze au manganèse au lieu du cuivre.
- « Pour se parer contre les avaries de chaudières, on recommande le choix de formes de chaudières convenables diminuant autant que possible l’amplitude des flexions. »
- Mr le Président. — Nous avons adopté ce texte d’accord avec les rapporteurs, parce que nous estimons qu’il est très utile de recommander aux administrations de ne pas se borner à faire des épurateurs, mais de chercher par tous les moyens à se procurer des eaux d’alimentation aussi
- pures que possible, alors même que les frais de premier établissement seraient un peu élevés, la dépense étant toujours compensée par l’économie sur les frais d’entretien. Je crois que le texte proposé exprime bien cette idée.
- La dernière phrase a été empruntée à l’exposé de Mr Antochine, mais nous savons tous que ce ne peut être là qu’un vœu. (Rires.)
- S’il n’y a pas d’observations, je déclare ces conclusions adoptées.
- — Les conclusions proposées sont adoptées.
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- DISCUSSION EN SÉANCE PLÉNIÉRE
- Séance du 15 juillet 1910 (matin).
- Présidence de Mr P. WEISSENBACH. Secrétaire général : Mr L. WEISSENBRUCH.
- 1er Secrétaire général adjoint : Mr MÜRSET.
- 2e Secrétaire général adjoint : Dr A. BONZON.
- Mr Gerstner, président de la 2e section, donne lecture du
- Rapport de la 2e section.
- (Voir le Journal quotidien de la session, n° 10, p. 6.)
- Littéra A.
- « Les rapporteurs présentent leurs exposés et lisent leurs conclusions.
- « Les conclusions de l’exposé de MrVau-ghan sont résumées comme suit par Mr Fowler (Midland Railway) :
- « Le type de chaudière généralement employé est à berceau cylindrique avec tirants de ciel radiaux, quoique environ 15 p. c. des locomotives sont munies de chaudières Belpaire. Il a été constaté que les collerettes de chaudières Belpaire se fissurent plus facilement.
- « Coutures. — On expérimente en ce moment des viroles soudées.
- « Dômes. — Chaque locomotive est pourvue de dômes.
- « Renforcement. — La plaque arrière de la boîte à feu et la plaque tubulaire de la boîte à fumée sont renforcées, le plus souvent au moyen de tiges et moins souvent au moyen de goussets.
- « Entretoisement du foyer. — Les tirants de ciel sont munis, du côté du feu, d’une tête ronde. Du côté du manteau, ils sont rivés ou munis d’un écrou.
- « Entretoises. — On utilise généralement du fer forgé, répondant aux prescriptions normales. A certains endroits on pose des entretoises flexibles.
- « Foyers. — On emploie, exclusivement, des tôles en acier, le plus souvent d’une épaisseur de 9.5 millimètres. La durée varie de cinq à huit ans. Des foyers larges sont employés sur un grande échelle.
- « Portes. — Le plus souvent on utilise des portes à charnières.
- « Lames d'eau. — L’épaisseur du cadre
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- du foyer a été augmentée, ces dernières années, de 3 1/2 à 5 pouces (de 88.9 à 127 millimètres).
- « Tubes bouilleurs. — On emploie de l’acier doux et du fer au charbon de bois. Les bouts des tubes (munis de bagues en cuivre) sont rebordés et rivés. »
- « Mr Zehnder (État bavarois) désire obtenir des renseignements plus complets sur les foyers élargis.
- « Mr Steinbiss (rapporteur) répond que les chemins de fer prussiens utilisent aussi les foyers élargis et qu’ils ont fait disparaître l’inconvénient précédemment observé d’une activité inégale du feu sur la grille en faisant le cendrier de la même largeur que celle-ci. En outre, on a remplacé avantageusement les deux portes de foyer par une seule.
- « Mrs Noltein (rapporteur) et Slobod-sinsky (ÉtcCt russe) font connaître que leurs administrations utilisent également les foyers élargis et que ceux-ci se comportent très bien.
- « Mr Herdner (Midi français) parle des foyers de forme trapézoïdale dont son administration est satisfaite. Il signale notamment qu’avec cette construction, les entretoises restent parfaitement étanches.
- « D’après une communication de Greppi (État italien), les chemins de fer italiens ont actuellement 288 locomotives (150 du type 2-6-2 et 138 du type 0-10-0) en service avec boîte à feu rectangulaire élargie qui ont donné de bons résultats. On en construit en ce moment une série avec foyer trapézoïdal.
- « Mr Rohr (Alsace-Lorraine) parle des tlJbes Serve, appliqués à une série de
- 165 locomotives depuis quatre à sept ans et qui font un excellent service, mais à la condition essentielle qu’on les maintienne en parfait état de propreté.
- cc Mr Chabal (Paris-Lyon-Méditerranée) dit que sa compagnie a en service environ 1,800 locomotives munies de tubes Serve et que ceux-ci n’ont jamais occasionné aucun ennui. On les nettoie soigneusement et régulièrement par la vapeur.
- a Mr Herdner reprend un passage de l’exposé de Mr Nadal, dans lequel ce dernier attribue aux tubes Serve une influence fâcheuse sur la durée des plaques tubulaires ; il dit que, pour sa part, il a pu faire des expériences avec six locomotives prises dans une livraison de vingt-cinq, qui ont été munies de tubes lisses cintrés' (voussure d’environ 35 millimètres), ainsi que de tirants pour relier les plaques tubulaires. Cette disposition n’a cependant pas empêché les mêmes avaries de se reproduire; aussi en est-on revenu à l’emploi des tubes Serve.
- « Mr Greppi est aussi d’avis que les tubes Serve ne sont pas la cause des avaries qui se manifestent aux plaques tubulaires. Cependant son administration n’a pas cru devoir en continuer l’usage dans les constructions nouvelles où la longueur des tubes a été portée au delà de 4 mètres. Une autre raison qui les a fait abandonner est le prix élevé et la difficulté d’approvisionnement. Les fournisseurs étant moins nombreux, on ne peut pas mettre en jeu la concurrence.
- « M1' Lavialle d’Anglards (Compagnie des chemins de fer portugais) dit qu’on a essayé des tirants pour relier les plaques tubulaires. Ceux-ci ont été répartis de
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- diverses manières sur la surface des plaques, mais les essais ont été désastreux et les tirants sont maintenant abandonnés.
- « Mr Salomon {Est français) dit que l’impression première était que les tubes Serve donnaient lieu à des inconvénients, mais on a dû reconnaître qu’il n’en était rien. Son administration possède 500 à600 locomotives avec tubes Serve.
- « Mr Chabal dit que sur 1,800 locomotives munies de tubes Serve on en compte au moins 80 qui ont fourni un parcours d’environ 600,000 kilomètres avec les mêmes plaques tubulaires.
- « Mr Koechlin (Nord français) est très satisfait des tubes Serve. A poids égal, les chaudières à tubes Serve ont une plus grande puissance que celles à tubes lisses.
- « Mr Chabal a transformé 'un grand nombre de locomotives en remplaçant simplement les tubes lisses par des tubes Serve. Ainsi transformées, les locomotives ont eu leur puissance augmentée de 10 p. c.
- « Mr Fowler (rapporteur) fait une communication au sujet des essais faits avec des tubes Serve, d’une longueur d’environ 4.50 mètres; ces essais n’ont pas été satisfaisants. Fréquemment il se produisait des fuites que l’on n’a pu faire disparaître qu’en remplaçant les tubes Serve par des tubes lisses.
- Littèra B.
- « Mrsles Rapporteurs Dassesse, Fowler, Gerstner, Noltein, Fowler (parlant pour Mr Vaughan) et Steinbiss résument leurs exposés et donnent lecture des conclusions.
- « Mr Noltein donne quelques renseignements supplémentaires sur les expériences faites avec la chaudière Brotan depuis la rédaction de son exposé; l’économie réelle réalisée en service avec cette chaudière dépasse les 3 à 5 p. c. qu’ont donnés les essais.
- « Ce résultat est spécialement dû à une meilleure circulation d’eau, qui produit un effet avantageux lors de la mise en pression et un effort réduit de la machine. Les avaries qui se sont produites à deux locomotives (boursoufflures et fissures) ont été occasionnées par le manque d’eau. La bonne circulation d’eau était gênée et, par conséquent, la réfrigération des tubes à eau rendue illusoire.
- « Il est de toute importance de prévoir le niveau de l’eau assez haut.
- « Des réparations difficiles à exécuter ont été nécessaires, par suite d’un manque d’étanchéité des joints des brides du réservoir du fond.
- « Pour cette raison, on a modifié la construction des nouvelles chaudières, en réduisant le nombre de ces joints à un seul, moyennant des points métalliques (lentilles).
- a Les conclusions de l’exposé de Mr Vaughan sont résumées comme suit par Mr Fowler :
- « Chaudières avec tubes à eau. — Il n y en a pas en service.
- « Surchauffeurs de vapeur. — Une économie appréciable de charbon résulte de l’adoption des surchauffeurs de vapeur. Cette économie est plus grande pour les locomotives à voyageurs que pour celles à marchandises, mais l’augmentation^ de puissance qui en résulte pour ces dernières présente également un avantage.
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- « L’augmentation possible des frais d’entretien et une plus grande fréquence d’accidents en service ne peuvent pas être considérées comme très sérieuses.
- « Réchauffeurs de l’eau d’alimentation. __ Aucun n’est en service, mais dans plusieurs cas, la vapeur de l’échappement de la pompe est conduite dans le tender. »
- « Mr Steinbiss rectifie comme suit les conclusions concernant les tiroirs cylindriques pour locomotives à vapeur surchauffée contenues dans son exposé :
- « Les tiroirs cylindriques avec segments élastiques ont donné de bons résultats ; les tiroirs cylindriques sans segments élastiques ne peuvent être recommandés ; les tiroirs plans ne sont pas employés; les soupapes du système Lentz sont à l’essai.
- I. — Chaudières à tubes d’eau.
- « Mr Herdner déclare que deux chaudières Brotan d’ancienne construction à deux corps cylindriques fonctionnent depuis deux ans dans d’excellentes conditions. L’une d’elles a des tubes Serve, l’autre des tubes lisses. La plaque tubulaire avant de la chaudière à tubes Serve est fixée au corps cylindrique par l’intermédiaire d’une pièce ondulée facilitant la dilatation.
- « La vaporisation dans ces deux chaudières a toujours été excellente. La consommation de combustible est cependant restée sensiblement la même que dans les chaudières ordinaires.
- « En cours de service, il ne s’est produit quune seule avarie peu grave; un tube à eau s’est bouché. Au-dessous du point obstrué, il s’est formé une hernie, puis Une fissure. Celle-ci a pu être facilement reparée au moyen du chalumeau au gaz 0xydrique.
- « M1' Koechlin dit que son administration; n’a construit des foyers de chaudières qu’avec de petits tubes, parce qu’on craignait les explosions des tubes à grand diamètre. Une locomotive de ce type est exposée à Bruxelles et la description en a été publiée dans la Revue générale des che~ mins de fer (juin 1910). A une demande de renseignements que fait Mr Koechlin au sujet des expériences poursuivies avec les chaudières à gros tubes, Mr Rihosek (État autrichien) répond qu’aucune explosion ne s’est produite à des tubes; seules quelques fissures ou criques se sont manifestées, ce qui a nécessité le remplacement de quelques tubes.
- « Mr Papp (rapporteur) donne les mêmes renseignements; il ajoute que ces inconvénients ne se sont présentés qu’aux grands foyers.
- « Mr Chabal donne quelques explications sur les expériences faites avec les chaudières Robert essayées en Algérie.
- « L’inconvénient capital de ce type de construction provient de ce que les gaz sont mal canalisés et qu’il se forme des dépôts de suie en certains endroits autour des tubes, ce qui rend le ramonage difficile. Ce type de chaudière ne répondant pas à l’attente, il n’en sera pas fait une plus grande extension.
- II. — Locomotives à vapeur surchauffée.
- « Mr Slobodsinsky dit que les locomotives à vapeur surchauffée mises en service en Russie ont réalisé une économie de 20 p. c. sur la consommation d’eau, avantage très apprécié dans certaines contrées où l’eau est rare.
- « Mr Zehnder fait connaître que trente-
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- neuf locomotives sans surchauffe et vingt et une avec surchauffe ont été mises concurremment en service pour établir une comparaison sur leur consommation. Pour les locomotives à vapeur saturée, celle-ci s’est élevée à 13.4 kilogrammes contre 1,1.3 kilogrammes pour celles à vapeur surchauffée : l’économie pour les locomotives avec surchauffe est donc de 15 p. c.
- « Mr Gerstner (président) demande si l’on doit ou si l’on ne doit pas employer le compoundage superposé avec la surchauffe.
- « Mr Nadal (rapporteur) fait part de quelques chiffres tirés des expériences qu’il vient d’effectuer avec une locomotive à quatre cylindres, avec surchauffeur Schmidt, remorquant un train de 270 tonnes, sur la section Paris-Rouen.
- « Il a trouvé une dépense de 8.3 kilogrammes d’eau par cheval indiqué par heure et une puissance moyenne développée de 850 chevaux. Pour comparaison, il dit que la dépense moyenne d’une locomotive à vapeur saturée est d’environ 10 kilogrammes par cheval indiqué.
- « Mr Keller (Chemins de fer fédéraux suisses) donne des renseignements sur la consommation respective des locomotives 4-6-0, dont il existe trois types qui ont été mis dans un même service. Comparée avec celle à vapeur saturée (locomotive compound à quatre cylindres, 15 atmosphères), la locomotive à vapeur surchauffée (compound quatre cylindres, 13 atmosphères), fait une économie de charbon de 3.9 à 6.5 p. c., tandis que la locomotive à trois cylindres égaux et à vapeur surchauffée (12 atmosphères) consomme encore davantage que celle à vapeur saturée.
- « Mr Noltein (rapporteur) est d’avis qUe pour les locomotives à surchauffe à quatre cylindres, il est avantageux .d’employer le compoundage.
- « Mr Charal dit que les chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée font des expériences avec plusieurs séries de locomotives à grande vitesse et à marchandises. Il semble résulter de ces essais, qui du reste ne sont pas encore terminés, que la surchauffe seule procure une économie équivalente à celle que réalise le compoundage superposé à la surchauffe.
- « Avec des trains de marchandises ayant de fréquents arrêts, la surchauffe n’a pas donné des résultats favorables.
- « M1' Gerstner (président) dit que, dans les èssais comparatifs faits avec des locomotives du type 3/5 à cylindres égaux, les locomotives à surchauffe ont donné une économie de 10 p. c. sur les locomotives compound à quatre cylindres et à vapeur saturée.
- « Mr Herdner a obtenu de très bons résultats avec une locomotive à marchandises à surchauffe et deux cylindres égaux. Celle-ci peut remorquer 35 p. c. de plus que les locomotives ordinaires sur fortes rampes. En outre, pour un service égal, la consommation des premières était de 24 à 25 kilogrammes, tandis que les locomo-, tives ordinaires consomment en moyenne 28 kilogrammes.
- « Mr Paul-1)ubois (Paris-Orléans) donne aussi quelques renseignements sur les expériences faites avec des locomotives a surchauffe, lesquelles sont aussi favorables.
- « Mr Ernest Gérard (vice-président) demande s’il est préférable de surchauffe! a
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- vapeur avant la haute pression ou entre la haute et la basse pression.
- « Mr Salomon répond qu’une construction permettant de surchauffer avant la haute pression et en même temps entre la haute et la basse pression a été appliquée à quatre locomotives ; l’une de celles-ci est exposée à Bruxelles. Ce dispositif a l’inconvénient d’exiger un réservoir intermédiaire de grandes dimensions. Dès les premiers essais, on s’est heurté à des complications.
- « Mr Chabal pense qu’il suffit de surchauffer avant l’entrée à la haute pression, vu qu’il a constaté que la température de la vapeur à l’échappement conservait encore une surchauffe de 5 à 6°.
- « Mr Nadal est du même avis, car d’après ses expériences il a trouvé qu’à son entrée aux cylindres à basse pression, la vapeur possédait encore une surchauffe de 20 à 30°; il en conclut qu’un surchàuffeur intermédiaire n’est pas nécessaire.
- « Mr Greppi a fait les mêmes observations que Mrs Chabal et Nadal, il donne en outre quelques rénseignements sur les économies réalisées par les chemins de fer italiens avec les locomotives à vapeur surchauffée.
- « Mr Fowler (rapporteur) demande si dans les locomotives compound à vapeur surchauffée on a pu abaisser le timbre de ia chaudière.
- « Il lui est répondu négativement.
- I
- Littéra C.
- <c Mrs les Rapporteurs Nadal, Fowler, àKCHBUTi, Steinbiss, Papp et Antochine
- onnent lecture du résumé de leurs expo-Ses ^ de leurs conclusions.
- « Mr Archbutt adresse plusieurs questions à ses collègues Mrs Antochine, Papp et Steinbiss sur quelques points de leurs rapports concernant l’analyse des eaux, les frais de distillation des eaux, les moyens employés pour prévenir la corrosion des chaudières et l’emploi d’huiles minérales comme désincrustants. Il regrette que les résultats économiques de l’épuration des eaux fournis par les administrations ne soient pas plus détaillés et plus complets.
- « La section est d’accord pour soumettre à 1’assemblée plénière le projet de conclusions suivant. »
- Mr le Président. — Voici les
- CONCLUSIONS.
- Littéra A.
- « Les tendances actuelles dans l’éta-« blissement des chaudières avec tubes à « fumée sont :
- « le maintien des foyers en cuivre en « Europe, en acier doux en Amérique ;
- « l’armaturage des boîtes à feu avec « tirants (les tirants radiaux donnent « satisfaction) ;
- « l’adoption des tubes en acier, sauf « lorsque les eaux sont mauvaises ;
- « l’application de moyens propres à « diminuer les fuites aux tubes et les ava-« ries de la plaque tubulaire du foyer.
- « L’emploi des tubes Serve se maintient « en France et en Alsace-Lorraine.
- « Le martelage du cuivre de la plaque « tubulaire a été reconnu avantageux.
- « La boîte à fumée prolongée est jugée « utile.
- « Quelques administrations se servent « avec avantage de foyers larges et relati-
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- « vement courts, débordant sur les longe-« rons.
- « L’emploi de voûtes en briques réfracte taires ou d’autres fumivores est recom-« mandé. »
- Littéra B.
- « 1° La chaudière à tubes d’eau n’est « représentée que par la forme à foyer à « tubes d’eau. Ce type n’est ni assez a répandu ni depuis assez longtemps à « l’essai et en service pour qu’on puisse le « juger définitivement.
- « 2° L’adoption d’appareils sécheurs et « surchauffeurs de la vapeur des locomo-« tives est à recommander; l’emploi de « vapeur surchauffée ou tout au moins « séchée offre de précieux avantages : il « permet d’obtenir une plus grande puis-« sance moyennant une légère augmenta-« tion de poids et de réduire, à puissance « égale, la consommation d’eau et de comte bustible. Ces avantages paraissent s’ac-« centuer à mesure que la température de « la vapeur et la puissance développée « s’élèvent.
- « La dépense supplémentaire d’établis-« sement et d’entretien (l’augmentation « des frais d’entretien n’est pas encore « bien démontrée) et le surcroît des frais « de graissage sont amplement rachetés « par l’économie d’eau et de combus-« tible.
- tt La combinaison de la simple expan-« sion ayec la surchauffe permet, tout en « réalisant une puissance suffisante et en « faisant usage de chaudières de dimen-« sions modérées, d’employer de faibles « pressions, facilitant l’entretien de la « chaudière.
- « Il paraît que la grande fluidité de la « vapeur surchauffée exerce une influence « favorable en ce qui concerne les grandes « vitesses des trains. L’emploi combiné de « la surchauffe avec le système compound « tend à se répandre en ce qui concerne « les types à quatre cylindres.
- « L’emploi de locomotives à quatre tt cylindres égaux et surchauffe est à l’essai « et satisfait jusqu’à présent.
- « La conduite et l’entretien des locomo-« tives à surchauffe ne présentent pas de « difficultés.
- « 3° Les rôchauffèurs de l’eau d’alimen-tt tation sont à l’essai, mais en petit « nombre. »
- Littéra C.
- « Pour remédier aux avaries des chau-« dières, on recommande l’emploi d’eaux « d’alimentation aussi pures que possible, tt II serait à désirer que les administra-« tion s possédant des épurateurs in-« diquent les dépenses et les économies tt réalisées.
- « Le lavage à l’eau chaude est reconnu « utile et peut être recommandé.
- « Les appareils pour la séparation des « tartres ne sont employés que rarement tt et seulement à titre d’essai. Pour les tt entretoises, on se sert parfois du bronze « au manganèse au lieu du cuivre.
- « Pour se parer contre les avaries de « chaudières, on recommande le choix de « formes de chaudières convenables dmn-« nuant autant que possible l’amplitude « des flexions. »
- — Ces conclusions sont ratifiées Par l’assémblée plénière.
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- ANNEXES
- Tableau I.
- Service et consommation de combustible de la locomotive n° 68150 avec surchauffeur Schmidt en comparaison avec le service et la consommation des autres locomotives du même type à vapeur saturée du dépôt de Florence (période de novembre 1909 à février 1910).
- Parcours, © a ^ ©* ce o g, fl 'P 02 . H Sh © 02 3 03 H 3 © &.© £3 *-* 02 g 5 œ ® g S Consommation brute de combustible, en kilogrammes,
- locomotive n° en kilomètres. 2 S s <Ü O ° *-t <© cô U •-* A <0 O t%h <D O. "S âo» .3 88® g .HH totale. par kilomètre réel. par 109 tonnes kilomètres virtuelles remorquées (véhicules). Observations.
- ' 6803 10,884 223 124 175,275 16.1 6.78 224 kilomètres effectués avec les trains pour le service de la voie.
- 1 6822 4,630 187 145 66,250 14.3 7.07 Service pendant le seul mois de février.
- i 6864 768 248 86 13,000 16.9 6.34 Service durant le seul mois de novembre.
- 6865 16,612 178 129 244,895 14.7 7.27
- 1 6867 19,614 216 128 294,825 15.0 6.40
- | 6868 2,886 218 142 41,375 14.3 6.09 . Service pendant les seuls mois de novembre et février.
- ; 6869 8,222 213 147 122,850 14.9 6.42 Service durant les seuls mois de novembre, décembre et février.
- ' 6870 17,741 216 140 277,400 15.6 6.66
- 6871 12,639 222 131 224,700 17.8 7.32
- 6872 21,111 229 124 343,275 16.3 6.52
- 6873 19,543 223 120 326,250 16.7 6.89
- 6874 9,030 216 123 137,425 15.2 6.47 Service pendant les seuls mois de décembre, janvier et février.
- 6875 18,154 225 109 289,475 15.9 6.54
- 6876 19,501 225 139 325,650 16.2 6.84
- 6877 18,996 237 132 329,050 17.3 6.75
- 6878 20,269 214 101 317,630 15.7 6.77
- 6879 20,198 . 224 135 332,450 16.5 6.78
- 6880 18,087 190 140 295,275 16.3 7.88
- 68150 19,549 233 137 279,450 14.3 5.53
- °teux etmoyenaes. 278,434 218 128 4,436,500 15.9 6.71
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- VI
- 756
- Tableau IL
- 630
- 640
- 630
- Données relatives au travail et à la cong0
- Parcours réels, en kilomètres,
- Série
- des DÉPÔTS. pour le service
- locomotives pour le service des trains et
- n° des trains. des manœuvres (6 kilomètres à l’heure).
- 640
- 1908
- Turin...........................
- Venise..........................
- Ancône..........................
- Foligno.........................
- Naples .........................
- Différentes localités...........
- Totaux.
- Turin . . .
- Milan Central. ... ...
- Venise .•............ ...
- Florence........................
- Totaux.
- 618,747
- 1,293,794
- 825,998
- 655,495
- 452,659
- 182,732
- 4,029,425
- 817,279
- 122,331
- 685,142
- 11,319
- 1,636,071
- 622,185
- 1,306,070
- 826,454
- 655,573
- 453,685
- 183.008
- 4,046,975
- 820,723
- 125,085
- 690,716
- 11,319
- 1,647,843
- 1909
- Turin .... Venise .... Ancône .... Foligno. . . .
- Naples .... Foggia ....
- Bari............
- C. Mer Adriatique
- Totaux.
- Turin . . .
- S Milan Central. ’ Venise . . .
- Totaux.
- 450,851
- 1,138,531
- 889,752
- 716,034
- 1,006,753
- 470,510
- 506,839
- 704
- 5,179,974
- 1,253,354
- 1,056,183
- 479,107
- 2,788,644
- 451,961
- 1,144,207
- 890,322
- 716,088
- 1,007,191
- 471,122
- 507,181
- 704
- 5,188,776
- 1,256,474
- 1,088,673
- 482,407
- 2,827,554
- Rapport
- entre
- le parcours virtuel et
- le parcours réel
- pour le service des trains.
- 1.13
- 1.05
- 1.03
- 1.31
- 1.26
- 1.13
- 1.19
- 1.09
- 1.05
- 1.09
- 1.15
- 1.18
- 1.05
- 1.04
- 1.33
- 1.27
- 1.30
- 1.00
- 1.16
- 1.18
- 1.09
- 1.07
- 1.13
- Charj,
- rei|ior , . (véhict en toaafe
- 1S5
- 19b
- VI
- 757
- bustiDle des locomotives groupes 630 et 640 (1908-1909)
- Tableau IL
- en
- •0jrammes-
- pisinati°D
- braie
- de
- •hustiWe.
- Consommation de combustible, i
- déduction faite de la consommation relative aux manœuvres, déduction faite de la consommation relative aux allumages, manœuvrés, stationnements et chauffage à la vapeur,
- totale, en kilogrammes. par kilomètre réel, en kilogrammes. par 100 tonnes-kilomètres remorquées (véhicules), en kilogrammes. par 100 tonnes-kilomètres virtuelles, y compris la locomotive et le tender, en kilogrammes. par 100 tonnes-kilomètres virtuelles remorquées (véhicules), en kilogrammes.
- 1908
- 7,900,080 7,871,430 12.72 5.73 2.73 4.80
- 15,935,235 15,832,935 12.24 5.06 2.64 4.35
- lt),291,0® 10,290,285 12'. 45 5.35 2.81 4.68
- «,132,990 8,132,340 12.41 6.20 2.72 5.39
- 5,281,280 5,272,730 11.65 5.80 2.57^ 4.98
- 2,563,610 2,561,300
- 50,107,280 49,961,030 12.40 5.54 2.71 4.78
- 10,746,397 10,717,697 13.11 5.77 2.80 4.99
- 1,445,875 1,422,925 11.63 4.76 2.45 4.09
- 7,490,270 7,443,820 10.86 5.14 2.50 4.37
- 158,950 158,950 14.04 6.27 3.08 5.31
- 19,841,492 19,743,392 12.07 5.44 2.65 4.67
- 1909
- 5.968,400 5,959,150 13.22 5.98 2.80 5.04
- 11.225,500 14,178,200 12.45 5.63 2.85 4.87
- R.382,995 11,378,245 12.78 5.56 2.89 4.85
- 5*659,765 8,659,315 12.09 5.91 2.59 5.11
- ">®0,060 11,646,410 11.57 5.57 2.47 4.74
- 6Æ2,280 6,947,180 14.77 7.14 3.19 6.19
- 6>»i,0l5 6,024,165 11.89 5.99 2.98 5.24
- 8,275 8,275
- '*•874,290 64,800,940 12.51 5.84 . 2.78 5.04
- 4l&,9,685
- 14,923,685 11.91 5.04 2.45 4.28
- ‘'•^,980 12,270,170 11.62 ' 4.97 2.43 4.13
- S'^,500 /
- 5,758,000 12.02 5.65 2.77 4.86
- ^6,105
- 32,951,855 11.82 5.11 2.49 4.31
- p.dbl.756 - vue 1014/1585
-
-
-
- VI
- 758
- Tableau III. Données relatives au travail et à la consommation d’eau et de combustible dp io
- ia *°C0n
- DATE
- L’ESSAI.
- PARCOURS
- CONSIDÉRÉS.
- fl %
- ® S 33
- sa
- b a
- Lr
- ®,*
- a. 2
- fl o fl 53 S S-,-fl +* co qj
- Locomotive n1 68i! Trains dans lt
- 21 22 nov. 1909. 13 Florence-Chiusi. 150 201 283 8,470 63.8 223,850,000 1,490 352 56,950 *7 A'O 104 77.2 18.8 6,640 37.9 0.274 0.174 2,080 13.9 .10.4 2.5 884 252 0.0365 0.0232 7.5
- 21 24 nov. 1909. 13 - - . - - 503 9,040 59.8 322,500,000 2,150 476 60,300 r..*f 107.3 80 13.4 6,410 36.6 0.267 0.173 2,150 14.3 10.7 1 8 857 245 0.0356 0.0231 7.5
- 21 9 déc. 1909. 16 - • - - P) 346 I 360 i 8,650 62.4 330,000,000 2,200 509 69,963 t‘!5 116 87.5 14.3 7,300 41.7 0.230 0.169 2,875 19.1 14.3 2 3 1,195 342 0.0420 0.028 6.1
- 21 26 nov. 1909. 14 Florence-Orte. . 231.7 251 « 316 ( 337 ( 13,570 61.5 481,100,000 2,075 473 80,366 12< BAt 97.6 90 17.2 6,000 46.5 0.281 0.189 3,060 13.2 12.2 1.7 812 232 0.0380 0.024 7.5
- 21 6 déc. 1909. 16 - - « 340 j 360 S 13,435 62.0 438,570,000 1,892 433 86,440 E : l » 109.5 101 15.6 6,800 38.8 0.293 0.193 3,290 14.2 13.1 2.0 882 252 0.0380 0.025 7.7
- 315 ) :?0 91.6
- 21 27 juin 1910. 16 — — • • — — W 281 301 ) 12,910 64.5 366,795,000 1,583 378 ' 77,600 m 1 84.5 15.6 5,910 33.7 0.273 0.173 2,640 11 4 10.5 1.9 736 210 0.0340 0 0216 8.0
- 337 ) 82,870 F " 93.0 85.7
- 21 29 juin 1910. 16 — — (2) 305 12,900 64.6 370,755,000 1,630 390 -.i* 15.4 6,000 34.3 0.26 0.17 2,650 IL. 4 10.5 1.9 740 211 0.0320 0.0207 8.1
- • 318 )
- 21 1 juillet 1910. 16 P)j 348 j 315 13,020 64.0 388,000,000 1,675 397 85,590 : 94.6 87.2 15.2 6,060 34 6 0.256 0.168 2,870 12.4 11.4 2.0 794 227 0.0336 0.022 7.6
- 328 i
- Trains dan* : ù Florence.
- 22 25 nov. 1909. 13 Orte-Florence. . 231.7 254 .(1) 342 ) 321 | 14,220 58.6 S4.138 ' 104.2 95 6,120 35.0 0.287 0.187 3,285 14.2 12.9 831 237 0.0390 0.025 7.5
- 22 27 nov. 1909. 14 - • •* - - m 356 I 334 j 13,890 60.0 511,335,000 2,210 491 87,564 •Av1 96.5 88 11.8 5,800 33.1 0.255 Î0.169 3,125 13.5 12.3 1.7 810 231 0.0360 0.024 7.1
- 22 7 déc. 1909. 16 - - . - - w 355 i 333 \ 13,720 60.8 475,000,000 2,100 473 87,300 -6.4 96.2 13.5 6,420 36.6 0.279 0.185 3,500 14.7 13.7 1.9 918 262 0.0400 0.026 7.1
- 22 10 déc. 1909. 16 _ pj 362 ( 340 i 14,060 59 89,250 Ul.2 101.3 6,580 37.6 0.284 0.191 3,650 15.7 14.4 934 267 0.0410 0.027 7.0
- 83,700 .4 : -, 79.5
- 22 28 juin 1910. 16 - • • - - « 340 L 319 ( 13,440 62.1 346,005,000 1,492 343 15.7 5,400 41.4 0.241 0.156 2,450 10.6 9.7 1.9 657 187 0.0293 0.019 8.2
- 22 30 juin 1910. 16 - - p), 355 / 334 i 13,810 60.3 365,805,000 1,580 353 87,450 1.- 1 1 S7.5 79.8 14.9 5,290 30.2 0.232 0.157 2,480 10.7 9.7 1.8 646 185 0.0284 0.0187 8.1
- 22 2 juillet 1910. 16 - - pi 358 > 338 f 13,290 \ 62.8 381,000,000 1,645 383 88,400 90.0 82.1 14.7 5,640 32.2 0.236 0.156 2.820 12.1 11.1 1.9 764 218 0.0319 0.0211 7.4
- Lr -f M + T (Lt-) ; P,.M' T’ ® m’ \ü ' 1 , 1 • . mtrPAli: P°u
- (*) Ar. S. — La formule employée est la suivante : S7 = PLp -J- (30 --j- 0.7 M) r,r -j- ivi -f * 7. r ' pour
- environ aux longueurs réelles augmentées ou diminuées d’un kilomètre par 5 mètres de variation de nivea > correspondant à la résistance supplémentaire dans les courbes.
- VI
- 759
- vapeur surchauffée et des locomotives not 6874, 6801 et 6899 à vapeur saturée.
- Tableau III.
- Dépense d’eau
- at
- O O CO K © £>72 U
- b SS
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- 3 o §
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- S-l g*
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- Ph O
- Dépense de combustible
- œ 'fl csfl S S® 1
- fl ® -q g fl 7? fl ^ 3g en
- •2 al
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- CO
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- JO O ©
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- §2fl § œ ®
- S'S ^ p<
- ,t;<ur surchauffée). • Hélice à Orfe.
- Observations.
- (1) La modification dans la composition du train a eu lieu normalement à Chiusi.
- (2) Les modifications dans la composition du train ont eu lieu normalement à Terontola et Chiusi.
- Le combustible employé pour les différentes locomotives avait les caractéristiques moyennes suivantes ;
- Briquettes : calories.
- Pouvoir calorique . 7,520 (i)
- Cendres..............10.18 p. c.
- Produits volatiles . 19.89 p. c.
- Houille ; calories.
- Pouvoir calorique. 7,770 f1}
- Cendres..............7.47 p. e.
- Produits volatiles . 24.80 p. c.
- Les deux qualités ont été employées en mesure à peu près égales.
- P) A l’appareil Thompson.
- 1 à 5 pour6™'n^’ de la locomotive, du tender (en conditions moyennes). — Les longueurs virtuelles correspondent radie les longueurs ont été réduites à i/3. Aux différences réelles de niveau, on a ajouté la hauteur fictive
- p.dbl.758 - vue 1015/1585
-
-
-
- VI
- 760
- Tableau III (suite). Données relatives an travail et à la consommation d’eau et de combustible de la \{
- DATE
- L’ESSAI.
- PARCOURS
- CONSIDÉRÉS.
- <2 B
- Lr
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- O p -va fe CD
- *3 i> c3 w H Æ M O O Sh O
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- A F«,
- N.y,
- ïm s
- oïr
- 21 30 mai 1910. 16 Florence-Orte. . 231.7 251 ( 286 j (2) 253 > t 270 S ' 12,530 66.5 389,070,000 1,680 413 70,041
- BN 7 mai 1907. 16 -, - . . - - 315 12,290 67.9 386,200,000 1,670 420 79,095
- BN 10 mai 1907. 16 — - . . - - 350 12,400 67.3 426,400,000 1,842 460 .87,840
- BN 14 juin 1907. 16 - - 348 12,685 65.7 424,500,000 1,832 447 87,320
- 24 31 mai 1907. 16 Orte-Florence. . 231.7 254 m J 352 ) 1 J ( 394 ) 14,590 57.2 474,210,000 2,045 433 92,073
- NB . 8 mai 1907. , 16 — — . . - - 318 13,490 61.8 423,000,000 1,830 420 80,800
- NB 11 mai 1907. 16 — — . . - - 350 13,840 . 60.2 452,080,000 1,955 436 89,000
- NB 15 mai 1907. 16 - - - 13,870 60.1' 450,000,000 1,940 432 89,000
- 107 6 juin 1910. 16 Rome-Naples. . 249 289
- 107 8 juin 1910. 16 - ~ - - -
- 107 10 juin 1910. • 16 ÎBS kàw ~ —
- 270
- 303
- 291
- 302
- 282
- 14,310 62.6
- 14,280 62.7
- 14,450 62
- 100 7 juin 1910. 16 Naples-Rome. . 249 322 297 13,800 65
- 100 9 juin 1910. 16 - - • - - - 298 13,920 64.4
- 100 11 juin 1910. m. ï 16 — — . 301 13,645 65.7
- 348,480,000
- 347,490,000
- 352,150,000
- 364,815,000
- 383,130,000
- 408,375,000
- Locomotives ir 6874
- Trains dans le >
- 113, <
- m*
- î a.»
- 13!,:
- Trains dans le >1
- m.
- 15,' 133/ 133,
- Locomotive n' 68D
- Trains dans le * 1SJ 136,
- i».a
- 1,400 325 78,200
- 1,395 324 86,200
- 1,414 325 85,000
- Trains da>
- 1,465 353 95,6(0
- 1,538 367 95,950
- 1,640 399 97,000
- Locomotive b
- 'Trains dans i<
- 107 13 juin 1910. 16 Rome-Naples.
- I ÏÜsÏLi^j: * *
- 100 I 14 juin 1910. I 16 I Naples-Rome.
- 346,500,000 1,390
- 249 j 289 J (3) | III | j 14,400 j 62.3 j
- 249 I 322 I 297 | 13,950 I 64.3 I 407,405,000
- VI
- 761
- sapeur surchauffée et des locomotives nPS 6874, 6801 et 6899 à vapeur saturée. Tableau III (suite).
- Dépense d’eau
- fi o a
- fi
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- o g-
- •- U «
- Dépense de combustible
- <r> T3
- S
- 3 ^ cj
- 1^1 ^ S3 ctf 2 ® ~ g SC-
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- o.2 a
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- .72
- ^ a
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- K5* ^ 0
- 0) g g
- S-s «oS | fi le •3 85
- Observations.
- , ,à vapeur saturée), ««a à Orte. ixSaj
- 99.5 92.1 16.1 6,650 37.8 0.330 0.203 3,020 13.0 12.0 2.1 867 248 0.0430 0.026 7.3
- 106.8 98.6 17.2 7,250 32.9 0.313 0.200 3,400 14.7 13.5 2.4 9Ü8 285 0.0430 0.G275 7.3
- 123.4 113.8 18.0 8,300 37.7 0.326 0.216 . 3,900 16.8 15.5 2.5 842 242 0.0444 0.0295 7.3
- 120.8 111.5 17.8 7,950 36.1 0.321 0.212 4,200 18.1 16.7 2.7 1,190 340 0.0482 0.032 6.7
- •i Florence.]
- 129.1 117.9 17.1 7,400 33.5 0.325 0.220 3,970 17.1 15.6 2.3 980 280 0.0430 0.029 7.5
- 116.1 106.0 17.1 7,180 32.6 0.333 0.214 3,500 15.1 13.8 2.2 935 386 0.0433 0.0276 7.7
- 117.4 107.1 16.2 7,070 32.1 0.306 0.203 3,600 15.5 14.2 2.1 937 387 0.0404 0.027 7.6
- 119.5 109.1 16.7 7,210 32.7 0.312 0.207 3,650 15.7 14.4 2.2 948 393 0.0410 0.0273 7.6
- surchauffée).
- à yaples.
- 67.0 75.4 1 I 73,0
- ^ fl Home.
- 35.6
- 58.0 12.9 4,200 24.0 0.214 0.130 2,160 8.7 7.5 1.7 543 155 0.0276 0.0168 7.7
- 65.0 14.6 4,730 27.0 0.216 0.138 2,500 10.4 8.6 1.9 630 180 0.0290 0.0183 7.5
- 65.5 14.5 4,700 26.8 0.222 0.140 2,350 9.4 8.1 1.8 585 167 0.0276 0.0174 8.0
- * “V r.
- fcïi I
- 66.3 15.7 5,560 31.7 0.223 0.143 O o 10.8 8.4 2.0 704 201 0.0282 0.0181
- 68.5 15.5 5,720 32.6 0.230 0.148 2,750 11.0 8.5 1.9 712 203 0.0287 0.0184
- 66.0 rée). 14.0 5,600 32.0 0.219 0.141 2,590 10.4 8.0 1.7 684 195 0.0267 0.0172
- pies:
- 81.0 18.2 5,850 26.6 0.294 0.182 1 2,950 11.8 10.4 2.2 738 211 0.037 0.023 j
- Orne.
- I9.o 17.3 6,560 29.8 0.268 0.172 | 3,250 13.0 10.1 2.1 838 2401 0.034 j 0.022 |
- 7.9
- 7.8
- (!) La modification dans la compositon du train a eu lieu normalement à Chiusi.
- (2) Les modifications dans la composition du train ont eu lieu normalement à Terontola et Chiusi.
- (8) La modification dans la composition du train a eu lieu à Cassino.
- IV. B. — Pour les caractéristiques moyennes du combustible employé pour les locomotives n"s 6874 et 6801, 68150 et 6899, voir les renseignements donnés dans la première partie de l'annexe III.
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- 2e SECTION : TRACTION ET MATERIEL
- [ 62i .131.2 ] QUESTION VII
- LOCOMOTIVES À VAPEUR A TRÈS GRANDE VITESSE
- Locomotives à vapeur pour la réalisation en service courant de vitesses supérieures à 100 kilomètres à l’heure.
- Rapporteurs : ......
- Amérique. —MrWilliam Garstang, ingénieur en chef de la traction du « Cleveland, Cincinnati, Chicago & St. Louis Railway ».
- Autres pays. — Mr Courtin, conseiller grand ducal de construction, membre de la direction générale des chemins de fer de l’État badois.
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- VII
- 2
- QUESTION YIl
- TABLE DES MATIÈRES
- |
- -----&----
- Pages.
- Expose n° 2 (tous les pays, sauf l’Amérique), par Mr Courtin. (Voir le Bulletin
- de mai 1910, 2e fasc., p. 2547.)...................................Vil — 5
- Exposé n° 1 (Amérique), par Mr William Garstang. (Voir le Bulletin de juin 1910,
- p. 3169.)..........................................................Vil-107
- Discussion en section................................................VII — 173
- Rapport de la 2e section ............................................VII — 194
- Discussion en séance plénière. ......................................VII — 194
- Conclusions..........................................................VII —197
- Annexe : Note sur les bandages en acier pour les locomotives à grande vitesse, par le Dr P. H. Dudley...............................................VII — 198
- N. B. — Voir aussi les tirés à part (à couverture brune) nos 54 et 60.
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- [621 .131.2]
- VII
- 3
- EXPOSÉ N° 2
- (tous les pays, sauf l’Amérique)
- Par Mr COURTIN,
- CONSEILLER GRAND DUCAL DE CONSTRUCTION,
- MEMBRE DE LA DIRECTION GÉNÉRALE DES CHEMINS DK FER DE L’ÉTAT BADOIS.
- SOMMAIRE
- Annexe. Figures.
- Coup d’œil rétrospectif sur l’étude antérieure de la même question par le Congrès international des chemins de fer Résultats de 1 enquête
- 1. Classement des réponses reçues ...
- Groupe n° 1 2
- — n° 2
- — n° 3 — n° 4
- II. Nombre et types de locomotives
- a) Locomotives du groupe n° 2 3
- a) Danemark, chemins de fer de l’Etat . . . . 1-10
- /3) Allemagne, chemins de fer de l’État bavarois . . . . 11-14
- 7) Italie, chemins de fer de l’État 15-19
- 0) Suède, chemins de fer de l’État 20-25
- s) Hongrie, chemins de fer de l’État ... 26-27
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- VII
- 4
- SOMMAIRE (suite). b) Locomotives du groupe n° 3 Annexé. 4 Figures,
- a) Belgique, chemins de fer de l’État 28-32
- (3) Allemagne, chemins de fer de l’État badois y) France . 33-48
- 1. Chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée 49-66
- 2. Chemins de fer de l’État 67
- 3. Chemins de fer du Midi . 68-70
- o) Grande-Bretagne
- Great Central Railway 71
- Locomotives du groupe n° 4 5 ...
- a) France
- 1. Chemin de fer de l’Est 72-76
- 2. Chemin de fer du Nord 77-84
- 3. Chemin de fer de Paris à Orléans 85-92
- fi) Grande-Bretagne. • • •
- 1. Caledonian Railway 93-94
- 2. Great Eastern Railway 95
- 3. Great Western Railway 96-97
- 4. Lancashire & Yorkshire Railway . . . . 98-99
- 5. Midland Railway 100
- 6. North Eastern Railway 101
- 7. South Eastern & Chatham Railway . . 102
- III. Vitesses et nature de la ligne
- a) Groupe n° 3 103 104
- b) Groupe n° 4 .... 105-107
- IV. Parcours des locomotives ... 6
- V. Composition des trains 7
- VI. Détails de construction des locomotives ...
- a) Distribution de la vapeur
- a) Tiroirs plans ... 108-119
- P) Tiroirs cylindriques . . 120 129
- b) Vitesse du piston
- c) Nombres de tours ... .....
- a) Roues motrices. ...
- P) Roues porteuses
- d) Équilibrage des masses et forces centrifuges libres . . .
- e) Freins des locomotives et tenders
- f) Graissage 130-132
- VIL Conclusions
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- VII
- s
- — Coup d’œil rétrospectif sur l’étude antérieure de la même question par le Congrès international des chemins de fer.
- A plusiëurs reprises déjà, la question des types de locomotives pour trainf rapides a figuré à l’ordre du jour du Congrès international des chemins de fer. Elle fit partie du programme de la session de Londres, sous le n° VI et le titre : « Locomotives des trains à grande vitesse », et l’assemblée suivante du Congrès (Paris 1900) eut encore à s’occuper de la question XII, libellée dans ces termes légèrement modifiés : « Locomotives des trains à très grande vitesse. » Enfin, dans la dernière session, celle de Washington (1905), elle a reparu sous une forme indirecte, ne comprenant que les locomotives à marche particulièrement rapide, dans les rapports présentés au Congrès sur la question V : « Machines à grande puissance. » Si, dans ce cas, il ne s’est pas agi seulement de locomotives pour trains rapides, mais encore, comme l’indique le libellé de la question, de machines dont la puissance servait plutôt à développer de très grands efforts de traction qu’à atteindre des vitesses particulièrement élevées, les exposés rédigés pour la septième session n’en relatent pas moins un certain nombre de locomotives express remarquables.
- On voit donc que la question des grandes vitesses et des moyens propres à les réaliser jouit d’une certaine faveur, non seulement auprès du grand public, dont les désirs, les espérances et les prévisions sont parfois un peu en avance, à ce point de vue, sur ce qui est pratiquement possible, mais encore, et tout aussi bien, auprès des ingénieurs de chemins de fer du monde entier, et cela en dépit ou peut-être à cause de la connaissance qu’ils ont des difficultés que présente toute solution satisfaisante de ce problème et dont l’aplanissement présente toujours pour eux un intérêt nouveau.
- Si, malgré l’exposé excellent et complet qui a été fait de cette question par ceux qui font traitée avant nous, elle a encore été remise à l’étude, la raison en est sans doute que, lorsque le Congrès se réunira en 1910 à Berne, pour sa huitième session, dix années se seront écoulées depuis qu’il s’est occupé pour la dernière fois d’une façon spéciale de la question des grandes vitesses et des locomotives construites dans ce but. C’est un laps de temps qui pourra paraître court si l’on considère l’époque à laquelle remontent tant d’autres conquêtes de la civilisation ; en réalité, il est considérable, étant donnés l’âge des chemins de fer et leur évolution toujours en cours. Oc, tandis qu’il y a dix ans la vitesse de 90 kilomètres à l’heure en service courant n listait que sur un nombre assez restreint de chemins de fer, et que les cas où l’on dépassait cette limite étaient extrêmement rares, beaucoup de lignes sont régulièrement parcourues aujourd’hui par des trains marchant à ces vitesses, et l’on connaît les moyens qu’il faut employer à cet effet. C’est pour cette raison, et parce que,
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- VII
- 6
- comme nous l’avons dit plus haut, la question des vitesses, en ce qui concerne la locomotive; a.été examinée précédemment par des-hommes faisant autorité, qu’il a paru indiqué de limiter cette fois.la discussion aux locomotives employées en service courant à remorquer des trains tracés à une vitesse de plus- de. 100 kilomètres à l’heure.
- B. — Résultats de l’enquête.
- I. — Classement des réponses reçues^
- Il résulte des réponses faites au questionnaire détaillé de la question YII que les vitesses de 100 kilomètres et au-dessus sont actuellement à peu près aussi habituelles dans les pays visés par le présent exposé, c’est-à-dire dans tous les pays faisant partie de l’Association du Congrès international des chemins de fer, hormis l’Amérique, que celles de 90 kilomètres et au-dessus lors de la session de Paris, c’est-à-dire en 1900.
- Groupe n° 1.— Le premier groupe comprend quarante administrations de chemins de fer appartenant aux differentes parties du monde, l’Amérique exceptée. Les unes répondent simplement qu’elles n’ont pas de trains tracés à plus de 100 kilomètres à l’heure en service courant; les autres, en petit nombre, mentionnent, en outre, expressément la vitesse maximum, ne dépassant pas 100 kilomètres à l’heure, qui était prescrite à l’époque de l’envoi de la réponse à la question. Les chemins de fer de ce groupe sont énumérés dans l’annexe 2.
- Groupe n° 2. —Les cinq chemins de fer formant le second groupe disent qu’ils possèdent des locomotives capables de faire des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure, mais que ces vitesses élevées ne sont employées ni en service régulier, ni à titre exceptionnel. Ce sont les suivants :
- 1° Danemark. — Chemins de fer de l’État danois.
- 2° Allemagne. — Chemins de fer de l’État bavarois.
- 3° Italie. — Chemins de fer de l’État italien.
- 4° Suède. — Chemins de fer de l’État suédois.
- 5° Hongrie. — Chemins de fer de l’État hongrois.
- Groupe n° 3. — Dans le troisième groupe se rangent les chemins de fer annonçant qu’avec celles de leurs locomotives qui s’y prêtent, des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure ne sont atteintes qu’exceptionnel!ement ou en cas de retard, ou bien que ces vitesses ne servent pas officiellement de marches-types dans les horaires des trains qui les atteignent.
- Ce groupe comprend les six chemins de fer suivants :
- 1° Belgique. —Chemins de fer. de l’État belge.
- 2° Bade. —Chemins deferde l’État badois..
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- VII
- 7
- 3° France.— a) Ghemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée ; b) chemins de fer de l’État; c) chemins de fer dn Midi.
- 4° Grande-Bretagne. — Great Central Railway.
- Groupe n° 4. — Enfin nous classerons dans le quatrième groupe les chemins de fer sur lesquels des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure sont réalisées journellement en service courant.
- Ce dernier groupe, qui répond complètement à la question posée, se compose de dix chemins de fer, se répartissant exclusivement entre la France et la Grande-Bretagne, comme suit :
- 1° France. — a) Chemins de fer de l’Est; b) chemins de fer du Nord; c) chemin de fer de Paris à Orléans.
- 2° Grande-Bretagne. — a) Caledonian Railway; b) Great Eastern Railway; c) Great Western Railway; d) Lancashire &Yorkshire Railway; e) Midland Railway; f) London & North Western Railway; g) South Eastern & Chatham Railway.
- IL — Nombre et types de locomotives.
- En ce qui concerne d’abord le groupe n° 2, et peut-être aussi celui n° 3, il ne sera guère nécessaire de faire particulièrement ressortir que beaucoup d’autres administrations de chemins de fer, notamment celles du réseau ferré européen, se trouvent sans doute dans le même cas que les lignes mentionnées ici. Si elles n’ont pas répondu au questionnaire, c’est probablement qu’elles s’en sont tenues rigoureusement au texte de la première question : « Possédez-vous des locomotives à vapeur remorquant en service régulier des trains dont la vitesse dépasse 100 kilomètres à l’heure? » et que, forcées de répondre négativement à cette question, elles ne se croyaient pas autorisées à donner des renseignements sur les autres points rentrant dans le cadre de cet exposé.
- Logiquement, il aurait donc fallu laisser de côté les renseignements émanant des chemins de fer des groupes nos 2 et 3, parce qu’ils n’étaient pas davantage en mesure de répondre affirmativement, sans réserve, à cette question principale ; mais cela eût été d’autant plus regrettable que les réponses obligeamment fournies par ces administrations contiennent beaucoup de renseignements intéressants. En conséquence, nous reproduisons dans cet exposé les renseignements fournis par les groupes nos 2 et 3.
- Pour la désignation du mode de construction des locomotives, nous employons dans ce qui suit la notation adoptée par l’Union des chemins de fer allemands : les essieux porteurs sont désignés par des chiffres arabes, les essieux moteurs par des lettres majuscules, en commençant toujours par l’avant de la locomotive, supposé dirigé à gauche.
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- VII
- 8
- Nous citerons, par exemple, les désignations suivantes, en ajoutant, à titre de com paraison, celles en usage dans différents autres pays :
- Avant de la locomotive
- _ obOo
- oQO
- o~oOO
- noOQo
- oOOQo
- cfoOQO
- c^dQOOq
- 2 A 1 (4-2-2, Single driver).
- 1 B (2-4 0),
- 2 B (4 4-0, American).
- 2 B 1 (4-4-2, Atlantic).
- 1 C 1 (2-6-2, Prairie).
- 2 C (4-6-0, Ten-wheeï).
- 2 C 1 (4-6-2, Pacific).
- Etc.
- a) Locomotives du groupe N° 2.
- Les principales dimensions et relations numériques des locomotives faisant partie de ce groupe sont réunies dans l’annexe 3. Elles donnent lieu aux remarques suivantes :
- a) Danemark.
- Les chemins de fer de l’État danois possèdent seize locomotives compound à quatre cylindres 2B1, avec tenders à quatre essieux, dont la construction est indiquée par les figures 1 à 5 (locomotive), 6 à 9 (tender) et par une photographie de la locomotive (fig. 10).
- Les quatre cylindres sont placés dans le même plan transversal. Les cylindres à haute pression, intérieurs, attaquent le premier essieu moteur et les cylindres à basse pression, extérieurs, le second. Cette disposition a pour but d’obtenir des résultats avantageux au point de vue de l’usure des bandages.
- Tous les cylindres sont munis de tiroirs cylindriques. Le longeron est, à l’avant, du type en barres forgées, celles-ci se réunissant, en avant du foyer, à un longeron en tôles. La grille déborde sur les longerons et les roues d’arrière, il en est de même du cendrier. Le corps cylindrique est formé de deux viroles, avec joints à recouvrement et triple rang de rivets. La tuyère d’échappement n’est pas ajustable.
- Le tender a quatre essieux réunis dans un châssis commun et dont le premier et le troisième peuvent se déplacer dans la direction longitudinale.
- Tous les essieux de la locomotive et du tender sont freinés.
- /3) Allemagne.
- Les chemins de fer de l’État bavarois mentionnent un nombre total de 92 locomotives pouvant faire des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure et se répartissant entre quatre classes, comme suit :
- 1° 10 machines 2B1 (fig. 11);
- 2° 1 machine 2B2 (fig. 12);
- 3° 63 machines 2C (fig. 13);
- 4° 16 machines 2 C1 (fig. 14).
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- Fig. 1 et 2. — Groupe 2, a. — Locomotive 2 B 1 des chemins de ter de l’État danois.
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- iQoQnQnQnQf
- )QnQnQn9(n£rUm^rM^rQ
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- qRoss
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- -H———
- Fig. 3.
- Fig. 4.
- Groupe 2, a. — Locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’JStat danois.
- Fig. 5.
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-
- KiK. O
- Fig. 7. Fig. 9.
- Fig. 6 à 9. — Groupe 2, a. — Tender de la locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’État danois.
- VII
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- 12
- O
- c3
- +4
- 'H
- w
- P-I
- s
- P
- O
- Toutes ces locomotives sont des machines compound à quatre cylindres, avec tiroirs cylindriques ; les cylindres à haute pression sont généralement situés à l’intérieur et les cylindres à basse pression à l’extérieur. Les locomotives 2B2, 2C1 et une partie des locomotives 2 G ont des surchauffeurs Schmidt dans les tubes à fumée.
- Sur les locomotives 2B1 et 2G, pour obtenir une plus grande surface de grille, le foyer est placé sur les longerons entre les roues; sur les locomotives 2B2 et 2Cl, il déborde les plans des roues pour la même raison. Les longerons sont des barres en fer forgé, et se composant soit de deux (2B1, 2 C), soit de trois (2 B2, 2G1) pièces assemblées par boulons. Les bogies et essieux porteurs ont un jeu latéral suffisant pour que les locomotives puissent passer dans des courbes de 180 mètres de rayon.
- Les essieux porteurs, moteurs et de ten-der sont tous freinés. La locomotive 2 B2, avec laquelleon a obtenu,dans des parcours d’essai, des vitesses atteignant 150 kilomètres à l’heure, a un frein supplémentaire spécial, qui permet de freiner au commencement du serrage 114 p. e. du poids de la locomotive, 130 p. c. du poids du tender, avec les soutes à moitié pleines.
- Avec les locomotives à vapeur saturée 2 C, on a obtenu, dans des parcours d’essai, des vitesses atteignant 110 kilomètres à l’heure et avec les locomotives 2 C à vapeur surchauffée et 2 C1, des vitesses atteignant 120 kilomètres à l’heure. La vitesse maximum fixée par les chemins de fer de 1 Etat bavarois pour le service des trains réguliers est de 100 kilomètres à l’heure.
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- Groupe 2, p. — Locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’État bavarois
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- J
- Fig. 13. — Groupe 2, [3
- Locomotive 2 C des chemins de fer de l’État bavarois
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- 1
- 41J5 -42,25
- 42,35 4ô,û
- 43,75
- 43,75
- Fig. 12. — Groupe 2, (3. — Locomotive 2 B 2 des chemins de fer de l’État bavarois.
- Fig. 14. — Groupe 2, (3. — Locomotive 2 C 1 des chemins de fer de l’État bavarois.
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- Fig. 15.
- Fig. 17.
- Fig. 15 à 19. — Groupe 2, y. — Locomotive 10 1 des chemins de fer de l’État italien.
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- Y) Italie.
- Les chemins de fer de l’Etat italien emploient une classe de locomotives du type ICI, représentées par les figures 15 à 19, qui sont capables de faire des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure. Ce sont des locomotives compound, à foyer large, débordant sur les roues, et avec chaudière cylindrique à vapeur saturée.
- Les deux cylindres à haute pression sont placés à gauche, les deux cylindres à basse pression à droite, à l’extérieur et à l’intérieur des longerons, avec distribution par tiroirs cylindriques. Les quatre cylindres actionnent l’essieu moteur du milieu.
- Les longerons sont en tôle. Le premier essieu porteur et le premier essieu moteur sont réunis dans un châssis commun, type Zara. Tous les essieux sont freinés. Le tender est à trois essieux. Dans les parcours d’essai, on a obtenu avec ces locomotives une vitesse approchant de 120 kilomètres à l’heure. La vitesse maximum en service régulier est, sur ies chemins de fer italiens, de 95 kilomètres à l’heure.
- S) Suède.
- Les chemins de fer de l’Etat suédois, sur lesquels la vitesse maximum est fixée à 90 kilomètres à l’heure, ont deux groupes de locomotives qui conviennent pour des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure, savoir :
- 1° 1 locomotive 2 B1 (fig. 20) ;
- 2° 1 locomotive 2 C (fig. 21).
- Ce sont des locomotives à simple expansion à surchauffeur Schmidt, le type 2B1 avec cylindres intérieurs, l’autre avec cylindres extérieurs. Les cylindres sont munis de tiroirs cylindriques avec segments élastiques. Les foyers sont plus larges que l’écartement des longerons, mais sans déborder sur les roues. Les longerons sont du type à barres forgées. A noter les longerons en acier moulé des locomotives 2 B1. Sur les deux types de locomotives, les longerons de bogies sont placés en dehors des roues. Dans l’un et l’autre type, le frein agit sur toutes les roues de la locomotive, ainsi que sur celles du tender, qui est à trois essieux (fig. 22 à 25). La locomotive 2 B 1 sera munie désormais d’un tender à quatre essieux. Les tenders sont munis à l’avant d’un écran pour protéger le personnel de la locomotive contre les intempéries.
- s) Hongrie.
- Les chemins de fer de l’État hongrois possèdent une série de trente-quatre locomotives du type 2B1, qui se prêtent à des vitesses de plus de 100 kilomètres à 1 heure et ont atteint jusqu’à 143 kilomètres dans des parcours d’essai. La vitesse maxi-en service régulier est fixée sur ces chemins de fer à 100 kilomètres à l’heure.
- Les locomotives en question (fig. 26) ont quatre cylindres compound et des chaudières à vapeur saturée. Le foyer a une grille débordant sur les longerons (en tôles) elsur les roues. Les quatre cylindres attaquent le premier essieu moteur, tous les essieux de la locomotive et de son tender (à quatre essieux) sont freinés. Le tender 27) est du type Vanderbilt avec caisse à eau cylindrique et a des bogies à longe-°nsen barres du type américain (dit Diamond).
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- A300.
- 1150.
- 3025;
- 2200.
- -2000,
- “Fig. 20. — Groupe 2, S. — Locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’État suédois.
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- Fig. 21. — Gi’oupe 2, o. — Locomotive 2 C des chemins de fer de l’État suédois
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- Fig. 24,
- Fig. 22.
- Fig. 23.
- VII
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- F
- Fig. 27. — Groupe 2, e. —, Tender de la locomotive 2 B l’des chemins de fer de l’État hongrois.
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- b) Locomotives du groupe N» 3
- Les principales dimensions et relations numériques des locomotives réunies dans ce groupe sont indiquées dans l’annexe 4.
- a) Belgique.
- Les chemins de fer de l’Etat belge emploient trois classes de locomotives qui conviennent pour des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure et servent effectivement à les réaliser dans des •cas exceptionnels :
- 1° Un type 2 B, à 230 exemplaires de différents genres dont le plus récent est reproduit dans la figure 28;
- 2° Un type 2B1, à 12 exemplaires (fïg. 29);
- 3° Un type2 C, à 42 exemplaires (fig. 30 et 31).
- Le tender (fig. 32) est le même pour les trois types.
- La locomotive 2 B a deux cylindres intérieurs à simple expansion, tandis que la locomotive 2 B1 est compound à cylindres extérieurs. Les quatre cylindres sont placés dans le même plan transversal et attaquent le premier essieu moteur. Les trois classes ont en commun la chaudière à surchauffeur dans les tubes à fumée, système Schmidt, des tiroirs cylindriques à segments élastiques et un foyer profond, dans quelques cas assez long, plongeant entie les longerons en tôles. Toutes les
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- VII
- 23
- roues porteuses et motrices des trois types sont freinées. La caisse à eau du tender plonge en partie entre les longerons.
- ;:) Allemagne.
- Les chemins de fer de l’État badois possèdent trois classes de locomotives qui conviennent pour des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure et se répartissent comme suit entre les différents types :
- 1° 36 locomotives 2 B (fig. 33 à 36);
- 2° 17 — 2B1 (fig. 37 à 40);
- 3° 15 — 2 Cl (fig. 41 à 44);
- avec leurs tenders (fig. 45 à 481;
- Les locomotives 2 B ont deux cylindres intérieurs à simple expansion, avec tiroirs équilibrés, foyer plongeant entre les longerons et chaudière à vapeur saturée ; les essieux moteurs sont seuls munis du frein. La forme effilée de la paroi avant de la boîte à fumée et de l’abri n’existe que sur certaines de ces locomotives. Les types 2B1 et 2C1 sont des locomotives compound à quatre cylindres, le premier à vapeur saturée, le second à surchauffeur Schmidt dans les tubes à fumée. Sur les deux locomotives, les quatre cylindres sont placés dans le même plan transversal (ceux à haute pression à l’intérieur) et attaquent tous le même essieu moteur (le premier dans le type 2B1, le second dans le type 2 C l).
- Sur les anciennes locomotives 2 B1, les cylindres à basse pression sont munis de tiroirs plans; sur les nouvelles, ainsi que sur toutes les locomotives 2C1, tous les cylindres ont des tiroirs cylindriques, avec segments élastiques.
- Les deux types ont des grilles larges, débordant sur les roues. Tous les essieux sont freinés dans l’un et l’autre type. Les longerons des locomotives 2B1 sont en tôle; ceux des machines 2C1 sont du type à barres forgées, d’une seule pièce, sans joint.
- Les tenders de ces locomotives sont à quatre essieux, avec bogies type Diamond. Le tender, non reproduit, des locomotives 2B est très semblable à celui des locomotives 2B1 (fig. 45 et 46), seulement il est un peu plus petit (15 mètres cubes d’eau, au lieu de 20 pour le type 2B l). Les tenders 2C l (fig. 47 et 48) sont du type Gôlsdorf, avec auges de chargement latérales et soutes à charbon de faible largeur.
- 7) France.
- 1. — Chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée.
- Cette compagnie possède 449 locomotives pour vitesses de plus de 100 kilomètres à 1 heure, dont beaucoup de types ne diffèrent que peu entre eux; aussi n’examine-rons-nous ici de plus près que les six types suivants :
- 1° Type 1 B (fig. 49 et 50), en service à 1 exemplaire;
- 2° — 2 B, ancien (fig. 51 et 52), en service à 96 exemplaires ;
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- Fig. 29. — Groupe 3, a. — Locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’État belge
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- Kig. ao.
- Fig. 31
- , — Locomotive 2 C des chemins de fer de l’État belge.
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- Fig. 30 et 31. — Groupe 3.
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- Tender des locomotives (les chemins do fer de l’Ktnt t>cJgo.
- Groupe 3
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- 959 S
- Poids total
- en charge . . 46.5Ï0 kilogrammes,
- à vide........4?,470 —
- Fig. 36.
- Fig. 33 à 36. — Groupe 3, (3. — Locomotive 2 B des chemins de’fer de l’État_badois,
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- 45400 kg
- 4520oIfg 46500 kg 46 H-00 kg
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- 45800 kg
- Poids total en charge. . . 75,000 kilogrammes. — — à vide......... 68,000 —
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- Fig. 40.
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- Fig-. 41.
- Fig. 43.
- 4464-0 kg
- 44580 kg 46580 kg 46500 kg
- 46560 kg
- 45960 kg Poids total eu charge. . . 88,420 kilogrammes.
- à vide . . . 81,100 -
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- Fig. 42. ~~
- Fig. 41 à 44. — Groupe 3, [5. — Locomotive 2 C l des chemins de fer de l’État badois
- Fig. 44.
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-
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- VII
- 30
- Fig. 46.
- Fig. 45 et 46. — Groupe 3, S.
- Tender de la locomotive 2 B 1 (fig. 57 à 40) des chemins de fer de l’État badois.
- 3° Type 2B, nouveau (fig. 53 et 54), en service à 162 exemplaires;
- 4° — 2B1, ancien (fig. 55 et 56), — à 10 —
- 5° — . 2 B 1, nouveau (fig. 57 et 58), — à 20 —
- 6° — 2 G, (fig. 59 et 60), en service à 160 exemplaires.
- • 1° La locomotive 1 B est une machine compound à quatre cylindres, attaquant d’après le système de Glehn, les deux essieux moteurs, avec tiroirs plans non équilibrés, longerons en tôles, foyer étroit et plongeant, virole d’arrière conique. L’essieu a 16 millimètres de jeu de chaque côté.
- Les essieux moteurs -sont freinés.
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-
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- VII
- 3.1
- Fig., 47.,
- Tia.AstftTial » 5aaa.
- Fig. 47 et 48. — Groupe 3„ p.
- Tender de la locomotive 2 C 1 des chemins de fer de l’État badois.
- 2° La locomotive de l’ancien type 2 B est à simple expansion, avec deux cylindres extérieurs, tiroirs plans non équilibrés, longerons en tôles, foyer profond, étroit, à berceau surélevé; le frein n’agit que sur les essieux moteurs.
- 3° La locomotive du nouveau type 2 B est compound à quatre cylindres, commande de Glehn, longerons en tôles; elle est munie, dans une large mesure, de dispositifs destinés à diminuer la résistance de l’air (coupe-vent) sur la paroi d’avant
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-
-
- VII
- 32
- de la chaudière, la cheminée, le dôme et la paroi d’avant de l’abri. Les tiroirs plans ne sont pas équilibrés. Les essieux moteurs sont seuls freinés.
- 4° L’ancien type 2 B1, provenant d’un atelier de constructions américain, présente partout des formes américaines, telles que des longerons forgés, avec appuis pour la boîte à fumée, chaudière placée à une grande hauteur, etc. La machine est à simple expansion, avec deux cylindres extérieurs, tiroirs cylindriques, foyer reposant entre les roues sur les longerons, avec ciel incliné d’avant en arrière, corps de chaudière cylindrique. Les deux essieux moteurs et l’essieu porteur d’arrière sont freinés.
- 3° Par contre, le récent type 2B1 est complètement du genre européen. Les quatre cylindres sont placés côte à côte sur presque toute leur longueur, ceux à haute pression à l’extérieur, ceux à basse pression à l’intérieur, ils sont munis de tiroirs cylindriques et attaquent des essieux différents. Le foyer est profond avec grille fortement inclinée, le corps de chaudière est cylindrique. Les cinq essieux sont freinés.
- 6° La machine 2C est d’un type tout à fait analogue; ici également les cylindres sont munis de tiroirs cylindriques et tous les essieux sont freinés.
- Parmi les tenders, celui de la locomotive 1 B (fig. 49 et 30) est à quatre essieux; nous le reproduisons figures 61 à 63. Il n’a pas de bogies; les essieux, resserrés dans le très faible empattement de moins de 4 mètres, sont montés dans un châssis commun. Les tenders des autres locomotives mentionnées plus haut sont à trois essieux. Nous n’en représentons qu’un seul type (moderne) dans les figures 64 à 66; il est employé avec les locomotives :
- 3° 2 B (fig. 33 et 54) ;
- 3° 2B1 (fig. 37 et 38);
- 6° 2 G (fig. 39 et 60).
- 2. — Chemins de fer de l’État français.
- Sur les chemins de fer de l’État français, dix locomotives d’un type 2 B1, construit et employé pour des vitesses de plus de 100 kilomètres, avec tender à trois essieux, sont en service (fig. 67). Elles ont quatre cylindres compound, des tiroirs plans avec compensateur sur les cylindres à haute pression seulement, des mécanismes de Glehn, un foyer profond avec grille fortement inclinée et une chaudière à tonne cylindrique. Les essieux moteurs et l’essieu porteur d’arrière sont freinés. Le tender est muni d’une écope de prise d’eau Ramsbottom.
- 3. — Chemins de fer du Midi,
- Cette compagnie mentionne soixante-huit locomotives pour vitesses de 100 kilomètres à l’heure, se répartissant en trois types, comme suit :
- 34 locomotives 2 B (fig. 68) ;
- 30 — 2 B1 (fig. 69) ;
- 4 — 2Cl.(fig. 70).
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- Fig. 50.
- Fig. 49 et 50. — Groupe 3, y, 1
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- Fig. 52,
- Fig. 51 et 52. — Groupe 3, y, 1. — Locomotive 2 B des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée.
- Fig. 49. Fig. 51.
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- Fig. 54.
- Fig. 53 et 54. — Groupe 3, y, 1. — Locomotive 2 B des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée.
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- Fig. 58.
- Fig. 57 et 58. — Groupe 3, y, 1. — Locomotive 2 B 1 des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée.
- Fig. 59 et 60. — Groupe 3, y, 1
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- Fig. 63.
- Fig. 61 à, (>3. — Groupé 3, 7 1. — Tender de lu locomotive 1 B des chemins de foi* dé Paris-Byon-Médlterranée.
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- Fig. 65.
- Fig. 64 à 66. — Groupe 3, y, 1. — Tender des locomotives 2 B (fig. 53 et 54), 2 B 1 (fig. 57 et 58) et 2 C (fig. 59 et 60) des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée.
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- Fig. 67. — Groupe 3, 7, 2. — Locomotive 2 B 1 et tender des chemins de fer de l’État français.
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- Fig.168. — Groupe 3, 7, 3. —Locomotive 2 B des chemins de fer du Midi français.
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- Fig. 69. — Groupe 3, y, 3. — Locomotive 2 B 1 des chemins de fer du Midi français.
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-
- VII
- 41
- Toutes ces machines sont du système compound à quatre cylindres de Glehn. Dans les types 2 B et 2B1, le foyer est partout placé entre les longerons ; dans le type 2Cl, pour obtenir une plus grande surface de grille, il s’élargit dans sa partie arrière et déborde sur les longerons. Le ciel de foyer est toujours plan; le corps de chaudière est cylindrique. Les essieux moteurs des trois types sont freinés; dans le type 2B1, le frein agit, en outre, sur l’essieu porteur d’arrière.
- Les tenders des types 2 B et 2 C1 sont à trois essieux ; ceux du type 2 B1 sont à trois ou à quatre essieux, avec bogies à longerons en tôle. Sauf sur le type 2 B, dont l’essieu du milieu n’a pas de frein, tous les essieux des tenders sont freinés.
- 8) Grande-Bretagne.
- Le « Great Central Bailway » possède un assez grand nombre de locomotives des types 2Al, 2B, 2B1, et 2C, qui conviennent pour des vitesses de plus de 62 milles (100 kilomètres) à l’heure. Mais ce sont surtout trente-et-une locomotives du tvpe 2B1, qu’il y a lieu de considérer ici, pour autant que les vitesses en question soient atteintes sur ce chemin de fer. Elles sont reproduites figure 71. Ce sont des locomotives compound à trois cylindres, avec grille placée entre les longerons et le corps de chaudière cylindrique. Les essieux moteurs et l’essieu porteur d’arrière sont freinés. Le tender est à trois essieux.
- c) Locomotives du groupe n° 4.
- L’annexe 5 donne les principales dimensions des types de locomotives rangés dans ce groupe.
- a) France.
- 1. — Chemins de fer de l’Est.
- Les chemins de fer de l’Est possèdent cinquante locomotives du type 2 C pour ses trains marchant à une vitesse de plus de 100 kilomètres à l’heure. Ce sont, comme le montrent les figures 72 et 73, des locomotives compound à quatre cylindres avec mécanismes indépendants système de Glehn, grille placée entre les longerons et inclinée d’arrière en avant, foyer à ciel plan et corps de chaudière cylindrique, muni de deux dômes. La distribution de la vapeur est assurée par des tiroirs cylindriques, avec segments élastiques. Tous les essieux porteurs et moteurs sont freinés, de même que les trois essieux du tender représenté par les figures 74 à 76.
- 2. — Chemin de fer du Nord.
- Sur ce chemin de fer, il existe près de quatre cents locomotives propres ou des-hnées à atteindre des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure, qui se répartissent entre les types 2B, 2B1 et 2C. Ces différents types comprennent plusieurs classes, ^Ulse distinguent entre elles par des détails de construction plus ou moins impor-tants. Les figures 77 à 84 montrent les exemples les plus remarquables des diffé-
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- T. C. T. C. T. C. T. C. T. C. T. 0. T. C.
- 16 5 18 10 18 10 18 0 15 12 15 2 15 9
- (16.51 (18.80 (18.80 (18.30 (15.85 (15.34 (15.70
- tonnes tonnes tonnes tonnes tonnes tonnes tonnes
- métriques). métriques). métriques). métriques). jmétriques). métriques), métriques).
- Fig. 71. — Groupe 3, 8. — Locomotive 2 B 1 du Great Central Bailway.
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- Fig. 73,
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- Fig. 76,
- Fig. 75,
- Fig. 74 à 76. — Groupe 4, a, 1. — Tender de la locomotive 2 C (fig. 72 et 73) des chemins de fer de.l’Est français.
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- Fig. 78.
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- Fig. 79.
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- VII
- 45
- rents types. L'ancienne: locomotive 2B (fig. 77 et 78), existant sous cette forme et sous d’autres analogues au nombre de 103 machines, a des cylindres intérieurs à simple expansion, avec tiroirs plans non équilibrés, foyer à ciel plan, grille inclinée, placée entre les longerons, et corps de chaudière cylindrique. Les essieux moteurs sont seuls freinés.
- Les trois types suivants, à savoir le nouveau 2B (fig. 79 et 80), le 2B1 (fig. 81) et le 2C (fig. 82 à 84), existent à 56, 35 et 25 exemplaires. Le Nord possède, en outre, cent soixante-dix-sept locomotives 2 C un peu plus petites. La caractéristique commune de toutes ces locomotives est l’emploi de quatre cylindres compound avec mécanismes indépendants système de Glehn. Toutes ces locomotives ont des tiroirs plans, équilibrés sur les cylindres H. P. du type 2 B 1 (fig. 81), sur tous les cylindres du type 2C (fig. 82 à 84).
- Les formes-types du foyer, de la grille et de la chaudière, sont les mêmes que pour l’ancienne locomotive 2 B.
- Sur la nouvelle 2 B et la 2 B1, les essieux du bogie ne sont pas freinés, l’essieu porteur d’arrière de la 2B1 est freiné ; enfin, sur la locomotive 2 C, le frein agit sur tous les essieux.
- Les tenders sont à trois et quatre essieux; tous leurs essieux sont freinés.
- 3. — Chemin de fer de Paris à Orléans.
- Cette compagnie possède également un nombre considérable de locomotives à très grande vitesse, qui se répartissent comme suit au point du vue des types et du nombre d’exemplaires :
- i° Type 2 B : 25 machines (fig. 85 et 86);
- 2° — 2B1 : 14 — (fig. 87 et 88);
- 3° — 2 C : 70 — (fig. 89 et 90);
- 3° — 2Cl : 84 — (fig. 91 et 92).
- Ces locomotives représentent très bien la marche de l’évolution depuis le type 2 B jusqu’au type 2Cl, avec conservation des principaux éléments à travers toutes les phases de cette évolution. Ces éléments communs sont les suivants : quatre cylindres compound, les cylindres à haute pression à l’extérieur, les cylindres à basse pression à l’intérieur, actionnant, d’après le système de Glehn, deux essieux moteurs; corps fie chaudière cylindrique, foyer à ciel plan et grille inclinée. Tandis que pour les types 2B, 2B1 et 2C, la grille a encore pu être logée complètement entre les longerons, il a fallu, dans le type 2Cf, pour obtenir la surface de grille nécessaire, que *a partie arrière fût élargie de façon à déborder sur les longerons.
- Dans les types 2 B, 2 B 1 et 2 C, les bogies ne sont pas freinés, les essieux moteurs le sont, ainsi que, sur les 2B1, l’essieu porteur d’arrière. Dans le type 2 Cl, ce sont les essieux moteurs et ceux du bogie qui sont munis de freins, tandis que l’essieu Porteur d’arrière en est dépourvu. Les tenders sont à trois essieux, tous freinés.
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- (3) Grande-Bretagne.
- 1. — Caledonian Railway.
- Pour les vitesses deplusde62 milles (100 kilomètres) à l’heure, cette compagnie possède soixante-deux locomotives du type 2 B, se divisant en deux séries qui diffèrent peu entre elles, et sept locomotives 2C. Ces types sont reproduits dans les figures 93 et 94.
- Dans l’un et l’autre cas, ce sont des locomotives à deux cylindres intérieurs, à simple expansion, avec foyer plongeant entre les longerons. Les tenders des machines 2B sont, les uns à trois essieux, les autres à quatre ; ceux du type 2 C sont tous à quatre essieux.
- 2. — Great Eastern Railway.
- Pour la remorque de ses trains marchant à une vitesse de plus de 62 milles (100 kilomètres) à l’heure, cette compagnie emploie surtout des locomotives à simple expansion du type 2 B, dont elle possède cent cinquante - deux exemplaires. La figure 93 donne un schéma de cette locomotive. Les cylindres sont placés à l’intérieur et munis de tiroirs plans non équilibrés. Le foyer, assez profond, à ciel plan, a une grille inclinée, logée entre les longerons. La locomotive est munie d’un dispositif supplémentaire de chauffe pour combustible liquide. Le tender est à trois essieux.
- 3. — Great Western Railway.
- Outre six types de locomotives à tender séparé, qui] font partie des
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- Fig. 82,
- Fig. 82 à 84. — Groupe 4, a, 2. — Locomotive 2 C du chemin de fer du Nord français.
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- VII
- 48
- genres 2A1, IB, 2B, 2B1, 2C et 2C1, cette compagnie a aussi deux séries de locomotives-tenders des types 2 B1 et 1 Cl, en tout près de sept cents locomotives en service qui servent à la remorque de trains dont la vitesse dépasse 62 mil]es (100 kilomètres) à l’heure. La locomotive-tender 2B1 est reproduite figure 96 la locomotive à tender séparé 2C, figure 97.
- La locomotive-tender 2B1 est à simple expansion, avec deux cylindres; la virole d’arrière de la chaudière est conique.
- La locomotive à tender séparé 2 C est une machine à surchauffeur à quatre cylindres, à simple expansion ; les mécanismes attaquent deux essieux. La distribution de la vapeur est assurée par des pistons cylindriques. La chaudière a deux viroles coniques et une boîte à feu à berceau surélevé, mais elle n’a pas de dôme. Le tender, à trois essieux, est muni d’une écope de prise d’eau système Rams-bottom.
- 4.— Laneashire & Yorkshire Railway.
- Cette compagnie possède soixante-neuf locomotives 2 B et quarante locomotives 2B1, pour vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure (voir les fig. 98 et 99). Les locomotives ont deux cylindres intérieurs à simple expansion, un corps de chaudière cylindrique avec un petit dôme, un foyer profond avec ciel plan et grille horizontale. Les tenders sont à trois essieux.
- 5. — Midland Railway.
- Il y a sur ce réseau deux genres de locomotives 2 B pour vitesses de plus de 62 milles (100 kilomètres) à l’heure, savoir quatre-vingts locomotives à deux cylindres à simple expansion, et trente-cinq locomotives à trois cylindres compound. Un croquis de cette dernière locomotive est reproduit figure 100.
- Le cylindre à haute pression est placé à l’intérieur, les deux cylindres à basse pression à l’extérieur; tous les cylindres actionnent le premier essieu moteur. Les tenders sont à trois ou à quatre essieux.
- 6. — North Eastern Railway.
- La traction des trains dont la vitesse dépasse 62 milles (100 kilomètres) à l’heure est assurée sur ce chemin de fer par des locomotives du type 2 B, au nombre de 60 (voir fig. 101). Elles sont à deux cylindres intérieurs, à simple expansion; la distribution est faite par des tiroirs cylindriques. Le tender a trois essieux.
- 7. — South Eastern & Chatham Railway.
- Cette compagnie a deux séries de 51 + 16 = 67 locomotives du type 2 B, qui ne présentent que de légères différences dans les principales dimensions et dont a plus lourde est reproduite figure 102. Ce sont des machines à simple expansion» avec cylindres intérieurs, munis de tiroirs plans non équilibrés. Les tendeis so à trois essieux.
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- Fig. 85. — Groupe 4, a, 3. — Locomotive 2 B du chemin de fer de Paris à Orléans.
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- Fig. 87. — Groupe 4, a, 3..— Locomotive 2 B 1 du chemin de fer de Paris à Orléans.
- Pi^. SH. — Groupe 4, a, 3. — Locomotive 2 B 1 du chemin de fer de Paris à Orléans (voir l’ig. 87).
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- Fig. 90. — Groupe 4, a, 3. — Locomotive 2 C du chemin de fer de Paris à Orléans (voir fig. 89).
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- Groupe 4, a, 3. — Locomotive 2 C 1 du chemin de fer de Paris à Orléans,
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- 41,524 livres. 41,412 livres. 38,864 livres. (18,835 kg.). (18,784 kg.). (17.628 kg.).
- Poids total = 121,800 livres. (55,248 kg.).
- 57,512 livres. 61,208 livres. (26,087 kg.). . (27,763 kg.).
- Poids total = 118,720 livres. (53,850 kg.)
- Fig. 93. — Groupe 4, [3, 1. — Locomotive 2 B du Caledoniaîi Bailwàÿ.
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- 41,440 livres. 42,000 livres. 40,320 livres. 39,760 livres. 63.840 livres. 63:840 livres.
- (18,800 kg.). (19,050 kg.). (18,290 kg.). (18,030 kg.). (28.960 kg.). (28,960 kg.).
- Poids total = 163,520 livres. (74,170 kg.). Poids total = 127,680 livres. (57,910 kg.)
- Fig. 94. — Groupe 4, (3, 1. — Locomotive 2 O du Caledonian Railway.
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- 54
- métriques).
- Poids total à vide . .
- — — en charge.
- métriques).
- T. C. Q. (Tonnes métriques.) 47 16 2 (48.59)
- 51 14 0 (52.53)
- métriques).
- métriques;. métriques). métriques).
- Poids total à vide. . — — en charge.
- T. C. Q. (Tonnes métriques.) 19 6 0 (19.61)
- 39 5 0 . (39.88)
- Fig. 95. — Groupe 4, /?,'2. — Locomotive 2 B du Great Eastern Railway.
- S’-.qj
- (Tonnes
- T. C. métriques.) 22 0 (22.35)
- 17 10 (17.78)
- (Tonnes
- T. C. métriques.; 16 0 (16.25)
- 13 0 (13.20)
- (Tonnes
- T. C. métriques.; 19 0 (19.30)
- 15 0 (15.25)
- (Tonnes
- T. C. métriques.; 18 0 (18.30)
- 14 0 (14.20)
- Fig. 96. — Groupe 4, (3, 3. — Locomotive-tender 2 B 1 du Great Western Railway-
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-
-
- Ensemble :
- 20 T. 4 C. (20.50 tonnes métriques). 18 T. 12 C. (18.90 tonnes métriques). 18 T. 12 C. (18.9 tonnes métriques). 18 T. 4 C. (18.50 tonnes métriques). 5T.12C. (76.80 tonnes métriques). 13 T. 10 C. (13.72 tonnes métriques). 13 T. 4 0. (13.40 tonnes métriques). 13 T. 60. ' (13.50 ( tonnes | métriques). , | rempli.
- •18 T. 15 C. (19.05 tonnes métriques). 17 T. 5 C. (17.50 tonnes métriques). 17 T. 5 C. (17.50 tonnes métriques). 16 T. 18 C. (17.20 tonnes métriques). 70 T. 3C. (71.30 tonnes métriques). 6 T. 5 C. (6.35 tonnes métriques). 6 T. 0 C. (6.10 tonnes mé riques). 6T. OC. (16.10 | tonnes j métriques). , > vide.
- Fig. 97. — Groupe 4, p, 3. — Locomotive 2 O du Great Western Railway.
- *
- GQ4.'7S
- 13 T. 11 C. 1 Q. (13.78 tonnes
- 14 T. 18 0. 3 Q. (15.18 tonnes
- 12 T. 16 C. OQ. (12.50 tonnes
- Poids à vide
- métriques). métriques). métriques). métriques), métriques), métriques).
- Poids en charge
- 13 T. 16 C. 0 Q. (14.02 tonnes métriques).
- 16 T. 10 C. 0 Q. (16.76 tonnes métriques).
- 14 T. 10 C. 0Q. (14.73 tonnes métriques).
- 9T.OC.OQ. 9T.0C. 0Q. 8 T. 2 C. 2 Q. (9.14 (9.14 (8.26
- tonnes tonnes tonnes
- métriques), métriques), métriques).
- OS
- OS
- Fig. 98. — Groupe 4, p, 4. — Locomotive 2 B du Lancashire et Yorkshire Railway.
- VII
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-
- <5a«a-2
- T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q.
- Poids à vide . . . 12 5 0 (12.45 tonnes métriques). 12 17 0 (13.06 tonnes métriques). 11 13 0 (11.84 tonnes métriques). 11 10 0 (11.68 tonnes métriques). 5 9 2 (5.56 tonnes métriques). 5 9 2 (5.56 tonnes métriques). 4 17 2 (4.95 tonnes métriques).
- T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q. T. C. Q.
- Poids en charge. . 14 7 1 (14.60 tonnes métriques). 17 10 0 (17.78 tonnes métriques). 17 10 0 (17.78 tonnes métriques). 13 19 0 (14.17 tonnes métriques). 10 10 1 (10.68 tonnes métriques). 10 10 1 (10.68 tonnes métriques). 9 12 3 (9.79 tonnes métriques).
- Fig. 99. — Groupe 4, {3, 4. — Locomotive 2 B 1 du Lancasliire & Yorksliire Railway.
- %A'-O"
- Poids à vide . . 19 T. 3 C. 1Q. . (19.47 tonnes métriques). ' 18 T. 5C.;0Q. (18.54 tonnes métriques). 18T. 0C. 0Q. (18.30 tonnes métriques). 8 T. 13 C. 2 Q. (8.81 tonnes métriques). 7 T. 4 C. 2 Q. (7.34 tonnes métriques). 7 T. 8C. 0Q. (7.52 tonnes métriques).
- Poids en charge. 20 T. 14 C.0Q. (21.03 tonnes métriques). . 19 T. 15 C. 0Q. (20.07 tonnes métriques). 19T.7C.0Q. (19.66 tonnes métriques). 14 T. 14C.0Q. (14.94 tonnes métriques). 13 T. 18 C. 0Q. (14.12 tonnes métriques). 14 T. 6C. 2 Q-(14.55 tonnes métriques).
- Fig. 100. — Gi'oupe 4, (3, 5. — Locomotive 2 B du Midland Railway.
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-
- 56'-7
- 16T.9C.0Q. 19 T. 13C.0Q. 15 T. 12 0. 0Q. 13T. 6C. 0Q. 11T. 6C. OQ. 13T.6C.0Q.
- (16.71 (19.97 (15.85 (13.51 (11.48 (13.51
- tonnes tonnes tonnes tonnes tonnes tonnes
- métriques). métriques). métriques). métriques). métriques). métriques).
- Fig. 101. — Groupe 4, ,3, 6. — Locomotive 2 B du ISTortli Eastern Railway.
- ï-yu- j.
- Üï
- -4
- Poids en charge... 17 T. 7 C.
- (17.63
- tonnes
- métriques).
- 17 T. 12 C. 17 T. 6 C. 12 T. 10 C. 13 T. 0 C. 13Æ.12C,
- (17.88 (17.58 (12.70 (13.20 (13.82
- tonnes tonnes tonnes tonnes tonnes
- métriques). métriques). métriques). métriques). métriques).
- 34 T. 18 C.
- (35.46 tonnes métriques).
- Fig. 102. — Groupe 4, (3, 7. — Locomotive 2 B du South. Eastern & Chatham Railway.
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- III. — Vitesses et nature de la ligne.
- a) Groupe n° 3.
- Parmi les réponses des chemins de fer faisant partie du groupe n° 3 (lignes sur lesquelles des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure ne sont atteintes qu’exceptionnellement), il y a lieu de citer comme particulièrement remarquables les suivantes :
- Les chemins de fer de l’Etat belge mentionnent des vitesses pouvant aller jusqu’à 110 kilomètres à l’heure, notamment en cas dé retard, et cela sur des lignes dont les déclivités sont en général de 5 millimètres par mètre et au plus de 6 millimètres sur une courte section, et dans des courbes ayant jusqu’à 900 mètres de rayon. Les rampes tant soit peu fortes ne sont pas gravies à ces vitesses.
- La figure 103 reproduit à titre d’exemple de ces lignes belges, en longue pente, qui sont franchies à la descente à des vitesses de 110 kilomètres au maximum, une partie de la ligne de Tirlemont à la frontière allemande, près de Bleyberg. La figure 104, représentant une section de la ligne de Gand-Ostende, peut être considérée comme spécimen d’une ligne belge généralement en palier et parcourue dans les deux sens à des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure.
- De même sur les chemins-de fer de l’Etat badois, des vitesses de plus de 100 et jusqu’à 110 kilomètres à l’heure ne sont généralement atteintes que sur des sections en palier ou en faible déclivité, et seulement en cas de retard. Les plus fortes pentes à franchir à cette vitesse sont fixées à 4.33 millimètres par mètre et les plus petits rayons de courbes à 1,100 mètres : ce sont les limites légalement prescrites en Allemagne pour le service régulier. Dans les parcours d’essai avec la locomotive 2 B1 représentée dans les figures 37 à 40, remorquant un train de seize essieux, on a atteint des vitesses de 145 kilomètres à l’heure.
- Sur les chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée, la vitesse maximum atteinte dans des cas exceptionnels est de 115 kilomètres à l’heure, et sur les chemins de fer de l’État français, de 110.
- Le Midi fait circuler le Sud-express sur la ligne de Bordeaux-Irun, sur des sections en palier ou en déclivité de 5 millimètres par mètre au plus, avec des rayons de courbes d’au moins 700 mètres, à des vitesses atteignant 112 kilomètres à l’heure. Une section en rampe de 4 millimètres par mètre, de 1 kilomètre de développement, comprise dans cette ligne, est gravie, sans doute par élan, à la même vitesse.
- b) Groupe n° 4.
- Parmi les renseignements fournis par les chemins de fer faisant partie du groupe 4 (chemins de fer sur lesquels circulent en service régulier des trains ayant une vitesse de plus de 100 kilomètres à l’heure), les plus intéressants sont ceux u Nord français. Ces trains sont en service sur les trois lignes de Paris-Calais, Pans frontière belge-Charleroi et Paris-Lille.
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- 59
- ^-Bifurcation vers Hasielt.
- ^-Bifurcation vers I Huy.
- <- Bifurcation vers Moll.
- i 8 on»
- C ÎDgelom.
- Bifurcation
- Liégeois-Limbourgeoîs,
- Fig. 103. — Groupe 3, a. — Profil en long de la ligne de Tirlemont à Ans. Chemins de fer de l’État Belge.
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- Font de Landegem.
- t
- du xéro à Ostende.
- Courbes et bifurcations) rayons en mètres . .
- Ligne à double voie.
- 80775 j
- 192.27 ~
- Point d’arrêt de Halewyn.
- Landegem.
- Hansbeke.
- Bellero,
- d’Aeltre* Sainte-Marie,
- Font Bifurcation
- d’Oostcamp. Bifurcation Ters Courtrai.
- .644185
- T694.I7 11305.85
- Oostcamp.
- Fig. 104. — Groupe 3, a. — Profil en long de la ligne de G and (Saint-Pierre) à Bruges. Chemins de fer de l’État belge. ^
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- VI’
- 61
- Le profil en long de ces trois lignes est reproduit figures 105 à 107. Les sections de ces lignes sur lesquelles la vitesse dépasse 100 kilomètres à l’heure sont indiquées figures 105 et 106 par un trait horizontal tracé sous la partie en question du profil en long. Quant à la ligne reproduite figure 107, des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure sont atteintes dans toutes les sections comprises entre deux arrêts réguliers. Les points d’arrêt sont soulignés dans cette figure. Des vitesses dépassant 100 kilomètres à l’heure, jusqu’à concurrence du maximum fixé de 120 kilomètres à l’heure, sont atteintes sur les sections en déclivité signalées plus haut des figures 105 à 107, soit en général sur des pentes allant jusqu’à 5 millimètres par mètre, en palier et en rampe d’au plus 3 millimètres, ainsi que dans les courbes d’au moins 500 mètres de rayon.
- C’est dans des conditions analogues que des vitesses atteignant 120 kilomètres à l’heure sont réalisées sur les lignes de l’Est et de Paris à Orléans. Ici également, le plus faible rayon de courbe envisagé est de 500 mètres.
- Sur les lignes anglaises aussi, les vitesses relatées dans les réponses dépassent assez sensiblement la limite des 62 milles (100 kilomètres) à l’heure.
- Le « Caledonian », le « Great Eastern » et le « South Eastern & Ghatham » indiquent comme vitesse maximum 70 milles (112.6 kilomètres) à l’heure. La vitesse de 72 à 75 milles (115.8 à 120.6 kilomètres) à l’heure est réalisée par des trains du « North Eastern », les plus fortes déclivités étant de 2.8 millimètres par mètre et le plus petit rayon de courbe de 20 chains (403 mètres). Le « Midland Railway » répond qu’en rampe la vitesse ne dépasse pas 60 milles (96.5 kilomètres) à l’heure, tandis que les vitesses supérieures à 62 milles (100 kilomètres) à l’heure, dont la compagnie ne fait toutefois pas connaître le maximum, sont atteintes sur des pentes allant jusqu'à 6.25 millimètres par mètre.
- Le « Lancashire & Yorkshire Railway » mentionne des vitesses de 76.74 milles (123.3 kilomètres) à l’heure, et le « Great Western » en cite de 80 milles anglais (128.6 kilomètres) à l’heure.
- IY. — Parcours des locomotives.
- Outre la vitesse, les parcours maximums des locomotives présentent de l’intérêt. Aussi a-t-il paru utile d’étendre notre enquête à ce point de vue, afin de nous renseigner sur la question de savoir quelles sont les plus "longues étapes franchies dans ces services, soit sans arrêt intermédiaire des locomotives, soit sans changement de machines. D’autre part, le parcours annuel moyen des locomotives employées à la remorque des trains rapides pourra présenter de l’intérêt. Les réponses faites à ce sujet sont résumées dans l’annexe n° 6.
- En ce qui concerne d’abord les plus longues étapes sans arrêt, elles sont comprises, sur la moitié des chemins de fer (huit lignes), entre 100 et 200 kilomètres; le quart des chemins de fer qui ont répondu à cette question (quatre lignes) men-fionnent des étapes de 200 à 300 kilomètres, et chacun des deux huitièmes restants
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- Longueuri
- S . s'V s “à 'V~s“s a s
- | S ë â g 5 aS
- £ æ i SS fiëfg
- Fig. 105. — Groupe 4, a, 2. — Ligne de Paris à Calais du Chemin de fer du Nord français.
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- 3^2 j»
- 5 4 3.4 2.4 8.1
- astre stations.
- 6.1 5.4 58 3.6 5.7 5.4 6.2
- 4.5 4 4.5 48 4
- llllllll
- 11111111111111l 11
- 1111111111111111U 111
- lLliliIll
- In i i h Lu.111.
- 3.5 5.6 6.8 4.8 5.8
- 4.7 7.5
- 77 4.3
- 2 4.7 2
- 3.1 3.7 4.1
- Fig. 106. — Groupe 4, a, 2. — Ligne de Paris à Charleroi du Chemin de fer du îsord français.
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- T7II
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- Longueui
- courbes.
- H 111111 111 M l-l 11 H 11111111
- 11111 N111 i 111111
- LH11II llj.illll lllll
- 1111111 n 1111 n 1111
- i U 11 111111H 11111
- Fig. 107
- — Groupe du Chemin
- 4, a, 2. — Ligne de Paris à Lille de fer du Xord français.
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- (soit deux chemins de fer) des longueurs de moins de 100 ou plus de 300 kilomètres. La plus longue étape sans arrêt est celle de 226.5 milles (364.6 kilomètres) sur le « Great Western Railway » (de Paddington à Plymouth) ; puis vient le « Midland » avec 207 milles (333.2 kilomètres).
- Parmi les plus longues étapes fournies sans changement de machines, les unes correspondent aux plus longues étapes sans arrêt, les autres sont encore sensiblement plus grandes.
- En tête, nous trouvons encore ici le « Great Western Railway », qui mentionne, en ajoutant les mots « Paddington to Weymouth return »,un parcours de 309 milles anglais (497.5 kilomètres). En second lieu, c’est la ligne de Paris à Orléans avec 347 kilomètres de Saint-Pierre-des-Corps (Tours) à Bordeaux; il y a quelque temps le Nord français faisait encore circuler le Nord-Express sur les 370 kilomètres de Paris à Liège sans changement de machines.
- A ces grands parcours individuels correspondent aussi les parcours annuels moyens fournis par une locomotive, comme on le verra par la colonne 11 de l’annexe 6, en partie aussi par la colonne 10. Malheureusement les chiffres qui y figurent ne sont pas directement comparables, car les réponses ne permettaient pas toujours de constater avec certitude si les chiffres relatés ont été obtenus y compris ou non compris les locomotives tenues prêtes sous pression ou rentrées aux ateliers pour réparations, qui font le même service. Les observations de la colonne 10 de l’annexe 6 donnent des renseignements à ce sujet.
- Cependant, il conviendra de signaler comme particulièrement remarquables, les parcours annuels moyens de plus de 100,000 kilomètres d’une locomotive des différentes séries, obtenus sur les chemins de fer de l’État badois, de Paris à Orléans et le « Galedonian Railway ».
- Les parcours annuels moyens des locomotives badoises 2 B 1, soit 113,985 kilomètres, et du chemin de fer de Paris à Orléans, soit 101,000 kilomètres, se rapportent l’un et l’autre à l’ensemble de la série des locomotives, y compris les machines en réparation ou tenues sous pression pour assurer la bonne marche du service. Le chiffre fourni par le « Caledonian Railway », 78,627 milles (126,500 kilomètres), ne permet pas de reconnaître sur quelle base il a été calculé.
- 11 convient enfin, de citer quelques chiffres relatifs aux parcours maximums annuels de locomotives individuelles affectées à ces services. Les chemins de fer de l’Etat badois ont mentionné 174,022 kilomètres et le chemin de fer du Nord français 112,500 kilomètres, dans l’un et l’autre cas pour des locomotives du type 2B 1.
- V. — Composition des trains.
- Bien que la nature et la composition des trains remorqués à des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure ne se rattachent pas directement à la question proposée, nous avons cru devoir tout au moins effleurer ce point de vue. Outre le poids et le nombre d’essieux des trains circulant à plus de 100 kilomètres à l’heure, nous avons
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- envisagé surtout la composition de ces trains au point de vue de la nature et du nombre d’essieux des différents véhicules.
- L’annexe 7 donne un aperçu du contenu des réponses reçues. On verra que le nombre total d’essieux des voitures de ces trains varie entre des limites assez étendues, savoir de 20 à 60, et par suite aussi le poids total des voitures de 122 à 407 tonnes. Les chiffres les plus élevés sont ceux donnés par le « Great Central » et le « Great Eastern ». En ce qui concerne le poids des trains, on trouve les chiffres les plus élevés soit environ 400 tonnes, sur le « Great Eastern », le « Great Western » et le chemin de fer de Paris à Orléans. Us sont suivis de très près par l’Est français avec 380 tonnes. Au surplus, les chiffres sont très divers; cependant, on trouve quelquefois plus de 300 tonnes et souvent des charges de plus de 200 tonnes comme le montre en détail la colonne 6 de l’annexe 7. Quant à la composition des trains, c’est la voiture à bogies qui est la plus employée, et celle à quatre essieux l’est plus que celle à six essieux. Les accouplements par soufflets sont en usage presque partout. Mais d’autre part, on trouve aussi des voitures à deux et à trois essieux dans ces trains rapides, et cela non pas seulement en rames invariables de véhicules à peu près similaires, mais mélangées avec des voitures à bogies à quatre et à six essieux. Le « Midland Railway » donne des renseignements très détaillés et particulièrement intéressants sur la composition qu’elle emploie pour un train de vingt-six essieux, circulant à une vitesse de plus de 100 kilomètres à l’heure : elle comprend une voiture à deux essieux, une à six essieux, trois à quatre essieux et deux voitures à trois essieux (voir les observations figurant au bas de l’annexe 7). Les chemins de fer de l’Etat français ont des trains composés de voitures à deux essieux et d’un restaurant à quatre essieux; sur les chemins de fer de l’Etat belge, il y a régulièrement une voiture-salon à bogies au milieu de rames de véhicules à trois essieux. Les poids des différents types de voitures sont indiqués dans les colonnes 8 à 11, annexe 7. On voit que ces voitures à deux et à trois essieux ne le cèdent guère, sauf de rares exceptions, aux légères voitures à quatre essieux, au point de vue du poids, et qu’il s’agit donc sans doute le plus souvent de grands véhicules à empattement très long.
- VI. — Détails de construction des locomotives.
- Nous allons maintenant examiner quelques détails de construction qui ont une importance particulière pour les locomotives à très grande vitesse.
- a) Distribution de la vapeur, a) Tiroirs plans.
- Nous remarquerons à ce sujet que, malgré le grand nombre de tours que les roues motrices des locomotives peuvent atteindre aux vitesses dont il s’agit ici (voir a ce sujet le paragraphe c ci-après), le tiroir plan continue à être beaucoup emploje. Sous sa forme la plus simple, c’est-à-dire sans compensateur, on le trouve encore
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- sur différents types français et anglais; c’est ainsi qu’il est employé par le Paris-Lyon-Méditerranée sur ses locomotives 1 B et 2 B, par les chemins de fer de l’État français sur les cylindres à basse pression de la locomotive 2 B 1, tandis que les tiroirs à haute pression, également plans, sont équilibrés (voir plus loin), puis par le Nord français (locomotive 2 B), le Midi français (2 B et 2 B 1 et sur les cylindres à basse pression de la locomotive 2 G 1). On trouve aussi le tiroir plan non équilibré sur le « Great Central », le « Great Eastern », le « Midland », le « Lancasbire & Yorkshire » et le « South Eastern & Chatham ».
- Pour autant qu’on peut s’en rendre compte par les dessins, ces tiroirs non équilibrés sont en bronze. Les figures 108 à 110 représentent le tiroir plan à canal, non équilibré, pour les locomotives prémentionnées du Paris-Lyon-Méditerranée qui, en vue de diminuer les frottements, est muni de macarons en métal blanc.
- Le tiroir plan équilibré est en usage sur les chemins de fer de l’État badois (locomotive 2 B et cylindres à basse pression de l’ancienne locomotive 2 B 1), sur le Nord français (cylindres à basse pression du type 2B 1 et tous les cylindres du type 2C), sur les chemins de fer de l’État français (cylindres à haute pression du type 2B1) et sur le Midi français (cylindrçs à haute pression de la locomotive 2C 1).
- Le compensateur de la locomotive badoise 2 B 1 est muni d’une garniture conique, appuyée automatiquement par la pression de la vapeur sur la table de frottement, il est reproduit dans les figures 111 et 112 ; les tiroirs sont en fonte.
- Les figures 113 à 116 représentent le tiroir plan du Nord français. L’étanchéité du compensateur circulaire est assurée à l’intérieur par des segments de fonte élastique, en haut par quatre robustes ressorts en acier. Le tiroir est en bronze, le compensateur en fonte. Le tiroir équilibré de l’État français présente une disposition identique au précédent.
- Le tiroir équilibré du « Lancashire & Yorkshire Ràilway » comporte quatre réglettes en fonte, étanches entre elles et serrées par des ressorts en acier contre la table de frottement (fig. 117 à 119). Le corps de tiroir est en bronze.
- £) Tiroirs cylindriques.
- En dehors des tiroirs plans, il existe, surtout sur les locomotives modernes, des tiroirs cylindriques de divers types, tant sur les cylindres à haute pression que sur ceux à Passe pression. Parmi les tiroirs de ce genre, à admission simple, la figure 120 représente le tiroir à haute pression de la locomotive à surchauffeur 2 C de l’État belge (fig. 30 et 31). Chaque piston distributeur est garni de deux segments en fonte A et B, qui s’appuient par leur face intérieure sur une bague C et sont appliqués contre la glace non seulement par leur élasticité, mais encore par la vapeur que laissent entrer les lumières I, 1. Les surfaces frottantes sont polies en a, b, c et d pour faire joint étanche.
- La figure 121 représente le tiroir cylindrique à introduction intérieure de la locomotive 2 B1 des chemins de fer de l’État suédois. Les segments en fonte sont guidés
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- Fig. 109.
- Coupe C-I>.
- 30 ,
- Fig. 108.
- Fig. 110.
- Fig. 108 à 110. — Groupe 3, y, 1. — Chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée. — Tiroir plan.
- Explication du terme allemand : Schuitt = Coupe.
- Fig. 111. Fig. 112.
- Fig;. 111 et 11‘2. — Groupe 3, (3. — Tiroir plan équilibré dos chemins do ter do l’ICtnt badois.
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- Fig. 113.
- Coupe A-B-C.
- Fig. 116.
- Fig. 114.
- Fig. 115,
- Fig. 113 à 116. — Groupe 4, a, 2. — Tiroir plan équilibré du Chemin de fer du Xord français.
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- Fig. 120. — Groupe 3, a. — Tiroir cylindrique de la locomotive 2 C des chemins de fer de l’État belge,
- Fig. 121. — Groupe 2, 8
- Tiroir cylindrique de la locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’État suédois
- Eooplieation des termes allemands : Ausstrômung = Sortie. — Einstrômung^=a Entrée.
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- par des nervures annulaires du corps de piston, qui s’engagent dans des gorges correspondantes des segments. L’étanchéité est secondée par la vapeur vive qui, entrant par la lumière b, arrive sur la face arrière des segments.
- Les tiroirs cylindriques du Paris-Lyon-Méditerranée sont représentés figures 122 et 123. L’étanchéité de chaque piston est assurée par deux étroits segments élastiques en fonte, qui s’appliquent contre une bague fermée médiane, également en fonte, munie de rainures de joint. C’est exactement aussi la construction des tiroirs cylindriques de la locomotive 2C de l’Est français et des tiroirs cylindriques du « Great Western », représentés par les figures 124 à 126.
- Le tiroir cylindrique à introduction intérieure pour les locomotives 2C des chemins de fer de l’État suédois, représenté par la figure 127, est muni d’un segment élastique en fonte A, avec gorge sur chaque côté, dans laquelle est logée une bague fermée en acier. La surface du segment élastique ainsi que les parties du corps de piston s’appliquant contre ses faces latérales sont creusées de rainures de joint. Entre ces surfaces, la bague de garniture peut prendre des mouvements verticaux. L’huile de graissage est amenée par des lumières s, avec pattes d’araignée. Il y a surtout lieu de remarquer la construction du tiroir sous forme de tiroir à canal au moyen des conduits KA K2. Dès que le tiroir s’est déplacé d’un côté, par exemple à droite, et que le bord J du tiroir a dépassé le bord 2 de la glace, de sorte que la vapeur passe entre les arêtes 1-2, l’arête 3 de la moitié gauche du tiroir s’éloigne aussi de l’arête 4. Dès lors il peut arriver de la vapeur vive dans le conduit K2, en passant entre les arêtes 3-4 et passer par ce conduit et le corps de tiroir creux en Kj pour gagner la lumière d’admission côté droit de la glace : de ce fait, la section d’introduction libre pour la vapeur est agrandie dans les conditions usuelles.
- On a réalisé dans une proportion plus importante la double entrée et sortie de la vapeur dans le cylindre à basse pression de la .locomotive 2C1 (fig. 41 à 43) des chemins de fer de l’État hadois, comme le montre la figure 128. Chacun des deux pistons dont est formé le tiroir se décompose en quatre cavités servant deux par deux de conduits de communication pour la vapeur d’admission ou d’échappement.
- L’étanchéité est assurée sur les éléments d’entrée et de sortie par des segments élastiques en fonte chevauchants, avec bagues plates en acier posées derrière les segments, et aux joints du milieu, entre les canaux de communication de l’intérieur du tiroir pour la vapeur du réservoir intermédiaire et la vapeur d’échappement, par deux segments élastiques en fonte de section carrée.
- Enfin, la figure 129 représente le tiroir commun à haute et à basse pression pour la locomotive 2 B1 des chemins de fer de l’État danois. Ce type offre l’avantage qu’un seul mécanisme de distribution est nécessaire pour chaque côté de la loco-ïïiotive compound à quatre cylindres. Les flèches indiquent le trajet de la vapeur. L’étanchéité est assurée à l’aide de segments en fonte élastiques.
- Les quatre tiroirs cylindriques dont il est question plus haut coulissent dans des
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- ’J G>
- Vue de l’avant.
- Fig. 122.
- Fig. 123.
- Fig. 122 et 123. — Groupe 3, y.
- Tiroir cylindrique des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée.
- Explication du terme allemand : Schnitt = Coupe.
- Fig. 124.
- Fig. 124 à 126. — Groupe 4, p, 3. — Tiroir cylindrique du « Great Western Rail va}
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- Fig. 127. — Groupe 2, S. — Tiroir cylindi’ique de la locomotive 2 C des chemins de fer de l’État suédois.
- Explication des [termes allemands: Ausstrômuug = Départ. — Einstrômung = Arrivée.
- —I
- CO
- Fig. 128. — Groupe 3, y. — Tiroir cylindrique de la locomotive 2 C 1 des chemins de fer de l’État badois.
- Explication des termes allemands : Ausstrômung = Départ. — EinstriJmung vom Verbinder = Arrivé* vapeur du receiver.
- Vorôffnen.= Avance à l’admission. J
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- -------
- zvm Nleclerdruc^z ij luider
- vom. HûcbolKvck zy Uudev.
- Fig. 129. — Groupe 2, a.
- Double tiroir cylindrique de la locomotive 2 B 1 des chemins de fer de l’État danois.
- Explication des termes allemands : Auspuff vom Niederdruckzylinder = Echappement du cylindre B. P. — Einstrômung z. Hochdrucl-zylinder = Introduction au cylindre H. P. — Vom Hochdruckzylinder = Du cylindre H. P. — Vom Verbinder = Du reeeiver. -Zum Niederdruckzylinder = Au cylindre B. P. — Zum Verbinder = Vers le reeeiver.
- chemises en fonte non chauffées; d’ailleurs le système des fourreaux chauffés n’est employé sur aucune des locomotives mentionnées, même sur celles à surchauffeur.
- b) Vitesse du piston.
- Dans les colonnes 39 à 41 des annexes 3 à 5, nous avons calculé la vitesse du piston des différentes locomotives, d’abord pour la vitesse de 100 kilomètres à l’heure (col. 39), puis, dans la colonne 41, pour la plus grande vitesse annoncée par le chemin de fer en question et relatée dans la colonne 40. En résumant ces résultats, on constate que les vitesses de piston, rapportées à la vitesse de 100 kilomètres à l’heure, varient entre 5.06 et 7.22 mètres par seconde; la limite inférieure représente la vitesse de piston de la locomotive 2 B des chemins de fer de l’Etat hadois avec deux cylindres intérieurs, tandis que la limite supérieure s’applique à la loco-motive-tender 2B1 du « Great Western Railway ».
- Il n’est pas possible de grouper exactement, ni même approximativement les vitesses pour des types de locomotives déterminés, en prenant par exemple pour base la position et le nombre des cylindres. On trouve des vitesses de piston relativement élevées, entre 5 et 6 mètres par seconde, correspondant à une vitesse de 100 kilomètres à l’heure, aussi bien pour le type à cylindres extérieurs, qui s’y prete le moins, que pour les locomotives à cylindres intérieurs ou à cylindres extérieurs
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- et intérieurs, tandis qu’inversement de faibles vitesses de piston, ne dépassant guère 5 mètres par seconde, se trouvent même sur des locomotives à quatre cylindres avec mécanismes se faisant équilibre. Pour les vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure, les plus fortes vitesses de piston sont atteintes, d’un côté, en ce qui concerne les locomotives à deux cylindres extérieurs seulement, par la locomotive 2 B1 des chemins de fer de l’État belge, avec 6.29 mètres par seconde pour 110 kilomètres à l’heure, de l’autre côté, parmi les locomotives à quatre cylindres, avec mécanismes se faisant équilibre, par les locomotives 2C du Nord français avec 7.77 mètres par seconde pour 120 kilomètres à l’heure. La plus grande vitesse de piston soit 9.21 mètres par seconde, pour 129 kilomètres à l’heure, est atteinte par la locomotive-tender avec cylindres extérieurs du « Great Western Railway ».
- c) Nombre de tours.
- De même que les vitesses de piston, nous avons calculé, dans les annexes 3 à o, colonnes 42 à 47, les nombres de tours des roues motrices et porteuses pour 100 kilomètres à l’heure et pour les plus grandes vitesses signalées.
- a) Roues motrices.
- Les nombres de tours de roues présentent beaucoup moins d’écart que les vitesses de piston. Dans ce cas encore, il est impossible de trouver des limites précises ou approchées pour certains nombres de tours, suivant le type des locomotives. Le nombre de tours correspondant à 100 kilomètres de vitesse à l’heure varie entre 240 et 195 à la minute. La valeur maximum absolue est de 364 tours à la minute : elle est atteinte encore par les locomotives à quatre cylindres 2C du Nord français, à la vitesse de 120 kilomètres à l’heure.
- |3) Roues porteuses.
- Ici les limites entre lesquelles varient les nombres de tours sont beaucoup plus étendues que pour les roues motrices. Rapportées à la vitesse de 100 kilomètres à l’heure, elles sont situées, pour les roues porteuses d’avant, à 409 et 624 tours par minute. La valeur maximum absolue est atteinte encore une fois par la locomotive 2C du Nord français, avec 750 tours par minute, à la vitesse de 120 kilomètres à l’heure. En ce qui concerne les roues porteuses d’arrière, dont le diamètre peut généralement être plus grand que celui des roues des bogies ou essieux porteurs d avant, on trouve en général de plus faibles nombres de tours (voir les annexes 3 à 5, col. 46 et 47).
- d) Équilibrage des masses et forces centrifuges libres.
- L équilibrage des masses soit tournantes, soit à mouvement alternatif des locomotives mentionnées dans les réponses, quand toutefois elles sont équilibrées, se
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- fait partout à l’aide de contrepoids logés à la façon habituelle dans les roues. Tandis que les masses tournantes, pour autant que les renseignements reçus permettent de le reconnaître, sont partout équilibrées complètement, il en est tout autrement pour les masses à mouvement alternatif.
- En ce qui concerne d’abord les locomotives n’ayant que deux cylindres placés à l’extérieur, la Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée n’a équilibré sur la locomotive 2 B (fig. 51 et 52), que 5.6 p. c. des masses à mouvement alternatif, ce qui, à la vitesse de 120 kilomètres à l’heure, correspond à une force centrifuge libre d’environ 340 kilogrammes. Par contre, la locomotive 2 B1 (fig. gg et 56) de la même compagnie, de construction américaine, présente un équilibrage de 29 p. c. de ces masses, représentant 1,300 kilogrammes de force centrifuge libre (= 15 à 16 p. c. de la charge statique par roue), à la vitesse de 120 kilomètres à l’heure.
- Sur les locomotives à deux cylindres intérieurs, l’équilibrage des masses à mouvement alternatif varie entre 25 p. c. (chemins de fer de l’Etat badois, machine 2 B), correspondant à 8.3 p. c. de charge supplémentaire par roue par suite de la force centrifuge libre, et 67 à 70 p. c. (locomotives du « Great Eastern », du « Great Western» et du « Lancashire & Yorkshire Railway »).
- La proportion des masses à mouvement alternatif équilibrées est de 30 p. c. sur les locomotives à deux cylindres des chemins de fer de l’Etat suédois, de 50 p. c. sur celles de l’Etat belge, du <c Caledonian », du « North Eastern » et du « South Eastern & Chatham ».
- Quant aux locomotives à trois cylindres, mentionnées en petit nombre, l’équilibrage des masses à mouvement alternatif est de 83 p. c. sur la locomotive 2B1 du <c Great Central », dont 50 p. c. sur l’essieu moteur et 33 p. c. sur l’essieu couplé. La force centrifuge libre, à la vitesse de 120 kilomètres (74.6 milles) à l’heure, est de 7.37 tonnes. La proportion qui existe pour la locomotive 2 B à trois cylindres du « Midland Railway » doit être à peu près la même.
- Sur les locomotives à quatre cylindres des chemins de fer allemands et de la plupart des chemins de fer français, les masses à mouvement alternatif ne sont pas équilibrées du tout. On se contente de l’équilibrage que donne tout naturellement l’opposition, deux par deux, des quatre mécanismes moteurs. Par suite, ces locomotives ne développent pas de forces centrifuges libres. Par contre, les chemins de fer de l’Etat belge équilibrent complètement la différence de poids des masses a mouvement alternatif sur leurs locomotives compound à quatre cylindres, maigre l’opposition des mécanismes. 11 en est de même de la locomotive 2 B du Midi français; de ce fait, les forces centrifuges atteignent, à la vitesse de 120 kilométrés a l’heure, 11 à 12 p. c. de la charge statique par roue.
- Le Nord français a équilibré sur sa locomotive 2 B (fig. 79 et 80) 30 p. c. des masses à mouvement alternatif, et dans ces conditions les forces centrifuges lib1^® ne dépassent pas 10 p. c. de la charge statique pair roue, même à la vitesse 120 kilomètres à l’heure.
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- e) Freins des locomotives et tenders.
- Sur un assez grand nombre de locomotives, notamment celles de types récents, }e|frein n’agit pas seulement sur les roues motrices, mais encore sur tous les essieux porteurs, tant ceux du bogie, que ceux d’arrière. Tel est le cas pour les locomotives de l’État belge, des chemins de fer de l’État danois et de l’État bavarois, pour les locomotives badoises 2B1 et 2Cl, pour les locomotives 2C du Nord et de l’Est français, pour les types modernes du Paris-Lyon-Méditerranée et du Paris-Orléans. Sur ce dernier chemin de fer les essieux porteurs d’arrière des locomotives de types récents ne sont freinés que s'ils n’ont pas de jeu transversal. De même les locomotives des chemins de fer de l’État suédois et de l’État hongrois n’ont que des essieux freinés.
- Quelques-unes de ces administrations font remarquer expressément qu’elles jugent ou ont reconnu nécessaire le freinage de tous les essieux sur des locomotives aussi rapides (Bavière, Suède, Hongrie); de même, le «. Great Western » exprime l’avis que tous les essieux devraient être freinés. La proportion de freinage du poids total en charge de la locomotive, non compris le tender, varie pour ces locomotives, freinées sur tous les essieux, de 47 à 82 p. c. Une exception est faite par la locomotive bavaroise 2B2 (lig. 12) munie d’un frein à action rapide qui permet de porter, au commencement du serrage des freins, la pression de freinage à 114 p. c.
- Un second groupe comprend les chemins de fer sur lesquels une partie seulement des roues de la locomotive sont munies de freins. En règle générale, ce sont les roues motrices et couplées qui ont alors le frein, quelquefois aussi les roues porteuses d’arrière, tandis que les roues de bogie n’ont généralement pas de frein sur les locomotives de ce groupe. Tel est le cas pour les locomotives de l’État français et du Midi, pour les anciens types des chemins de fer de l’État badois, du Nord français, du Paris-Lyon-Méditerranée et du Paris-Orléans, ainsi que sur les chemins de fer de la Grande-Bretagne. Les proportions de freinage, rapportées au poids en en ordre de marche des locomotives, varient entre environ 30 et 60 p. c.
- Sur les tenders, presque partout le frein agit sur toutes les roues. Rapportée au poids du tender avec la moitié de ses approvisionnements, la pression de freinage obtenue dans ces conditions varie entre environ 36 et 404 p. c. Le tender à frein rapide de la locomotive'bavaroise 2B2 prémentionnée subit au commencement du freinage un effort de 130 p. c. de son poids, avec la moitié de ses approvisionnements.
- Sur les chemins de fer de l’État belge, le chemin de fer de Paris à Orléans et le « Caledonian Railway », les tenders sont freinés dans la proportion de 100 p. c. de leur poids à vide.
- f) Graissag-e.
- Sur la grande majorité des chemins de fer, on emploie pour le graissage des cylindres et tiroirs des appareils alimentant un certain nombre d’organes depuis un seul point (graissage central). En règle générale, ce sont des presses et pompes à
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- huile, des graisseurs à condensation à débit visible, etc. Les uns sont actionnés par une pièce en mouvement de la locomotive et ayant par suite un débit variant avec la vitesse de la locomotive, les autres peuvent être ajustés à la main pour un nombre déterminé de gouttes par unité de temps. Sur les chemins de 1er du continent européen, ce sont surtout des pompes et presses à huile qui sont en usage, tandis qu’en Angleterre on paraît préférer les graisseurs à condensation à débit visible. Une centralisation très étendue de l’alimentation des nombreux points à lubrifier sur les cylindres et tiroirs d’une locomotive à quatre cylindres est représentée dans les figures 130 à 132 (locomotives badoises 2Cl). Deux pompes à dix orifices refoulent l’huile vers les différents points. Les pompes sont disposées de façon que l’arrivée d’huile se modifie pour tous les points ensemble et qu’elle puisse en outre, et indépendamment de ceci, varier au besoin entre certaines limites pour chaque point individuel.
- VIL — Conclusions.
- En jetant un coup d’œil sur l’ensemble des résultats de notre enquête, nous commencerons par constater que, parmi les régions visées par cet exposé (tous.les pays faisant partie de l’Association du Congrès, à l’exception de l’Amérique), l’Europe est la seule partie du monde où des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure sont atteintes dans le service des chemins de fer.
- Vitesses. — Même en Europe, ces vitesses ne sont employées en service régulier, jusqu’à concurrence de 129 kilomètres à l’heure, que par les chemins de fer français et anglais contenus dans le groupe n° 4 (voir l’annexe n° 5, colonne 4). En outre, les chemins de fer réunis dans le groupe n° 3, et situés dans les pays suivants : Belgique, Allemagne, France et Grande-Bretagne, mentionnent des vitesses maximums de 120 kilomètres à l’heure, qui ne sont toutefois atteintes que dans des cas exceptionnels, tels que retards, etc.
- Disposition des essieux des locomotives. — En ce qui concerne les locomotives servant à réaliser ces grandes vitesses, c’est le type avec bogie à l’avant qui est le plus répandu, sous ces différentes variantes 2A1, 2B, 2B1, 2B2, 2Cet2Cl. Quelques administrations emploient aussi des locomotives n’ayant qu’un seul essieu porteur; telles sont les locomotives IB du Paris-Lyon-Méditerranée et du « Great Western» ainsique les locomotives-tenders ICI de ce dernier chemin de fer. Ce type et un type 2B1, appartenant également au «Great Western», représentent les seules locomotives-tenders mentionnées comme étant employées pour des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure.
- Les bogies ou essieux porteurs d’avant ont partout un jeu transversal plus ou moins important, leur rappel à la position normale est assuré par les dispositifs usuels, tels que pendules, ressorts, etc. Les essieux porteurs d’arrière ont également un certain jeu latéral sur la plupart des chemins de fer; les cas où on ne leur en donne pas sont rares. Sur quelques chemins de fer anglais, les essieux moteurs reçoivent aussi un jeu latéral modéré.
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- Nombre et position des cylindres. — Les locomotives à deux cylindres et à quatre cvlindres sont en nombre à peu près égal, mais parmi les types les plus récents, la supériorité numérique revient aux locomotives à quatre cylindres. La locomotive à trois cylindres n’est employée pour l’usage qui nous occupe que dans une proportion restreinte, sur deux chemins de fer anglais.
- Au point de vue géographique, la locomotive à deux cylindres est la plus répandue en Angleterre, elle l’est moins sur les chemins de fer belges, allemands, français et suédois. Les chemins de fer du continent européen, au contraire, et notamment les réseaux français, emploient de préférence des locomotives à quatre cylindres.
- Sur les locomotives à deux cylindres, ceux-ci sont, dans la grande majorité des cas, placés à l’intérieur ; ils ne sont extérieurs que sur environ le dixième des locomotives à deux cylindres mentionnés dans les réponses.
- Toutes les machines à quatre cylindres ont deux cylindres à l’extérieur et deux à l’intérieur. Il n’est pas fait usage des types Vauclain et tandem (cylindres placés l’un sur ou derrière l’autre et tiges de piston conduisant une crosse commune).
- Dans les locomotives eompound à quatre cylindres, les cylindres à basse pression sont placés le plus souvent à l’intérieur, les cylindres à haute pression à l’extérieur. Sur les chemins de fer français, les cylindres à basse pression sont régulièrement intérieurs. Dans les locomotives italiennes, les deux cylindres à haute pression sont réunis sur le côté gauche de la machine, les deux cylindres à basse pression sur le côté droit, l’un à l’intérieur, l’autre à l’extérieur. Les locomotives à trois cylindres, toutes eompound, ont un cylindre à haute pression intérieur et deux cylindres à basse pression extérieurs.
- Simple expansion ou eompound. — Pour les locomotives à deux cylindres, la simple expansion est préférée. Elle est surtout employée régulièrement sur les locomotives anglaises et suédoises de ce type.
- Par contre, les locomotives à quatre cylindres sont toutes eompound, à part deux types seulement.
- Les deux locomotives à quatre cylindres et à simple expansion (Etat belge et « Great Western ») sont en même temps munies d’un surchauffeur.
- Timbre. — Les pressions de 10 à 12 atmosphères ne se rencontrent que rarement; les pressions moyennes, de 13, parfois 14 atmosphères, sont déjà beaucoup plus fréquentes, notamment sur les locomotives anglaises, où le timbre de 12.7 atmosphères est la règle. Les plus hautes pressions, de 15 et 16 atmosphères, se trouvent d’une manière presque générale sur les locomotives françaises et allemandes, ainsi que sur les locomotives belges, danoises, italiennes et hongroises, mais très rarement sur les locomotives anglaises.
- Vapeur saturée et surchauffée. — La locomotive à vapeur saturée constitue la règle, la locomotive à surchauffe l’exception. Il n’a été mentionné de ce dernier type que deux machines belges, quatre allemandes, une anglaise et une suédoise; plu-
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- Fig. 130.
- 130 à 132. — Groupe 2, (3. — Graissage central des cylindres de la locomotive 2 C 1 des chemins de fer de l’État badois.
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- Von Km l'en naéK vovn gefeliea
- Fig. 132.
- Fig. 130 à 132 (suite). — Groupe 2, £3. — Graissage central des cylindres de la locomotive 2 C 1 des chemins de fer de l’État badois.
- Explication des termes allemands : Anwarinleitung = Conduite de réchauffage. — Dampfschmierung = Graissage des cylindres et tiroirs. — Stopfbüchsenschmierung = Graissage des boîtes à garniture. — Von hinten nach vorn gesehen = Vue d’arrière en avant.
- Liste des or gates et conduites de la locomotive IV f. 2.
- Conduite n° 1 .
- — n° 2 .
- — n" 3 .
- — n" 4 .
- — n" 5 .
- — n" 6 .
- — n° 7 .
- — n» 8 .
- — n» 9 .
- — n” 10 .
- Graisseur du côté gauche, organe sous pression :
- . . . Cylindre B. P. côté gauche.
- . . . Tiroir H. P. côté gauche, arrière.
- . . . — B. P. — — arrière et avant (côté du receiver).
- ... — H. P. — — avant.
- . . . Cylindre H. P. côté gauche.
- . . . — — côté droit, avant
- . . . Tiroir H. P. — — —
- . . . — B. P. — — arrière et avant (coude du receiver).
- . . . — H. P. — — arrière.
- Cylindre B. P. côté droit.
- Graisseur du côté droit, boîtes à garniture :
- Conduite n° I..................... Presse garniture de la tige de piston B. P., côté droit, avant.
- — n* II................... — — — — arrière.
- — n° III.................. — des tiges de tiroir H. P. et B. P., côté droit, arrière.
- — n° IV.............................. — — de piston H. P., côté droit, avant.
- — n° V.................... — — — — arrière.
- — n” VI................... — — — côté gauche, arrière.
- — n° VII.................. — — — — avant.
- — n° VIII............................ — — de tiroir H. P. et B. P., côté gauche, arrière.
- — il* IX . . . . . — — de piston B. P., côté gauche, arrière.
- — n° X.................... — — — — avant.
- IL:.
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- sieurs administrations ont des locomotives à surchauffeur pour grandes vitesses eu construction. Toutes les locomotives à surchauffeur allemandes sont des machines compound à quatre cylindres, ailleurs elles sont à simple expansion, soit avec deux cylindres (Belgique et Suède), soit avec quatre cylindres (Belgique et Grande-Bretagne).
- Surfaces de chauffe et de grille. — La grande majorité des chaudières ont des surfaces de chauffe de 150 à 250 mètres carrés et quelquefois davantage; les petites chaudières, dont la surface de chauffe descend dans des cas individuels jusqu’à 100 mètres carrés, forment de rares exceptions. La surface des grilles varie beaucoup; elle dépend évidemment beaucoup de la qualité du combustible, comme le montrent les grilles relativement petites des locomotives anglaises et de celles de plusieurs chemins de fer du continent, qui emploient du charbon anglais. Sur la grande majorité de locomotives, la longueur des grilles ne dépasse pas la cote de 2.5 mètres. Des longueurs de grille de plus de 3 mètres ne se présentent que très rarement. Lorsqu’il faut que la surface de la grille soit plus grande, on a recours au foyer large, placé sur les longerons entre les roues, ou encore débordant sur celles-ci.
- Tubes à fumée. —La plupart des chemins de fer emploient des tubes lisses à diamètre extérieur de 45 à 55 millimètres. Des tubes d’un plus grand diamètre, avec ailettes intérieures (système Serve) sont en usage sur la plupart des locomotives françaises et sur une locomotive belge.
- La longueur des tubes entre plaques tubulaires ne dépasse généralement pas la cote de 5 mètres. Dans de très rares cas, on rencontre des longueurs de tubes approchant ou dépassant légèrement 6 mètres. Les longueurs des tubes à ailettes sont généralement comprises entre 3.5 et 4.5 mètres.
- Essieux moteurs (locomotives à quatre cylindres). — Sur les locomotives à quatre cylindres, les bielles motrices attaquent tantôt toutes le même essieu moteur, généralement le premier, tantôt les cylindres intérieurs entraînent le premier essieu moteur, et les cylindres extérieurs le second, ces deux essieux étant alors accouplés (système de Glehn). Ce dernier mode de construction se rencontre sur toutes les locomotives françaises, les locomotives danoises et une des locomotives anglaises à quatre cylindres, tandis que la commande d’un seul essieu par les quatre cylindres existe sur les locomotives belges, allemandes, italiennes et hongroises, ainsi que sur une locomotive anglaise.
- Poids des locomotives et charges par roue. — En raison de la grande diversité des types de locomotives dont il est fait mention dans les réponses, leurs poids en charge varient également entre de très larges limites, savoir : 43,000 kilogrammes pour la locomotive 2 B à deux cylindres du Nord français et 90,400 kilogrammes pour la locomotive à quatre cylindres 2 C 1 du Midi français. Le poids adhérent varie, pour les locomotives à deux essieux moteurs, entre 28,600 et 39,800 kilo-
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- grammes (locomotive 2 B à deux cylindres du Nord français et locomotive 2 B à trois cylindres du « Midland Bailway »). Parmi les locomotives à trois essieux moteurs, le plus faible poids adhérent est celui de la locomotive 2 C du Nord français, avec 42,470 kilogrammes, le plus grand celui de la locomotive 2 G du « Great Western », avec 55,500 kilogrammes (142,200 livres) ; les poids par essieu moteur de moins de 15,000 kilogrammes (33,100 livres) sont très rares. La grande majorité des locomotives ont des poids par essieu moteur de 10,000 à 18,000 kilogrammes et davantage. Ce sont surtout des locomotives belges, françaises et anglaises qui présentent ces fortes charges. La valeur maximum est d’environ 20,000 kilogrammes et se trouve sur la locomotive 2 B du « Midland Railway ».
- Relation du poids à la surface de chauffe. — Les écarts sont beaucoup moindres entre les chiffres qui expriment la relation entre la surface de chauffe et le poids en charge. Pour les principaux types de locomotives ces chiffres sont compris, à peu d’exceptions près, entre les limites ci-après :
- 2 B . ............2.24 à 3.5 mètres carrés par tonne de poids en charge.
- 2 B 1....................2.46 à 3.3 — — —
- 2 C................. . 2.2 à 3.1 -- — —
- 2 C 1 . . . . . . . 2.77 à 3.1 — - —
- La valeur maximum est atteinte par la locomotive 2 B à deux cylindres du « Great Easlern », avec 4 mètres carrés par tonne.
- Diminution de la résistance de l’air. — Des dispositifs ayant pour but de diminuer la résistance de l’air se trouvent sur des locomotives des chemins de fer danois, allemands, français, italiens, suédois et hongrois. Ils consistent à donner une forme de coin ou conique à la paroi d’avant de la boîte à fumée et à la paroi transversale de l’abri.
- Construction des tenders. — Le type à trois essieux est le plus répandu. Des tenders à quatre essieux sont employés avec les locomotives danoises et toutes les locomotives allemandes, ainsi que pour quelques locomotives anglaises et françaises. Une ancienne locomotive 2 B d’un chemin de fer français a un tender à 2 essieux seulement.
- Les tenders à quatre essieux sont généralement portés par deux bogies. Une exception est faite par le tender danois : les essieux, dont le premier et le troisième peuvent se déplacer longitudinalement, sont montés comme des essieux rigides ordinaires dans un châssis commun. Les caisses à eau ont le plus souvent la forme usuelle d’un fer à cheval ou d’un rectangle. La locomotive hongroise 2 B 1 à quatre cylindres compound est seule munie d’un tender du type Vanderbilt.
- Capacité cl’eau. — La grande majorité des tenders peuvent charger 15 à 20 mètres cubes d’eau ; c’est ce dernier chiffre qui est adopté de préférence pour les tenders modernes. La plus grande capacité est celle d’un tender à quatre essieux de l’État
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- bavarois (26 mètres cubes). Des appareils de prise d’eau en marche système Rams-bottom sont montés sur quelques tenders français et anglais.
- Approvisionnements de combustible. — La soute à combustible de la plupart des tenders peut contenir 5,000 à 6,000 kilogrammes. Le tender de la locomotive 2 B, aménagée pour être chauffée au besoin avec un combustible liquide, du « Great Eastern Railway » peut emporter soit 3,360 livres (1,470 kilogrammes) de combustible solide et 715 gallons (3.23 mètres cubes) de combustible liquide, soit un plus grand tonnage de charbon.
- Poids en charge. — Certains tenders, à grande capacité, ont un poids en charge très considérable. Pour la plupart, ce poids est compris entre 35,000 et 45,000 kilogrammes, mais un assez grand nombre de tenders dépassent cette limite supérieure, jusqu’à concurrence de 57,900 kilogrammes. En rapprochant le poids à vide du tender de sa charge en eau, on constate que la vieille règle qu’un tender doit peser à peu près autant, à vide, que l’eau qu’il emporte continue à se vérifier d’une manière générale. Cependant il existe un nombre assez considérable de tenders dont le poids à vide dépasse plus ou moins sensiblement celui de l’eau, tandis que les tenders qui pèsent à vide sensiblement moins que leur contenu en eau sont très rares.]
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-
-
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- VII
- 85
- ANNEXE 1.
- Questionnaire détaillé relatif à la question VII.
- QUESTION 1.
- Types et effectifs de locomotives à très grande vitesse.
- Possédez-vous des locomotives à vapeur remorquant en service régulier des trains dont la vitesse dépasse 100 kilomètres à l'heure?
- A. Combien de types de
- a) locomotives à tender séparé ?
- b) locomotives-tenders ?
- B. Quel est l’effectif des locomotives
- A, a) pour chaque type?
- B. b) pour chaque type?
- QUESTION 2.
- Nature de la ligne et vitesses.
- 1. Quelles sont, pour les sections parcourues à des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure
- en service régulier :
- A. les longueurs, en kilomètres?
- B. les rampes moyennes, en millimètres par mètre ?
- C. les rampes maximums, — —
- D. les pentes moyennes, — —
- E. les pentes maximums, — —
- F. les rayons des courbes les plus raides, en mètres?
- 2. Quelles sont, sur les différentes sections auxquelles se rapportent les renseignements donnés
- en I, A à F, les vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure
- A. moyennes ) ,
- D . > atteintes en service régulier ?
- ü. maximums \
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-
-
- VII
- 86
- QUESTION 3.
- Nature des trains remorqués.
- I. Quels sont :
- A. le nombre d’essieux?
- B. le poids en tonnes (métriques) des trains circulant en service régulier sur les sections
- mentionnées dans la réponse à la question 2, aux vitesses élevées qui y sont indiquées?
- 11. Comment les différentes voitures entrant normalement dans la composition de ces trains sont-elles conditionnées au point de vue :
- A. du nombre des essieux (voitures à deux, trois, quatre ou six essieux)?
- B. de l’existence de passages d’intercirculation complètement ou partiellement fermés ('soufflets) entre les différentes voitures?
- C. du poids des différentes voitures?
- QUESTION 4.
- Époque de la mise en service, longueur des étapes et parcours annuel.
- T. Depuis quand les locomotives mentionnées dans la réponse à la question 1 sont-elles en service régulier pour la traction de trains dont la vitesse dépasse 100 kilomètres à l’heure?
- II. Quelles sont les plus longues étapes (en kilomètres) que fournit une locomotive en assurant
- ce service :
- A. sans arrêt?
- B. sans changement de machines?
- III. Quel est le parcours annuel (en kilomètres) qu’une locomotive fait en moyenne, en y
- comprenant :
- A. les locomotives qu’il faut tenir simultanément prêtes, afin d’assurer la marche
- normale du service des trains rapides?
- B. en outre, les locomotives affectées au même service qui sont, pendant le même
- temps, en réparation?
- QUESTION 3.
- Dimensions principales des locomotives et tenders.
- I. Locomotive :
- A. Chaudière.
- a) Surface de chauffe intérieure du foyer ... mètres carrés.
- b) Surface de chauffe intérieure des tubes à fumée ... mètres carrés.
- cj Surface de chauffe du surchauffeur (surface baignée par les gaz chauds) ... mètres carrés.
- d) Surface de chauffe totale (a -f b -f- c) ... mètres carrés.
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-
-
- VII
- 87
- e) Pression effective de la vapeur ... kilogrammes par centimètre carré.
- f) Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus du bord supérieur du rail
- ... millimètres.
- g) Longueur des tubes à fumée entre les plaques tubulaires ... millimètres.
- extérieur
- h) Diamètre--------- des tubes à fumée ... millimètres.
- intérieur
- extérieur
- i) Diamètre .-------des tubes du surchauffeur ... millimètres
- intérieur
- h) Longueur intérieure de la grille ... millimètres.
- I) Largeur intérieure de la grille ... millimètres. m) Surface de la grille ... mètres carrés.
- B. Mécanisme.
- a)
- c)
- d)
- e) f)
- 9)
- h)
- Nombre de cylindres à haute pression ...
- . / intérieurN
- Position des cylindres à haute pression à 1—------------ ...
- \ extérieur/
- Diamètre des cylindres à haute pression ... millimètres.
- Course des pistons des cylindres à haute pression ... millimètres. Nombre de cylindres à basse pression ...
- I , intérieur\
- Position des cylindres à basse pression à 1---------:--- ...
- \ extérieur/
- Diamètre des cylindres à basse pression ... millimètres.
- Course des pistons des cylindres à basse pression ... millimètres.
- C. Essieux.
- a) Nombre total des essieux porteurs ...
- b) Nombre des essieux porteurs de bogies ...
- c) Nombre des essieux moteurs ...
- D. Poids.
- a) Poids de la locomotive à vide ... kilogrammes.
- b) Poids de la locomotive en charge ... kilogrammes.
- c) Poids adhérent de la locomotive ... kilogrammes.
- II. Tender :
- A. Nombre d’essieux ...
- B. Approvisionnement :
- a) Eau ... mètres cubes.
- b) Combustible ... kilogrammes.
- C. Poids :
- a) Poids du tender à vide ... kilogrammes.
- b) Poids du tender en charge (avec tous ses accessoires et les soutes pleines)
- ... kilogrammes.
- III. Prière de joindre un croquis de la locomotive et du tender, à l’échelle d’environ 1/50 de la grandeur, avec les principales cotes en millimètres et les diverses charges d’essieu en tonnes.
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-
-
- VII
- 88
- QUESTION 6.
- Détails de construction des locomotives.
- I. Surchaufïeur:
- A. Quel est le type employé? (Prière de joindre des croquis, avec explications.)
- B. Pour la remorque des trains dont la vitesse dépasse 100 kilomètres à l’heure, de
- combien de degrés centigrades la vapeur est-elle chauffée au-dessus de la température de la vapeur saturée?
- C. Quels sont les résultats donnés par le surchauffeur :
- à) au point de vue du maintien continuel de la température de surchauffe désirée en service?
- b) au point de vue de la nécessité d’entretien de ses pièces ?
- IL Distribution de la vapeur :
- A. Quel genre d’organes employez-vous sur les cylindres pour la distribution de la vapeur :
- a) Tiroirs plans :
- a) sans compensateur? p) avec compensateur ?
- b) Tiroirs cylindriques :
- a) avec segments de garniture élastiques?
- P) avec segments de garniture non-élastiques? et
- 1. fourreaux chauffés?
- 2. fourreaux non-chauffés ?
- c) Soupapes?
- d) Robinets ?
- Prière de joindre des dessins des tiroirs de distribution ou des pièces qui les remplacent.
- B. Possédez-vous des résultats de mesures ou d’expériences en ce qui concerne l’étanchéité
- prolongée et la nécessité d’entretien de ces distributeurs?
- III. Equilibrage des masses en mouvement :
- A. Equilibrez-vous, outre les masses tournantes excentriques de chaque roue motrice,
- une partie des masses animées d’un mouvement alternatif, et dans quelle proportion de leur poids total ?
- B. L’équilibrage partiel des masses oscillantes se fait-il :
- a) par des masses tournantes faisant corps avec les roues motrices ?
- b) ou de quelle autre façon?
- C. Quelle est la valeur de la force centrifuge libre, provenant de l’équilibrage des masses
- oscillantes par des masses tournantes placées dans les roues motrices, à la plus grande vitesse de régime (à mentionner de nouveau en cette place) de la locomotive.
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-
-
- VII
- 89
- IV. Passage dans les courbes :
- A. Quel est l’empattement rigide de la locomotive?
- B. Quels sont les bogies, essieux porteurs ou essieux moteurs de la locomotive qui
- peuvent prendre un jeu transversal et quelle est, en millimètres, la valeur de ce jeu de part et d’autre de la position normale ?
- C. Quel est, en mètres, le rayon de la courbe la plus raide dans laquelle la locomotive
- peut passer grâce au jeu de ses essieux ?
- V. Graissage :
- A. Employez-vous un graissage central pour certains groupes de pièces en mouvement
- de la locomotive et pour lesquels ?
- B. Comment, dans ces appareils de graissage, le débit de matière lubrifiante est-il réglé
- suivant le travail de la locomotive ?
- VI. Freins :
- A. Pour le service des trains très rapides, la présence de sabots de frein est-elle jugée
- nécessaire sur toutes les roues de la locomotive ou sur une partie seulement?
- B. A combien s’élève la proportion de freinage, ou le rapport de la pression totale
- exercée par les sabots de frein
- a) sur les roues de la locomotive ;
- b) sur les roues du tender au poids en charge
- a) de la locomotive ?
- b) du tender avec les soutes à moitié pleines ?
- VII. Divers :
- Existe-t-il
- A. sur les locomotives ;
- B. sur les tenders
- des dispositions spéciales, nécessitées par les vitesses élevées, du véhicule ou du mécanisme, et en quoi consistent-elles?
- QUESTION 7.
- Combustible.
- I. Employez-vous, pour la chauffe normale des locomotives aux vitesses élevées en question, un combustible de qualité exceptionnelle ou le combustible ordinaire des autres locomotives ?
- II- Quelles sont la nature et la valeur calorifique (en calories par kilogramme) du combustible normalement employé pour la traction de trains très rapides?
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-
- VII
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- QUESTION 8.
- Résultats d’essais.
- Si vous possédez des résultats d’essais concernant le travail des locomotives remorquant des trains à plus de 100 kilomètres à l’heure et les consommations correspondantes d’eau de combustible et de graissage, veuillez les indiquer en détail.
- Remarque finale.
- Chaque feuille de dessin jointe à la réponse devra porter dans l’angle supérieur droit le nom lisiblement écrit de l’administration qui répond.
- Prière de ne joindre que des dessins en traits noirs sur papier blanc ou toile à calquer blanche, assez nettement exécutés pour pouvoir être réduits par la voie photographique.
- «
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-
-
- SS SS
- VII
- 91
- Groupe N° 1.
- Annexe 2.
- Liste des administrations qui ont répondu au questionnaire sans pouvoir fournir de renseignements.
- l
- i
- 3
- 4
- 5
- 6
- Afrique
- A fie
- 9
- 10 11 12
- 13
- 14
- 15
- 16 17
- Australie
- Europe: 1
- Allemagne
- 18
- 19
- 20 21 22 23
- 24
- 25
- 26 27
- — 2. Grande-Bretagne .
- — 3. Pays-Bas . . . .
- 4. Norvège . . . .
- — 5. Autriche-Hongrie .
- 30
- 31
- 6. Russie
- 34
- 35
- 37
- "7. Suisse
- 8. Serbie
- 9. Espagne
- l1) Vitesse
- commerciale.
- Central South Africa Government Railways......................
- Lagos State Railway.............................. . . . .
- Natal Government Railways.....................................
- Bengal -Nagpur Railway........................................
- Great Indian Peninsula Railway................................
- Madras and Southern Mahrata Railway...........................
- North Western Railway (State Railway of India)...........
- Eastern Bengal Railway (.State Railway of India)..............
- East Indian Railway...........................................
- Oudh and Rohilkhand Railway (State Railway of India) . . . .
- Chemin de fer du Transbaïkal..................................
- New South Wales Government Railways...........................
- South Australia Government Railways...........................
- Tasmania Government Railways..................................
- Chemins de fer de l’État oldenbourgeois.......................
- Chemins de fer d’État prussiens-hessois..................
- Chemins de fer de l'Alsace-Lorraine...........................
- Chemins de fer de l’État Saxon................................
- Chemins de fer de l’État Wurtembergeois.......................
- Glasgow and South Western Railway. .... ...........
- Great Southern and Western Railway............................
- Société pour l’exploitation des chemins de fer de l’État néerlandais
- Chemins de fer de l’État norvégien . . .......................
- Chemin de fer d’Aussig-TepIitz................................
- Chemin de fer Nord-Ouest autrichien et jonction Sud-Nord allemande
- Chemins de fer de l’État autrichien...........................
- Chemins de fer du Sud de l’Autriche...........................
- Chemin de fer de Kaschau-Oderberg................ . . . .
- Chemins de fer de Moscou-Roursk et Nijni-Mourom...............
- Chemins de fer de Moscou-Vindau-Rybinsk.......................
- Chemin de fer Nicolas.........................................
- Chemin de fer Nord-russe......................................
- Chemin de fer de Riga-Orel ...................................
- Chemin de fer de Riazane-Ouralsk..............................
- Chemin de fer de Syzrane-Viazma...............................
- Chemin de fer du Transcaucase..............................
- Chemin de fer de Varsovie-Vienne ... ...................
- Chemins de fer fédéraux.......................................
- Ancien chemin -de fer du Gothard..............................
- Chemins de fer de l’État serbe . ,............................
- Compagnie des chemins de fer andalous.........................
- Compagnie des chemins de fer du Nord de l’Espagne.............
- 64.3 (i) 96.5
- 72.3
- 90
- 100
- 80
- 76.8
- 85
- 51.2
- 90
- 90
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-
-
- VII
- Annexe 3.
- PAYS.
- VII
- 93
- Groupe N° 9.
- Annexe 3.
- CHEMIN DE FEE.
- LOCOMOTIVE.
- TYPE.
- J3> M '0
- *5 = 6
- Surface de chauffe au contact des gaz chauds. I
- <u “3 —a
- b F
- Danemark 1 Chemins de fer de l’État . 1 ) 2 B 1 i Compound à 4 cylindres ' 1-5-et 10 2,650 15 12.10 192.40
- Allemagne . 1 Ch. de f. de l’État bavarois. 2 B 1 i Compound à 4 «y lindres. 1 11 2,865 16 14.5 191.00
- - 1 - • 2 B 2 1 Compound à 4 cylindres ! 1 avec surchauffeur. 12 2,950 14 16.5 198.00
- - 1 2 C Compound à 4 cylindres. 13 2,800 16 14.5 191.00
- - 1 - - 2 C ' ]Compound à 4 cylindres! avec surchauffeur. 13 2,800 16 14.5 148.00
- - 1 201 | | Compound à 4 cylindres avec surchauffeur. ) 14 2,855 15 14.6 03.80
- Italie . . . 1 Chemin de fer de l’État . iCI Compound à 4 cylindres, i 15-19 2,800 16 12.54 207.78
- Suède . . . 1 Chemin de fer de l’État . 2 B 1 ! 2 cyl. avec surchauffé i 20 2,750 12 11.8 121.2
- • - 1 - ' 2 C 2 cyl. avec surchauffé i i 21 2,750
- Hongrie . 1 Chemin de fer de l’État . 2 B 1 2 cylindres. 1 2,700 13 12.09 158.13
- ~ 1 - • i 2 B 1 Compound à 2 cylindres. ( 2,700 13 12.09 158.13
- i 1 _ _ i 2 B1 ' (Compoundà4cylindres.» 1 1 26 2,850 16 11 04 224.67
- Diamètre
- 38.0
- 34.5
- 50.0
- 32.8
- 204.5]
- 205.5
- 252.5
- 205.5
- 197.0
- 268.4
- 220.3
- i
- 165.8{
- 162.2
- 162.2
- 235.7
- 51
- 45.5
- 52
- 47.5
- 51.5
- 52.
- 4775
- 52
- 47.5
- 56
- 5L5
- 133 124 l 36 5^ ( 28 44 )
- A brêviations
- Pi (pour machines à simple expansion) — 0.' p (col. 8). pi ( — — compound) = a • p (col. 8).
- Relation des volumes de cylindres. 1 : 2.0 1 : 2.25
- a 0.44 0.42
- grille- Mécanisme moteur. Organes de roulement. j
- Cylindres. Distribution de la vapeur. Diamètre des roues au contact. Jeu de part et d’autre de la position normale.
- © fi 0 . © et g! S SS J- 3 w R Haute pression. Basse pression. V Type de tiroirs.
- - ce Ü 9 j?© ïê £ ** Xg U ÿ Nombre. ( intérieurement (i), „ osition | extérieurement^e). Diamètre, en millimètres. Course, en millimètres. Nombre. i i Diamètre, en millimètres. — Course, en millimètres. Type de mécanism de distribution. Haute pression, j 1 Basse pression. 5 J a S' £ ns « ! Koues motrices 1 et couplées, en | millimètres. | || § - a 1 4» t: P5 g *§
- D •as a »
- d 1 d h «
- 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 i 28 29 30 31 32 33 34
- 1,940 3.23 2 i 340 600 2 e 570 600 II. W. T. c. s. T. c. s. 1,054 ! i 1,984 1,054 15
- 1,090 3.27 2 i 340 640 2 e 570 640 H. W. T. c. s. j T. c. s. 950 2,000 1,206 70 0
- 2,030 4.70 2 i 410 640 2 e 610 640 H. W T. c. s. T. c. s. 1,006 2,200 1,006 70 70
- 1,090 3.27 2 i 340 640 2 e 570 640 H. W. T. c. s. T. c. s. 950 1,870 70
- : 1,075 3.23 2 i 360 640 e 590 640 II. W. T. c. s. T. c. s. 950 1,870 70
- i 2,130 4.50 2 i 425 610 2 e 650 670 H. W. T. c. s. T. c. s. 950 1,870 1,206 70 58
- ? 1,600 3.50 2 (1) 360 650 2 , (3) ! 590 650 H. W. T. c. s. T. c. s. 950 1,850 1,220
- (*) 1 (4) 1
- ® 1,09C 2.6 2 i 500 605 ! i II. W. 1 T. c. s. 970 1,880 1,090 55
- 2 e 620 ] H. W. T. c. b. 970 1,750 ...
- 3 1,02( 2.82 2 e 485 680 2.10C ... 30
- 1,021 2.82 1 e 500 680 i e 750 680 2,1« ... 30
- ** 1,90 9 3.90 1 2 i 360 660 2 e C20 660 H. W. T. c. s. 2,10( 30
- Abréviations :
- *^1.20} à l’intérieur à gauche.
- 1 *1. 20; à l’exté rieur à gauche. -oi- 24) à l’intéiieur à droite.
- D-l. 24 à l'extérieure à droite. .
- T. c. s. (col. 28, 29) = tiroirs cylindriques à segments élastiques.
- H. W. (col. 27). = distribution Heusinger-Waldeck (Walschaerts). | T. c. b. (col. 28) = tiroirs cylindriques à bagues fermées.
- p.dbl.92 - vue 1109/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- W K
- Numéro de la figure.
- A vide, en kilogrammes.
- En charge, en kilogrammes.
- Adhérent, en kilogrammes,
- Relation des volumes de cylindres.
- à 100 kilomètres à l’heure, en mètres par seconde.
- Vitesse maximum, en kilomètres à l’heure.
- Vitesse du piston,
- (Colonne 40.)
- à 100 kilomètres à l’heure.
- à la vitesse
- à 100 kilomètres à l’heure.
- à la vitesse
- (Colonne 40.
- Surface de chauffe par tonne de poids en charge, en mètres carrés.
- Surface de chauffe.
- Surface de grille.
- calculé d’après les di-mélisions des cylindres, en kilogrammes,
- par mètre carré de surface de chauffe, en kilogrammes par mètre carré.
- par tonne de poids en charge, en kilogrammes.
- par tonne de poids adhérent, en kilogrammes.
- Numéro de la figure.
- Nombre d’essieux.
- Eau, en mètres cubes.
- Solide (charbon), en kilogrammes.
- Liquide (pétrole), en mètres cubes.
- A vide, en kilogrammes.
- En charge (outillage complet et soutes pleines), en kilogrammes.
- p.dbl.2x94 - vue 1110/1585
-
-
-
- Annexe 4.
- PAYS.
- Belgique.
- Allemagne
- France
- Groupe N° 3.
- CHEMIN PE FER.
- TYPE.
- Chemin de fer de l’Etat
- Grande-Bretagne
- Chem, de fer de l’État badois
- Paris-Lyon-Méditerranée .
- État
- Midi.
- Great Central Railway.
- 2 B
- 2 cylindres. 2 B
- 2 cylindres.
- 2 B
- 2 cyl. av. surchauf'.
- 2 B 1 Compound à 2 cyl.
- 2 C
- 4 cyl. av. surchauf.
- 2 B
- 2 cylindres.
- 2 B 1 Compound à 4 cyl.
- 2 C 1
- Compound à 4 cyl. avec surchauffeur.
- 1 B
- Compound à 4 cyl.
- 2 B
- 2 cylindres.
- 2 B
- Compound à 4 cyl. 2 B 1
- 2 cylindres.
- 2 B 1 Compound à 4 cyl.
- 2 C
- Compound à 4 cyl.
- 2 B 1 Compound à 4 cyl.
- 2 B
- Compound à 4 cyl.
- 2 B 1 Compound à 4 cyl
- 2 C 1 Compound à 4 cyl.
- 2 B 1
- Compound à 3 cyl.
- n in ' *2 co .S c3 Q) ~ Æ SS S Foyer, en mètres carrés. <lT . U PB Surface de chauffe totale a -J- b - j- c, en mètres carrés. Auoes O Haute pression.
- 'ë o s-t O g £ 3 U fl © . 'O O qj’O s X M u oâ ~ 3 © 5® o T3 ® Sh 33» Pression effeeti vapeur, en k par centimètre ! Faisceau tubula en mètres carri Surchauffeur. en mètres carrt './intérieur des I îs à fumée, eu J ; imètres. / s fié 3-?3 c j ^ •5 3-, J*® % r p ï g 5- 11 -t ^ O S O rJi Nombre. j ( intérieurement^]. >n ( extérieurement (e). © © b h o •® S §5 5 S S Course, en millimètres.
- c3 ^ Sh P a 6 C H 'S KHI V - R 1 ri! h
- 6 7 8 9 10 11 12 33 14 -p n 13 19 20 21 22
- 2,362 12 11.00 115.50 126.50 4a 40 3,C 1,070 1.920 2 i. 483 660
- 2,441 13 12.17 115.50 127.67 45 40 3,467 Jy* 1,070 2.072 2 i. 483 660
- 127
- 28 2,440 13 12.21 97.60 24.51 134.32 118 1 45 , 3,767 1,070 2.072 2 i. 500 660
- 40
- 29 2,700 15.5 16.17 216.81 232.98 70 s 65 4,+ï .‘3 1,019 3 080 1 e. 360 640
- 30-31 2,820 14 16.44 138.87 37.80 193.11 127 i 118 50 , i/fi. 7 !ê 1,038 3 180 * 2e. 2i. 445 640
- 45
- 33-36 2,300 13 8.83 95.50 104.33 52 46 W i'S 994 2.06 2 i. 460 600
- 37-40 2,750 16 13.62 196.48 210.10 52 47 43»! 1,896 3.87 2 i. 335 620
- 138 <
- 41-44 2,820 16 14.7 194 50.0 258.7 129 55 36 28 5,1» i tiiû 2,110 4.50 2 i. 425 620
- 50
- 49-50 2,250 15 10.02 138.05 148.07 65 s 60 3.0» 1,024 2.38 2 e. 340 620
- 51-52 2,ICO 11 10.02 131.28 141 48 65 s 60 m ; iifi 1,010 2.32 2 e. 500 620
- 53-54 2,470 15 12.53 176.98 189 51 65 s 60 3.4* ! 1,022 2.48 2 e. 340 620
- 55-56 2,724 15 15.78 162.05 177.83 50 45 j ! 4,55* î ! ~:iiï 1,067 3.25 2 e. 438 660
- 57-5S 2,601 16 15.42 205.75 221.17 70 s 65 4,00' | 1,022 2.98 2 e. 340 650
- 59-60 2,600 16 15.42 205.75 221.17 70 s 65 . 1 ; 1,022 2.98 2 e. 340 650
- 67 2,700 16 16.17 223.23 239.40 70 s 65 4.+ * 1.C00 3.10 2 e. 360 640
- 68 2,450 15 12.64 162.56 175.20 70 s 65 3,®! tao 987 2.49 2 e. 350 640
- 69 2,550 16 15.09 190.75 205.84 70 s 65 4.35ÎI lli. 991 3.08 2 e. 340 640
- 70 2,850 16 15.06 235.24 250.30 57 52 956 4.09 2 e. 370 650
- 71 2,591 12.65 14.2 j 165.0 179.20 51 ... 4,«S| 'Z\ 1,016 2 42 1 i. 483 660
- Abréviations: : s .(col 13} = Serve (tubes à ailettes). - H. W. (col. 27) = Distribution Heusinger-Waldeck (Walschaerts).
- n (col 27 'M 4P°C ’r T>St (e°L '<} = Distributi°n Stephenson. — A. (col. 27; = Distribution Allan. — h. (col. 2/, 39, ) cottf**'
- satenr" II f ? = ,B', 1 * - T‘ P‘ é‘ tco1- S8> = Tiroirs plans équinbrés. - T. p. s. c. (col. 28, 29) = Tiroirs pians sans
- . s. (co . 28 , 29) — Tiroirs cylindriques à segments élastiques.
- Groupe N° 3.
- Annexe 4.
- Basse pression.
- 23
- fc'-Pour
- v
- machines à
- simple expansion) = 0.5 19 (col. 8)
- 24
- 3 S
- compound
- ) = a . p (col.
- 600
- 650
- 540
- 540
- 540
- 600
- 550
- 560
- 620
- 533
- 26
- g©
- S1»
- H
- Type de tiroir.
- 29
- Diamètre
- des
- roues au contact.
- 30
- « a 2
- 32
- 33
- 34
- T. c. s. 1,067 1,980 20
- T. c. s. 1,067 1,980 20
- St. T. c. s. 900 1,980 55
- 640 H. W. T. c. s. T . c. s. 900 1,980 1,420 55
- H.W. T. c s. 900 1,980 55
- H. W. T. p. é. 990 2,100 30
- 620 H.W. T. c. s. T. c. s. 990 2.100 1,200 65
- 670 H. W. T. c. s. T. c. s. 990 1,800 1,200 75
- 620 h. H.W. n. G. T. p. s. c. T. p. s. c. 1,300 2,000 16
- A. T. p. s. c. 1,000 2,000 16
- 620 h. H.W. n. G. T. p. s. c. T p. S. c. 1,000 2,000 16
- St. T. c. s. 908 2,121 1,359 94
- 620 ! h. H.W, n. H.W. [ T. c. s. T. c. s. 1,000 2,0C0 1,500 35
- 620 h. H.W u. H.W. T. c. s. T. c. s. 1,000 2,000 d 35
- 640 T. p. é. T. p. s. c. 998 2,000 1,480 45
- 640 H.W. T. p. s. c. T. p. s. c. 25
- 640 H.W. - - 45
- 650 H.W. T. p. é. T. p. é. 45
- 660 St. T. p. é. 1,067 2,057 1,295 14.2
- Relation des volumes de cylindres 1 : 2.0 1 : 2.25 1 : 2.5 1 : 3.0
- a 0.44 0.42 0.40 0.37
- 20
- 62
- couplé
- 0
- 45
- 11.1
- p.dbl.2x96 - vue 1111/1585
-
-
-
- Numéro d’ordre.
- Numéro de la figure.
- A vide, en kilogrammes.
- En charge, en kilogrammes.
- Adhérent, en kilogrammes.
- Relation des volumes de cylindres.
- à 100 kilomètres à l’heure, en mètres par seconde.
- Vitesse maximum, en kilomètres à l’heure.
- Vitesse (lu pistou.
- (Colonne 40.1
- à 100 kilomètres à l’heure.
- à la vitesse
- (Colonne 40.
- à 100 kilomètres à l’heure.
- à la vitesse maximum.
- Surface de chauffe par tonne de poids en charge, en mètres carrés
- Surface de chauffe
- Surface de grille,
- calculé d’après les dimensions des cylindres. en kilogrammes,
- par mètre carré de surface de chauffe, en kilogrammes par mètre carré
- par tonne de poids en charge, en kilogrammes.
- par tonne de poids adhérent, en kilogrammes.
- Numéro de la figure,
- Nombre d’essieux,
- Eau, en mètres cubes.
- Solide (charbon), en kilogrammes.
- Liquide (pétrole), eu mètres cubes.
- A vide, en kilogrammes,
- En charge (outillage complet et soutes pleines), en kilogrammes.
- Annexe 4 (suite). Gr oupe iv° 3. I Gr oupe in 3 Annexe 4 (suite).
- p.dbl.2x98 - vue 1112/1585
-
-
-
- Annexe 5
- Groupe J*T°
- Chaudiè,
- © ©* © 1 2,*© rf © Surface de chauffe
- pO S) *© Û4 au contact des gaz chauds.
- PATS. O -c$ O U O s CHEMIN DE FER. TYPE. c3 © © Sx 1 3 g i l’axe de la chauc sus de l’arête s du rail, en millirr 03 ^ © > te© S O 0 ©*~ h © © S b's O p © •a © © Foyer, mètres carrés. ©* . U TJX 75 Sx é s c/2 — © P Sh II Surchauffeur, eu mètres carrés, i lace de chauffe taie a -f- b -j- c, [ mètres carrés. Diaiü S © ^ s «
- !-!g © 3 © © H O « J-2 s
- à? ts h M p a & C H 3 © q
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
- a France .... 1 Est 2 C
- Comp. à 4 cyl. 72-73 2,690 16 . 16.22 218 69 234.91 70
- 64.4
- a — .... 2 Nord 2 B 2,127 10 9.35 89.69 99.04 45
- 2 cylindres. 77-78
- 2,127 11 9 35 126.88 136.23 70 —. s
- a “ .... 2 — 2 B
- Comp. à 4 cyl. 79-80 2,250 15 10.60 138.30 148.90 70 — S
- a — .... 2 — 2 B
- Comp. à 4 cyl. 2,450 15 12.02 154.49 166.51 70 — S
- a — .... 2 ~ . . 2 B 1
- Comp. à 4 cyl, 81 2,520 16 15.74 204.29 220.03 70 — S
- a — .... 2 — . 2 B 1
- Comp. à 4 cyl. 2,520 16 15.75 199.60 215.35 70 — S
- a. — .... 2 ~ 2 C
- Comp. à 4 cyl. 2,420 15 11.77 165.52 177.29 70 — s
- a “ .... 2 — 2 C 70 — S
- Comp. à 4 cyl. 2,420 15 11.77 163.97 175.74
- a 2 — 2 C 70 — S
- Comp. à 4 cyl. 82-84 2,630 16 15.74 204.2 220 03
- a • • . . 3 Paris à Orléans 2 B
- Comp. à 4 cyl. 85-86 2,450 15 12.07 178.00 190.07 70 S
- a . . 3 — . . . . 2 B 1 65
- Comp. à 4 cyl. 87-88 2,700 16 16.17 223.23 239.40 70 — S
- a — .... 3 — 2 C 60
- Comp. à 4 cyl. 89-90 ?,7C0 16 16 17 223.23 239.40 70 65S
- a — .... 3 — 2 C 1
- Comp. à 4 cyl. 91-92 2,825 16 15.37 241.88 257 25 50
- ? Grande-Bretagne. 1 Caledonian Rail way . . . 2 B
- 2 cylindres. 2,362 11.2 11.03 119.20 130.23 44.4
- z3 — 1 — — ... 2 B 44.4
- 2 cylindres. 93 2,515 12.7 13.47 136.50 150.0C’
- i3 1 ... 2 C 2 cylindres. 94 2,591 14.1 13 78 196.10 210.00 50.S
- z3 — 2 G-reat Eastern Railway . . 2 B 41.4 39.7
- 2 cylindres. 95 2,565 12.6 10.93 147.50 158.43
- i3 — 3 Great Western Railway , . Lokom.-tender
- „ 2.B 1 96 2,591 13.7 11.26 129 7 141 00
- 2 cylindres. 1
- i3 — 3 - - . . , 2C 193.35 50.S
- 4 cylindres 1 à surchauffeur.1 97 2,591 15.8 14.35 154.00 25.0 44.4
- l3 — 4 Lancashire & Yorkshire Raiiw. 2 B 44.5
- i3 2 cylindres. 98 2,360 12.7 10.00 103.00 113.00 39^5
- — 4 — — 2 B 1 51
- 2 cylindres. 99 2,720 12 7 16.30 174.00 190.30 45
- Z3 — 5 Midland Railway .... 2 B 135.10 47.6
- Comp. à 3 cyl. 100 2,591 15 4 14.10 121.00
- 0 - 5 — __ 2 B 135.00 34.5
- 2 cylindres. 2,591 12.6 13.40 122.00
- i3 6 North Eastern Railway . 2 B 141.30 44.4
- 2 cylindres. loi 2,540 12.6 13.35 128.60 3S.0
- Z3 — 7 South Eastern & Chatham 2 B 2 cylindres.
- Railway. 102 2,440 12.6 12.60 139.60 152.20 3SiÔ
- Abréviations : V\ (pour machines à simple expansion) = 0.5 p (col. : Pi (pour machines compound) = « v p (col.
- Relation des volumes de cylindres. 1 : 2.0
- 0.44
- 1
- Groupe N° 'S.
- Annexe 5.
- in
- 1,005 1,020 1,020 970 9S1 991 991 987 987 991 1,013 1,000 j 1,000
- I
- ( 1,880 et J 4.27
- 3.16 2.41 2.41 1.97 2.39 2.76 2 76 2.38 2.38 2.76 2.46 3.10 3.10
- 1,006
- 1,023
- 1.91 1.95 2.42 2.00 1.89
- 2.50
- 1.75 2.14
- 2.64
- 2.32 1 90
- 1.97
- Serve (tubes à ailettes).
- 1,025 '*1.13) =
- -“‘as 8a ‘ ^ • (col. 28) = Tiroirs plans. —
- ComPensateur.
- LOCOMOTIVE.
- Mécanisme moteur. Organes de roulement.
- Cylindres. Distribution de la vapeur. Diamètre Jeu de part et d’autre de la position normale.
- Haute pression. Basse pression. ype de mécanisme de distribution. Type des tiroirs. des roues au contact.
- ©* Sx- ' P a 0 % ( intérieurement (i), )n ( extérieurement (ej. Diamètre, en millimètres. Course, eu millimètres. Nombre. ( intérieurement (i), >D ( extérieurement (e). Diamètre, en millimètres. Course, en millimètres. Haute pression. Basse pression. S w a % £ s Roues motrices et couplées, en millimètres. du bogie d’arrière ou l’essieu porteur d’ar- e, en millimètres. g I S g Bogie d’arrière ou roues porteuses d’arrière,en milli- mètres.
- 1 d h 1 d h E-i S ~ D K fia w
- 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
- 2 e 360 680 2 i 590 680 H. W. T. c. s. T. c. s. 920 2,090 55
- 2 i 450 610 St. T. p. s. c. 1,010 2,1(0 22
- 2 i 460 610 St. T. p. s. c. 1,040 2,114 22
- 2 e 340 640 2 i 530 640 T. p. s. c. T. p. s. c. 1,040 2,130 22
- 2 e 340. 640 2 i 530 640 T. p. s. c. T. p. s. c. 1,040 2,130 22
- 2 e 340 640 2 i 560 640 T. p. é. T. p. s. c. 900 2,040 1,420 45
- 2 e 340 640 2 i 560 640 T. p. é. T. p. s. c. 90C 2,040 1,420 45
- 2 e 35'1 640 2 i 550 640 T. p. s. c. T. p. s. c. 850 1,750 25
- 2 e 350 640 2 i 550 640 T. p. s. c. T. p. s. c. 850 1,750 25
- 2 e 350 640 2 i 550 640 T. p. é. T. p. é. 900 1,750 45
- 2 e 350 640 2 i 550 640 H. W. 1,000 2,090 50
- 2 e 360 640 2 î 600 640 H. W. 920 2,000 1,500 45 ü
- 2 e 360 640 2 ' i 600 640 H. W. 920 1,800 45
- 2 e 390 650 2 i 640 650 H. W. 920 1,800' 1,100 45 45
- 2 463.5 660 1,067 1,981 19
- 2 482.5 660 1,067 1,981 19
- 2 508.0 660 1,067 1,981 19
- 2 i 482.5 660 T. p. s. c. T. p. s. c. 1,143 2,134 38
- 2 e 457 762 965 2,045 1,118
- 4 2i 2e 362.0 660 G. W. T. c. s. T. c. s. 965 2,045 100?
- 2 457 660 T. p. s. c. T. p. s. c. 927 2,210 31.7
- 2 483 660 T. p. é. T. p. é. 927 2,210 1,108 50.8 25.4
- Essieux moteurs et
- 1 1 483 660 2 e 533 660 T. p. s. c. T. p. s. c. 1,079 2,134 44.4 3.17
- 2 I 495 660 1.003 2,057 41.3 Essieu: moteurs et accouplés, 3.17
- 2 i 483 660 St. T. c. T. c. 1,219 2,083 38.0
- 2 i 488 660 ... T. p. s. c. T. p. s. c. 1,067 1,981 31.7 Essieux moteurs. 1.58
- H. W. (col. 27) = Distribution Heussinger-Waldeck CWalschaerts). — St. (col. 27) = Distribution T. p. é. (col. 28-29) = Tiroirs plans équilibrés. — T. p. s. c. (col. 28-29) = Tiroirs T. c. (col. 28-29) = Tiroirs cylindriques. — T. c. s. (col. 28-29) = Tiroirs cylindriques à bagues
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-
-
-
- “Tî> “Xfo *10
- Numéro d’ordre,
- HH * tSa * <Vil * NH
- Çû'W p, I-Jj p, ^ p,Q p. CO
- w go 5 td
- W ego
- Numéro de la figure.
- A vide, en kilogrammes,
- Eu charge, eu kilogrammes.
- Adhérent, eu kilogrammes,
- S 3
- 8 8
- Relation des volumes de cylindres.
- à 100 kilomètres à l’heure, eu mètres par seconde.
- 8 8
- Vitesse maximum en kilomètres
- (Colonne 40.)
- à 100 kilomètres à l’heure.
- 8 B
- à la vitesse
- à 100 kilomètres a l’heure.
- à la vitesse
- Surface de chauffe par tonne de poids en charge, en mètres carrés.
- Surface de chauffe,
- Surface de grille.
- calculé d’après les dimensions des cylindres, en kilogrammes.
- 8 S
- par mètre carré de surface de chauffe, en kilogrammes par mètre carré.
- par tonne de poids en charge, en kilogrammes.
- par tonne de poids adhérent, en kilogrammes.
- Numéro de la figure.
- Nombre d’essieux
- Eau, en mètres cubes.
- Solide (charbon) en kilogrammes.
- 8 8 S
- Liquide (pétrole) en mètres cubes.
- A vide, en kilogrammes,
- 8 8
- g 88
- En charge (outillage complet et soutes pleines), en kilogrammes.
- 8 8
- S 8
- Annexe 5 (suite). Groupe (N-'
- p.dbl.2x102 - vue 1114/1585
-
-
-
- Parcoure des locomotives
- Annexe 6.
- Groupe Locomotives. Plus longue étape sans Parcours
- Numéro. Indice. Numéro d’ordre. LIGNES. Type. Numéro de la figure. arrêt, en kilomètres. changement de machines, en kilomètres. annuel moyen, en kilomètres. Observations.
- 1 2 •1 4 5 6 7 8 9 | 10
- 3 OC Chemins de fer de l’État belge . . . 2B1 29 122 (i) 293 ,2) 60,079 (3) (i) Bruxelles-Ostende. — (2) Ostende-Herbesthal. — (3) Y compris les locomotives en réparation.
- 3 /s Chemins de fer de l’État badois. . . 2B1 37-39 136 (i) 258 (S) 113,985 v«) (4) Karlsruhe Fribourg. — (5) Mannheim-Bâle. — (6) Y compris les locomotives de réserve et les locomotives en réparation. Parcours maximum annuel d’une locomotive individuelle = 174,022 kilomètres.
- 3 Y 1 Paris à Lyon et à la Méditerranée. . ? ? 159.9 p) 259.2 (8) 93,720 (9) 80,331 (i»; (7) Laroche-Dijon. — (8) Marseille-Ventimiglia. — (°) Y compris les locomotives de réserve. -- po) Y compris les locomo'ives eu réparation.
- 3 Y 2 État français 2B1 67 238 238 60.CÜ0
- 3 Y 3 Midi français ? 9 117.6 235.1 88,000 (U) 80,0l0 (12, (U) Y compris les locomotives de réserve. - (12) Y compris les locomotives en réparation.
- 3 8 Great Central Railway ? 9 264 331.6
- 4 OC 1 Est français 2 C 72-73 181 (13) 262 (14) 79,0.0 (i®) (ii3) Chaumont-Belfort. — (H) Paris-Chaumont. — (15) Y compris les locomotives eu réparation.
- 4 OC 2 Nord français 2B1 81 192 (ie) 297 (17) (370) (i») 83,850(10) (io) Arras-Paris. — (17, Paris-Calais. — (18) Autrefois : Nord-express, Paris-Liège. — (i») Moyenne pour 1905/1907; parcours maximum annuel d’une locomotive individuelle = 112,500 kilomètres.
- 4 oc 3 Paris à Oiléans î ? 133 (20) 347 (ai) 128,000 (22) 101,000(23) (20) Angoulème-Bordeaux. - P) Saint-Pierre de Corps (Tours)-Bordeaux. — (22) Y compris les locomotives de réserve. - (23) Y compris les locomotives en réparation.
- 4 i3 1 Caledonian Railway 9 9 243.4 243.4 126,500
- 4 I3 2 Great Eastern Railway 2b 97 203.2 222.1 ...
- 4 I3 3 Great Western Railway 9 9 364.6 (24) 497.5 (24) Paddington-Plymouth.
- 4 ? 4 Lancashire & Yorkshire Railway . . 9 9 77 159.5 51.4C0
- 4 i3 5 Midland Railway 2 B, simple expansion. 2 B compound. ICO 333.0 333.2 67,200(25) 47,800 (28, 58,820 (25) 48,000 G0, (25) Pour toutes les locomotives du groupe. — (20) Non compris les locomotives du groupe rentrées, pour réparation, aux ateliers. |
- 1 4 t3 6 Nortli Eastern Railway 2 B 101 71 (27) 129.6 (28) 66,803 (27; Darlington-Yoï'k. — (28) Darlington-Newcastle. /
- \ï r South Eastern & Chatham Railway . 2 B 102 110.7 110 7 7?, 400 (2») y compris les locomotives en reparution. ^
- VII
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- Comp<»sltlon «le»*
- A.imexo 7.
- If Groupe Train, sans la locomotive et le tonder. Tare des voitures à ]
- // J 17 /et NOM DU CHEMIN I)E FER. Nombre Poids deux trois quatre ! six
- / 1 B f*. d’essieux. Composition. essieux, essieux, essieux, essieux,
- 3. en tonnes. en tonnes.
- 4*c en tonnes. en tonnes. en tonnes.
- 1 2 31 4 5 6 3 9 10 11
- 3 a Ch. de 1er de l’État belge ? 250 * 350 (i) a) Trains rapides internationaux : voitures à bogies
- 230 (2) avec soufflets. b) Trains rapides du service intérieur : voitures à 19*22 23.6*36
- f3 3 essieux, au milieu, voiture-salon à bogies.
- 3 ... Ch. de fer de l'État badois 24 * 42 221(3)* 391(i) Voitures à/bogies avec soufflets, la plupart à quatre 31* 42 44*52
- Paris à Lyon et à la Méditerranée . . essieux, quelques-unes à six essieux.
- 3 y 1 30 260 Deux fourgons à trois essieux, six voitures à quatre 16.54* 2i.63 33.47* 40.1
- essieux à bogies, avec soufflets.
- 3 y 2 État français 22 200 Voitures à deux essieux, et une voiture restaurant 19 * 23 ... ...
- à quatre essieux, toutes avec soufflets.
- 3 y 3 Midi français 20 180 Voitures à quatre essieux, sur bogies, avec soufflets. 35
- 3 8 ... Great Central Railway 40 * 63 122 * 234 Voitures à bogies, la plupart à quatre essieux, avec 28,5
- soufflets.
- 4 a 1 ? 150 * 380 Voitures à bogies, à quatre essieux, avec soufflets. 32 * 37 (e,
- 27(3;
- 4 a 2 Nord français ... 280 * 310 Voitures à bogies, la plupart à quatre essieux, quel-
- ques-unes à six essieux, avec soufflets ; on emploie 28 à 40 tonnes sans autres renseignements
- aussi dans une mesure restreinte, des voilures à sur les différents types de voitures.
- deux essieux.
- 4 a 3 Parisà Orléans 190 * 400 A quatre essieux dans certains trains, à six dans 19.7*21.6 38.8 46* 48
- d’autres.
- Voitures à bogies avec soufflets; q .elques trains ont
- des voilures à deux essieux.
- 4 /S 1 Caledonian Rafilway. 52 335 Dix voitures à bqgies à quatre essieux, deux à six 25 4 40.7
- essieux, avec souffle s.
- 4 /8 2 Great Eastern Railway 40 t 60 305*407 En réglé générale, voitures à bogies à quatie ess.eux, avec soufflets, quelques-unes sont à six essieux; on emploie aussi ue3 voitures à trois e sieux. 20.3 * 30.5 tonnes sans autres renseignements sur les différents types de voitures.
- 4 ? 3 Great Western Railway 50 407 Voitures à bogies avec soufflets, la plupart à quatre 33.5 39.6
- essieux, quelques-unes à six essieux.
- 4 ï 4 Lancashire & Yorkshire Railway . . 24 154 Voitures à b igies à quatre essieux sans soufflets. 25.3 * 26.4
- 4 ? S Midland Railway 26 144 Une voiture à intercirculation à deux essieux, deux à 9.2 13.2 24.4 * 27.4 29.5
- trois essieux, trois a quatre essieux et une à six essieux (7).
- 4 (S 6 North Eastern Railway 24-30 137 * 219 Voitures à bogies à quatre essieux et au restaurant à 21.3 J-F2.3 41.9
- six essieux, généralement avec soufflets.
- 4 /9 7 South Eastern & Cliatham Railway. . Non spécifié.
- Observations : (B Ligne de : Ostende-Herbesthal. — (2) Ligne de : Bruxelles-Anvers. — (31 Ligne de : BtVe-Carlsruhe. — (*) I igné de : Bàle-Heidelberg. — (B) Voitures à
- voyageurs. - - («J fourgons. — (‘J Succession des voitures dans le train, par nombre d’essieux : trois-deux-quatre-trois-quatre-six-quatre essieux.
- VII
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- EXPOSÉ N” 1
- (Amérique)
- Par William GARSTANG,
- INGÉNIEUR EN CHEF DE LA TRACTION DU « CLEYELAND, CINCINNATI, CHICAGO & ST. LOUIS RAIIAVAY n.
- En acceptant la mission de présenter un exposé pour l’Amérique delà question VII, relative aux « Locomotives à vapeur à très grande vitesse », nous avons prévenu Mrle secrétaire général de la Commission permanente du Congrès que si le libellé de la question n’était pas modifié de manière à comprendre Jes vitesses à partir de 50 milles (80 kilomètres) à l’heure, les réponses que feraient les chemins de fer américains seraient si rares que notre exposé n’aurait aucune valeur. Mr le secrétaire général a bien voulu se rallier à notre manière de voir et étendre la question aux vitesses de 50 milles (80 kilomètres) à l’heure, ou au-dessus; la conséquence en est que notre exposé pour l’Amérique embrasse environ sept fois plus de trains que si l’on s’en était tenu au libellé initial.
- Pénétré de l’honneur qui nous était fait par notre nomination comme rapporteur, pour le Continent américain, d’un sujet
- aussi important, nous espérions pouvoir consacrer à cette question une étude complète, constituant une contribution intéressante à la bibliographie existante. Malheureusement, comme cela se produit ordinairement dans le service courant des chemins de fer américains, d’innombrables cas urgents sont venus absorber notre attention et nous ont obligé à rédiger notre exposé sous une forme beaucoup plus succincte que nous n’avions pensé d’abord : il est basé uniquement sur les réponses au questionnaire que nous avions adressé à différentes administrations de chemins de fer américaines faisant partie du Congrès et ne traite pas les points techniques de la question avec toute l’ampleur qui pourrait sembler nécessaire.
- Pour la bonne intelligence de ce qui va suivre, il sera utile de dire un mot de l’organisation du service des chemins de fer américains, pour autant qu’elle rentre dans le cadre de la question qui nous
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- occupe, car il existe une différence nette entre le service nécessaire pour satisfaire les demandes du public américain et la pratique européenne, surtout en ce qui concerne le poids et la nature générale des véhicules employés. D’autre part, le poids mort par voyageur est généralement, en Amérique, sensiblement plus élevé qu’en Europe, et la puissance à développer par la locomotive varie en raison directe du poids mort pour un nombre déterminé de voyageurs transportés, les vitesses et le profil en long étant supposés les mêmes.
- Sur la demande de notre collègue, M* Alexandre Courtin, membre de la Direction générale grand-ducale des chemins de fer de l’Etat badois, rapporteur sur la même question pour tous les pays, à l’exception du Continent américain, nous avons établi un questionnaire commun, en nous plaçant à nos points de vue respectifs, afin que les réponses fournies par les chemins de fer étrangers et américains fussent rédigées d’après des questions uniformes quant à la forme et au fond, et, par suite, directement comparables; la seule différence consiste en ce que les distances, mesures linéaires, poids, surfaces, volumes solides et liquides, sont énoncés en milles, pieds et pouces, tonnes, pieds carrés, pieds cubes et gallons^1), pour les chemins de fer américains, et en unités métriques, pour les chemins de fer européens, L’étude des réponses reproduites sous forme de tableau dans la seconde partie de cet exposé sera plus complète quand on aura lu attentivement les explications qui vont suivre.
- Les. chemins de for américains, c’est-à-dire ceux qui font un service rentrant dans le cadre de la question, sont uniquement confinés aux Etats-Unis.
- Le service des trains rapides visés par la question ne comprend, en Amérique pour la composition de ces trains, que qeg véhicules ayant au moins quatre essieux c’est-à-dire deux essieux par bogie à pivot avec deuxbogies sous chaque véhicule dans tous les cas ; dans les trains de luxe à très grande vitesse, tous les véhicules sont montés sur des bogies à trois essieux.
- Toutes les voitures américaines sont munies d’entrées en bout, par des plates-formes complètement fermées dans la grande majorité des cas et appelées « vestibules larges » ; les plates-formes partiellement fermées ou « vestibules étroits » ne se voient plus guère que sur les trains d’importance secondaire.
- A l’heure actuelle, le matériel américain comprend des voitures dont la longueur intérieure, entre les. parois extrêmes, est d’environ 70 pieds (21.33 mètres) ; dans quelques rares cas., il peut y avoir des différences de 2 à 5 pieds (0.61 à 0 91 mètre) en plus, ou en moins, suivant la nature du véhicule; il est à noter que les véhicules pluscourtssontgénéralement mixtes, c’est-à-dire avec compartiment à bagages à un bout.
- La tare de ces voitures varie de 50 à 65- tonnes (de 45,4 à 59 tonnes métriques); on peut admettre, pour le matériel ordinaire, une moyenne de 57 tonnes (51.7 tonnes métriques) pour la voiture vide et de 59.5 tonnes (54 tonnes, métriques) pour la voiture chargée-.
- Les trains rapides qui rentrent dans le cadre de la question sont ordinairement composés de 6 à 8 véhicules; en prenant une moyenne de 7 voitures, avec un poids sous charge de 59.5 tonnes (54 tonnes métriques) chacune, on obtient un poids moyen de 416.5 tonnes (378 tonnes nié-
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- Vil
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- triqo68)- La longueur moyenne entre les faces de contact des attelages est de 78 pieds (23.79 mètres), de sorte que la longueur du train moyen de 7 voitures est ^ 340 pieds (166.53 mètres)depuis la surface de contact de l’attelage à barrière du teiider de la locomotive.
- go ce qui concerne les détails mécaniques des attelages- et des- plates-formes, il faut, d’après la pratique américaine, que les ressorts des attelages ainsi que les ressorts qui commandent les mouvements des cadres des soufflets soient suffisamment comprimés pour assurer la liaison rigide des voitures et constituer un chemin de circulation ininterrompu d’tme extrémité à l’antre du train, à tout moment. Cette rigidité d’accouplement des voitures se répercute d’une manière très nette sur la construction et les dimensions des locomotives américaines- affectées à la traction des trains rapides faisant l’objet de notre étude..
- Au point de vue géographique,. les chemins de fer américains trav ersent un territoire sur lequel se rencontrent tous les obstacles naturels du monde entier, et la configuration du terrain sur lequel on a construit certaines lignes a nécessité un effort suprême d’habileté de la part des ingénieurs chargés du tracé et de la construction. C’est ainsi, pour ne citer que ce simple fait, que l’on a franchi des altitudes de 6,000 pieds (1,830 mètres). Les lignes de montagne comprennent une série de courbes de faibles rayons, venant s ajouter aux rampes sur lesquelles elles peuvent être situées. Le travail de la locomotive en ces points ne peut pas être étudié dans le présent rapport, faute de questions comparatives permettant de idre cette étude.
- Dans la pratique actuelle des locomotives américaines, les chaudières sont timbrées à une pression de 180 à 225 livres (de 12.6 à 15,8 kilogrammes par centimètre carré), au manomètre, ou une pression absolue de 195 à 240 livres (de 13.7 à 16.9 kilogrammes par centimètre carré). Elles sont du type à tubes de fumée, avec foyers variant du type étroit et profond an type large et plat, et avec ou sans chambres de combustion ; elles sont combinées pour brûler soit de r'anthraeite, soit de la houille bitumineuse, soit du pétrole brut, suivant le combustible naturel que l’on extrait dans lav région qu'elles desservent. Une petite proportion des locomotives actuellement en service sont munies de surehauffeurs, dont fes uns sont placés dans la boîte à fumée et fes autres constitués par des tuyaux sur-chauffeurs logés dans les tubes à gaz chauds, fresque toutes fes locomotives américaines, à part de rares exceptions, ont des cylindres extérieurs dont l’axe est parallèle à la table de roulement du rail et situé à environ 1 i(i pouce (38 millimètres) au-dessüs de l’axe de l’essieu moteur. Les tiroirs, du type plan ou cylindrique, sont commandés par des mécanismes à avance variable ou constante; on emploie beaucoup le mécanisme de distribution à avance varjable du type Ste-phenson, mais depuis quelque temps les préférences se portent sur une variante du mécanisme Walschaerts à avance constante, présentant toutes les caractéristiques de la pratique continentale européenne, avec de légères modifications pour l’adapter à la construction des locomotives américaines.
- La pratique américaine actuelle comprend pour ainsi dire tous les types con-
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- 110
- nus de locomotives, depuis les lourdes machines articulées, pour le service dur des lignes de montagne, jusqu’aux machines légères spéciales à roues indépendantes, beaucoup employées pour les tournées d’inspection. D’autre part, on a construit des locomotives compound à deux, trois et quatre cylindres, attaquant un seul essieu ou deux essieux couplés; dans les types à quatre cylindres, ceux-ci sont disposés soit en tandem, soit dans le même plan vertical. A notre avis, il existe une tendance marquée de renoncer au compoundage des locomotives dans les régions où le combustible s’obtient à bas prix et où le surplus de frais d’entretien l’emporte sur les avantages de la double expansion.
- Le tableau ci-après, compilé à l’aide des réponses au questionnaire adressé à différents chemins de fer américain-s, indique les caractéristiques des locomotives et du matériel de transport, avec les horaires, les distances parcourues, le profil en long et le tracé en plan, les trains remorqués
- sur les divisions respectives, et nous appel, lerons l’attention du Congrès sur ces divers points, avant d’aborder l’étude des locomotives à très grande vitesse.
- Une des réponses les plus complètes reçues est celle fournie par Mr J. W. Ken-drick, second vice-président de 1’ « Atchi-son, Topeka & Santa Fé Railroad»; s’il ne s’agit pas ici de trains tracés à une vitesse de 50 milles (80 kilomètres) à l’heure ou davantage, il y est question, néanmoins, de trains atteignant 57 milles (91.7 kilomètres) à l’heure sur de petites distances.
- D’après le libellé de la question sur laquelle nous sommes chargé de présenter un exposé, il ne nous a pas semblé pouvoir comprendre dans notre tableau des locomotives qui ne remorquent pas des trains tracés pour maintenir régulièrement une vitesse de 50 milles (80 kilomètres) à l’heure, ou davantage; mais étant donnée la réponse complète faite par le Santa Fé, nous la reproduisons en annexe.
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- Réponses au questionnaire.
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- Réponses au questionnaire.
- Les distances sont exprimées en milles de 5,280 pieds (1,609 mètres). Les mesures linéaires sont exprimées en pieds et pouces.
- Les poids sont exprimés en tonnes de 2,000 livres (907 kilogrammes).
- Les surfaces sont exprimées en pieds carrés.
- Les volumes solides sont exprimés en pieds cubes.
- Les volumes liquides sont exprimés en gallons de 231 pouces cubes (3.78 litres).
- QUESTIONS.
- rt .& •
- * § 2 s Ü0 .Th .O 05
- ix ïai
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- M l3 T3 o M es
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- c/J cj ^
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- 83 ^ o
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- «8
- Question I.
- Types de locomotives à très grande vitesse.
- A. Types de :
- a) Locomotives à tender séparé...........
- 6 ) Locomotives-tenders..................
- B. Quel est l’effectif des locomotives ?
- Aa) Pour chaque type.....................
- Ab) — — -........................
- Question II.
- Nature de la ligne et vitesses.
- 1. Quelles sont pour les sections parcouruesà des vitesses de plus de 50 milles (80 kilomètres) à l’heure en service régulier :
- A. La longueur, en milles.........................
- a) Rampes moyennes, en millimètres par mètre.
- b) — maximums, — — —
- c) Dill'érence d’altitude, en pieds, de la plus forte
- rampe.....................................
- cl) Longueur, rentes nuij
- iiilles, do la plus forte rampe.
- tj t au» tntutWh
- . A if) •-
- a) Vifcs^e moyenne nécessaire pour observer l'horaire sur des divisions de 50 milles de longueur ou davantage.................................
- b) Vitesse maximum nécessaire pour observer l'horaire sur des divisions de 5(3 milles de longueur ou davantage..................................
- Question III.
- JSiature des trains remorqués.
- I. Composition des trains remorqués sur les sections visées par la question II...........
- A. Nombre d’essieux, sans la locomotive .
- B. Poids en tonnes . ..................
- II. Voitures entrant normalement dans la composition de ces trains............................
- A. Nombre de voitures à
- B. Nombre de voitures
- 2 essieux.
- 3 - .
- 4 — .
- 6 - .
- sans plates-formes . .
- à plates-formes ouvertes
- — partiellementfermées.
- — entièrement —
- C. Poids des différentes voitures
- Question IV.
- Epoque de la mise en service, longueur des étapes et parcours annuel.
- I. Date de la mise en service régulier..............
- II. Quelles sont les plus longues étapes (en milles) que
- fournit une locomotive en assurant ce service :
- A. Sans arrêt......................
- B. Sans changement de machines . .
- -4-2
- 213
- 148.8
- 0.115
- 0.229
- 23.0 1.9 0.161 o.U)
- 6
- 36
- 365
- 6
- 60.8
- 1901
- 148.8
- 148.8
- 4-6-2 ‘
- 60
- 148.8
- 0.115
- 0.229
- 23.0 1.9 0.101 o. 10
- 4-4-2
- 27
- 4-6-2
- 148.0
- 0.195
- 0.670
- 53.0
- 1.5
- 0.238
- 1 .OC)
- 182
- 0.04
- 0.065
- 102.96
- 0.5
- 0.01
- o.ii-crr,
- *um
- 4-4-2
- 67.89
- 0.285
- 0.790
- 125.14
- 3.0
- 0.323
- 4-4-2
- 20
- 4-4-2
- ().();«! J o.r, -------. '
- 4-4-2
- ts
- 75 83 80 70 70 90 90- 1
- 9 5 6 6 6 7 7
- 54 30 36 36 34 38 38
- 524 336 380 300 324 399 399
- 1 2 . 2
- 9 5 6 6 5 5 5
- 9 5 6 6 6
- 58.2 67.2 63.3 55 54 57 57
- 1908 1901 1907 1903 1902 1903 1902
- 148.8 141 182 67.89 59.5 82.8 82.8
- 14S.8 148 182 169.1 130.5 206 206
- (!) Indique qu’il n’a pas été fourni de renseignements.
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- Réponses au questionnaire. (Suite.)
- QUESTIONS. New York Central cfe Hudson River- Railroad. New York Central & Hudson Railroad. Pennsylvania lines N. W. System Lake Shore & Michigan Southern. Vandalia. Baltimore & Ohio. Chicago Burlington & Quincy. Chicago Burlington & Quincy.
- Question IV. (Suite). III. Quel est le parcours annuel (en milles) qu’une locomotive fait en moyenne, en y comprenant 90,000 90,000 74,000 60,000 105,600 60,440 79,063 87,991
- A. Les locomotives qu’il faut tenir simultanément prêtes, afin d’assurer la marche normale du service des trains rapides
- B. En outre, les locomotives affectées au même service qui sont, pendant le même temps, en réparation. '
- Question V. Dimensions principales des locomotives et tenders. 1. Locomotive. A. Chaudière. a) Surface de chauffe intérieure du foyer, en pieds carrés 194.0 242.0 166.0 231.3 177.1 187.7 155.5 155.55
- b) Surface de chauffe intérieure des tubes à fumée, en pieds carrés 3,141.0 4,000.0 2,474 3,960.6 2,923.2 2,487.9 2,834,5 2,834.5
- c) Surface de chauffe, du surchauffeur (surface baignée par les gaz chauds), en pieds carrés . . Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant.
- d) Surfacedechauffetotale(a-f-6-)-c), en pieds carrés. 3,335.0 4,242.0 2,610.0 4,141.9 3,100.3 2,675.6 2,990.0 2,990.0
- e) Pression effective de la vapeur, en livres . . 185 200 205 200 200 205 210 210
- f) Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus du bord supérieur du rail, en pouces .... 111 117 111 117 111 109 110 108.6
- g) Longueur des tubes à famée entre les plaques tubulaires, en pouces J91 239 180 239 191 180 193 198
- h) Diamètre extérieur des tubes à fumée, en pouces. 2 2 2 ' 2 2 2 2 2
- — intérieur — — — 1.76 1 76 1.75 1.76 1.75 1.76 1.78 1.78
- i) — extérieur des tubes du surchauffeur, en pouces Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. 1 Néant. /
- \ Diamètre intérieur des tubes du surchauffeur, 1\ en pouces - ... /
- la k) \.on«u«Mir «tn la tcrillo, oti pour*»» 108.0 111 108.6 / Wl I ni i m / wt U
- nts.r 7f 7TV.» 1 ^4 7t J -L±
- a) Nombre (ifta aylinàros A Haute pressic
- b) Position des cylindres à haute pression
- à l’intérieur . à l’extérieur.
- c) Diamètre des cylindres à haute pression, en pouces
- d) Course des pistons des cylindres à haute pression,
- en pouces ..................................
- e) Cylindrée en pouces cubes
- fl Nombre de cylindres à basse pression . . .
- „ i à l’intérieur . . •
- g) Position des cylindres )
- à basse pression ( à i’extérieur ....
- h) Diamètre des cylindres à basse pression, en pouces
- i) Course des pistons des cylindres à basse pression,
- en pouces.....................................
- h) Cylindrée en pouces cubes ..••••••
- I) Rapport de la section des cylindres à basse pression et à haute pression . ,.................
- Oui
- 21.5
- 9,439.32
- Aucun.
- C. Coefficients divers :
- a) Rapport de la surface de chauffe totale à la sur-
- face de grille. .............................
- b) Rapport de l’effort de traction théorique au poids
- adhérent ....................................
- c) Coefficient d’adhérence..............
- d) Rapport de la surface de chauffe en pieds carrés
- au volume des cylindres en pieds cubes. . .
- D. Roues :
- a) Nombre de roues motrices . . . . • •
- b) Diamètre extérieur desrouesmotrices, en pouces
- c) Nombre de roues motrices avec bandages
- boudins.................................
- Nombre de roues motrices avec bandages san boudins..................................
- d) Toutes les roues motrices sont-elles accouplées
- e) Nombre de roues-porteuses d’avant. . . .
- f ) Diamètre des — — — • • •
- g) Nombre de — — d’arrière . . .
- h) Diamètre des — — — • •
- E. Essieux :
- a) Nombre total des essieux.................
- b) — des essieux porteurs de bogies . . .
- _ _ — — rigides....
- d) — — — moteurs...................
- (i) Indique qu’il n’a pas été fourni de renseignements.
- 66.3 à 1.00
- 0.992 à 1.00 0.235
- Oui.
- 22
- 28
- 10,643.7
- Aucun.
- 305 à 1.00
- Oui.
- 4
- 36
- 2
- 50
- 5 2 2 2
- 75.2 à 1X0 0.74 à 1.00 0.235 344 à 1.00
- 6
- 79
- Oui.
- 4
- 36
- 2
- 50.25
- 6
- 2
- 3
- 3
- Oui.
- 20.5
- 26
- 8,581.5
- Aucun.
- 47.56 à 1.00 1.32 à 1.00 0.25 559 à 1.00
- 4
- 80
- Oui.
- 4 36
- 2
- 50
- 5 2 2
- 28
- 10,644
- Aucun.
- 73.0 à 1.00 1.00 à 1.15 0.20 340 à 1.00
- 6 79
- Oui.
- 4
- 36
- 2
- 50
- 6
- 2
- 3
- 3
- Oui.
- 21
- 26
- 9,005 3 Aucun.
- 61.8 à 1.00 1.00 à 1.02 0.22 595 à 1.00
- 4
- 79
- Oui.
- 4
- 36
- 2
- 49
- 5 2 3 2
- Oui.
- 22
- 26
- 9,883
- Aucun.
- Oui.
- 20
- 26
- 8,168.2
- Aucun.
- 48.2 à 1.00 | 67.8 à 1.00 1.00 à 1.00 | (i)
- 0.25 I (!)
- 468 à 1.00 632 à 1.00
- Oui.
- '4
- 36
- 2
- 50
- 78 4
- Oui.
- 4
- 37.25
- 2
- 48
- 5 2 3 2
- Oui.
- 25
- 26
- 12,763.0 2.77 à 1.00
- 67.8 à 1.00
- P)
- P)
- 1,124 à 1.00
- 4
- 78
- Oui.
- 4
- 37.25
- 2
- 48
- 5 2 3 2
- p.dbl.2x114 - vue 1124/1585
-
-
-
- Réponses au questionnaire. (Suite.)
- QUESTIONS.
- « .fe ütf ' M g_ o ' ^ S(
- iïffi
- M 1 *
- O t '
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- 1
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- Question V. (Suite
- F. Poids :
- ) Poids de la locomotive à vide, en tonnes . .
- ) — — — en charge, en tonnes .
- g) — adhérent de la locomotive, entonnes. .
- A) Effort de traction, en livres .............
- e) Rapport de l’effort de traction au poids adhèrent de la locomotive en charge....................
- 11. Tender :
- A Nombre d’essieux............................. .
- B. Approvisionnements ..........
- a) Eau, en gallons............................
- bj Combustible, entonnes......................
- C. Poids :
- a) Poids du tender à vide, en tonnes..........
- b} Poids du tender en charge (avec tous ses accessoires et les soutes pleines), en tonnes. . .
- (II. Un croquis de ia locomotive et du tender avec les principales cotes est donné dans la figure . . .
- Question VI.
- Dètuils de construction des locomotives.
- I. KurohîuifToMr.
- O. Quels sont les résultats donnés par le surchauireur :
- a) A.u point de vue du maintien continuel de la tempéx'ature de surchauffe désirée en service.
- b) Au point de vue de la nécessité d’entretien de ses pièces......................................
- II. Distribution de la vapeur :
- A. Quel genre d’organes employez-vous sur les cylindres pour la distribution de la vapeur ....
- «
- O
- «8
- a) Tiroirs plans. . .
- aa) Sans compensateur a b) Avec compensateur
- b) Tiroirs cylindriques
- ) Avec segments de garniture élastiques . .
- ) — — — non-élastiques. .
- c) Moyens employés pour empêcher les pertes de chaleur dans la vapeur fournie aux cylindres .
- ca) Chemise isolante des parois de la balte à tiroir.
- ob) — — — des cylindres . .
- cc) Enveloppe de vapeur des parois de la boite à tiroir...........................................
- cd) Enveloppe de vapeur des parois des cylindres.
- ce) Autres moyens employés.....................
- t1)
- 95
- 52.5
- 24,500
- 1.00 à 4.25
- d) Description des soupapes de rentrées d’air de
- cylindres....................................
- e) Appareils employés en remplacement de la
- soupape de rentrée d’air sur les cylindres .
- B Type de mécanisme de distribution pour les cylindres à haute pression..........................
- C. Type de mécanisme de distribution pour les
- cylindres à basse pression....................
- Un croquis du mécanisme de distribution est donné dans la figure.........................
- D. Durée et bon fonctionnement du mécanisme de
- distribution, d’après les résultats obtenus en .service.......................................
- 6,000
- 10
- 30.0
- 61.0
- Frais d’entretien des organes de distribution, d’après les résultats obtenus en service . . .
- lil. Équilibrage des masses en mouvement :
- A. Équilibrez-vous, outre les masses tournantes excentriques de chaque roue motrice, une partie des masses animées d’un mouvement alternatif, et dans quelle proportion de leur poids total. .
- (f) Indique qu’il n’a pas été fourni de renseignements.
- o»
- t1)
- 133
- 85.75
- 29,900
- I.0üà5.73
- 81.55
- 91.57
- 59.17
- 22,411
- 1.00 à 5.28
- ,000
- 14
- 30.8
- 78.0
- 7,000
- 14.6
- 28.7
- •71.9
- 4 et .5
- «
- 131 86 29,900
- 1.00 à 5.53
- 1,000
- 14
- 33.7
- 81.0
- 2
- 84.2 94.5
- 54.2 23,222
- 1.00 à 4.67
- 7,500
- 12
- 78
- 90
- 54.7
- 27,410
- l.OOà 4.00
- 7,000
- 16
- Oui.
- Oui.
- Oui.
- Non.
- Non.
- Aucun.
- Type à rentrée d’air automatique.
- Aucun.
- Stephenson
- t1)
- Néant,
- Néant.
- 66
- 84.9
- 93.5
- 45.6 23,800
- 1.00 à 3.83
- 6,000
- 12
- 23.2
- 60.2
- 15
- 83.2
- 91.8
- 47.9 21,400
- l.COâ 4.4
- 6,000
- 12
- 23.2
- 60.2
- 16
- Fig. 7 et 8.
- Oui. Oui.
- Oui. Oui.
- Fig. 3 Oui. Fig. 10 Oui. Fig. 13 Oui. Oui. Non. Fig. 17 Oui. Fig. 18 Oui.
- Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui.
- Oui. Non. Oui. Oui. Non. Oui. Oui.
- Oui. Oui. Oui Oui. tui. Oui. . Oui.
- Non. Non. Non. Non. Non. Non. Non.
- Non. Non. Non. Non. Non. Non. Non.
- Aucun. Aucun. Aucun. Aucun. Aucun. Aucun. Aucun.
- Type à rentrée d’air automatique. Type à rentrée d’air automatique. Type à rentrée d’air automatique. Type à rentrée d’air automatique. Type à rentrée d’air auio-matique. Type à rentrée d’air automatique. Type à rentrée d’air automatique.
- Aucun. Aucun. Aucun. Aucun. Aucun. Aucun. Aucun.
- Wal- schaerts. Stephenson. AVal- schaerts. Stephenson. Stephenson. Stephenson. Stephenson
- Stephenson
- 11 et 12 6 et 9 11 et 12 (!) t1) t1) t1)
- Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant.
- Néant. Néant. Néant Néant. Néant. Néant. Néant.
- 66 66.6 49.1 66.6 63 66 66
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-
-
-
- Réponses au questionnaire. (Suite.)
- QUESTIONS.
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- Question VI. (Suite.)
- B. L’équilibrage partiel des masses oseillantes se fait-il par des masses tournantes :
- a) Placées sur toutes les roues couplées? . . .
- b) Incorporées dans les roues motrices seulement ?
- c) Ou de quelle autre façon? .......
- IV. Passage dans les courbes :
- A. Quel est l’empattement rigide de la locomotive,
- en pieds..................................
- B. Jeu transversal entre les moyeux des roues et les
- boîtes de part et d’autre de la position normale :
- Roues porteuses d’avant, en pouces...........
- Roues motrices, en pouces....................
- Roues porteuses d’arrière, en pouces.........
- Bogies, en pouces............................
- Bissels, en pouces .
- C. Quel est, en pieds, le rayon de la courbe la plus
- raide dans laquelle la locomotive peut passer grâce au jeu de ses essieux...............
- V. Graissage :
- A. Employez-vous un graissage central pour les divers groupes de pièces en mouvement de la locomotive;
- Cylindre . . ..........................
- Pompe à air...............................
- Organes de roulement......................
- U.
- nt, «lu
- ils tle tfraisS.'iKn, i<>
- T
- Oui.
- 7.0
- 0.09375
- 0.09375
- 0.09375
- 3.125
- 320
- Oui.
- Oui.
- Non.
- «le enlxxe «I» rW-ni <•«( elle Jiik«'<-taules les roues «le lu locomoli partie seulement ?............
- B. A combien s’élève la proportion de freinage, ou le rapport de la pression totale exercée par les sabots de frein.
- a) Sur les roues de la locomotive.............
- b) Sur les roues du tender au poids total en charge
- VII. Divers. Existe-t-il:
- A. Sur les locomotives
- B. Sur les tenders . .
- des dispositions spéciales, nécessitées par les vitesses élevées, du véhicule ou du mécanisme, et en quoi consistent-elles ?
- Question VII.
- Combustible.
- I. Employez-vous, pour la chauffe normale des locomo tives aux vitesses élevées en question :
- Un combustible de qualité exceptionnelle ? . . .
- Ou le combustible ordinaire des autres locomotives ?
- II. Analyse et valeur calorifique du combustible employé
- Eau combinée, en pour cent......................
- Matières volatiles, en pour cent ... . . . .
- Carbone fixe, en pour cent.....................
- Cendres, en pour cent..........................
- Soufre, en pour cent...................
- Puissance calorifique, en calories britanniques
- Oui.
- Oui.
- 0.09375
- 0.125
- 0.09375
- 3.125
- 303
- Oui.
- Oui.
- Non.
- 7.416
- 0.125
- 0.125
- 0.125
- f1)
- 266
- Oui.
- Oui.
- Non.
- Oui.
- 14.0
- 0.09375
- 0.09375
- 0.09375
- 3.125
- 360
- Oui.
- Oui.
- Non.
- Oui.
- 7.0
- 0.0625
- 0.0625
- 0.0625
- f1)
- 321
- Oui.
- 7.416
- 0.125
- 0.125
- 0.125
- «
- 400
- Oui.
- 7.25
- 0.0625
- 0.0625
- 0.0625
- 2.1875
- 7.25
- 0.0625
- 0.0625
- 0.0625,
- 2.1875
- 325
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- Question VIII.
- Résultats d’essais.
- Résultats d’essais concernant le travail des loco motives..................................
- Consommation correspondante d’eau, en livres. .
- De combustible, en livres.........
- De graissage, en gallons...............
- (i) Indique qu’il n’a pas été fourni de renseignements.
- Sur toutes. Sur toutes. Sur toutes. r Sur toutes. Sur toutes^ Sur toute,s. S
- 63.3 63.3 57.7 60.0 75 0 54.0
- 49.2 39.5 51.6 39.5 34.0 39.5
- Aucune. Aucune. Aucune. Aucune. Aucune. Aucune.
- Aucune. Aucune. Aucune. Aucune. Aucune. Aucune.
- Non. Non. Non. Non. Non. Non
- Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui.
- 3.10 5.10 2.12 3.50 5.68 2.0
- 41.25 41.25 39.40 40.90 42.62 40.00
- 45.35 45.35 46.26 43.95 42.71 50.00
- 10.30 10 30 12.20 , 11.65 8.99 8.00
- 3.45 3.45 4.27 3.95 3 72 4.00
- 13,400 13,400 13,500 13,300 13,340 12,C00
- Néant. Néant. Néant. Néant. Néant. Néant.
- Aucune.
- Aucune.
- Non.
- Oui.
- 12.0
- 32.00
- 46.00
- 7.60
- 2.50
- 11,500
- 5.97
- 1.00
- Aucune.
- Aucune.
- Non.
- Oui.
- 12.0
- 32.00
- 46.00
- 7.60
- 2.50
- 11,500
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- VII
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-
-
-
- VII
- 120
- 373,\ 2 Tubes -!6ft xjong
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- -84 —
- - >14iX—3^WssL>i i
- Fig. 1. —'New York Central Lines. — Division New York Central & Hudson River Railroad. Locomotive classe IL, type Atlantic ou 4-4-2.
- Explication des termes anglais : Firebox = Foyer. — From ctr. of cylinder = Du centre du cylindre. From top of rail = De.la tête du rail.
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-
-
-
- New York Central Lines.
- Fig. 2.
- Divisions New-York Central & Hudson River Railroad and Lake Shore & Michigan Southern Railway, Locomotive classe K2e type Pacific ou 4-6-2.
- Explication des le ripes anglais : Betw. Main Rod Centers = D’axe en axe de la bielle motrice. — Front Drivers = Entre les roues couplées d’avant. Truck Wheels = Entre les roues du bogie. — Valve diam. = Diamètre du tiroir. — Valve travel = Course du tiroir.
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-
-
- VII
- 122
- Division New York Central & Hudson River Railroad.
- New York Central Lines.
- Explication des termes anglais : Cast iron = Fonte. — Rings before cutting = Cercles avant d’être coupés. ^ g0Uj0B. One side only = D’un côté seulement. — Rings eut at bottom = Bagues coupées à la partie inférieure. — Dowel —
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-
-
- VII-123
- Fig. 4. — Pennsylvania Railroad Company. — Locomotive classe E2.
- Fig. 5.
- Pennsylvania Railroad Company,
- Locomotive classe E3d.
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-
-
-
- VII
- 124
- Fig. 6. Pennsylvania Railroad Company. — Distribution Stephenson pour locomotives des classes E2, E2a, E3, E3a.
- Fig. 7. — Pennsylvania Railroad Company. — Tiroir équilibré Wilson, pour locomotives des classes E2, E2a, Ea, E3a.
- j. 8. — Pennsylvania . Tiroir Richardson pour
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-
-
- VII
- 125
- Fig. 9. — Pennsylvania Railroad company. Distribution Walschaerts pour locomotives des classes E^d, E3d.
- Fig. 10 — Pennsylvania Railroad Company. — Tiroir cylindrique Wilson pour locomotives des classes E2d, E3d.
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-
-
-
- VII
- 126
- Fig. 11
- New York Central Lines. — Divisions New York Central & Hudson River Railroad and Lake Shore & Michigan Southern Railway.
- Fig. 12.
- Fig. 13.
- New York Central Lines. — Division Lake Shore & Michigan Southern Railway
- Locomotive:
- de la cia**
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-
-
-
- -----4o£-
- — %t©4J
- W: Fig. 14. — Baltimore &fOMo|Railroad[Company. — Type Atlantic. — Première locomotive'express type Atlantic, Juin 1903.
- Poids de la locomotive.......... 90.0 tonnes (81.64 tonnes métriques),
- — du tender................... 74.7 — (67.76 — — ).
- Poids total. . . 164.7 tonnes ,149.4 tonnes métriques).
- L.
- Max&ragMPress U
- ZZ -O".
- Fig. 15. — Chicago, Burlington [<& Quincy Railroad.
- Explication du terme anglais : Jour = Fusées.
- Chaudière à entretoises radiales :
- Foyer de 66 i/4 pouces (1.682 mètres) de largeur et 96 Vs pouces (2.440 mètres) de longueur. 330 tubes de 2 pouces (50.8 millimètres) de diamètre extérieur.
- Surface de chauffe :
- Foyer........................................ 155.5 pieds carrés (14.44 mètres carrés).
- Tubes........................................ 2,834.5 — — (263.32 — — ).
- Total ....................................... 2,990.0 — — (277.77 - — ).
- Surface de grille ........................... 44.1 — — (4.096 — — ).
- Effort de traction :
- Roues motrices de 841/4 pouces (2.140 mètres). 22,000 livres (9,979 kilogrammes).
- — — 78 — (1,980 — ). 23,800 - (10,795 - ).
- Poids adhérent : Roues couplées d’avant. Roues motrices . . .
- Total. .............
- Bogies d’avant.... Bissel d’arrière.... Poids total delà machine
- 44,750 livres (20,298 kilogrammes) 46,500 - (21,092 - )
- 91.250 — 41,390 — )
- 46,500 - (21,092 —
- 49.250 — (22,339 — )
- 187,000 — (84,822 - )
- Poids du tender :
- Avide......................................... 46,400 livres (21,046 kilogrammes). '
- Eau 6,000 gallons (22,6S5 litres) . ..... 50,000 — (22,679 — ).
- Charbon 12 tonnes (10.9 tonnes métriques). . . . 24,000 — (10,886 — ).
- Total........................................... 120,400 - (54,612 - ).
- Poidsdelamachineetdutenderenordre démarché. “ i307,400 — (139,434 — }.
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-
-
- Chicago, Burlington & Quincy-Railroad. — Elévation et coupes de la machine compound Vt.
- Fig. 16,
- ; £ i ,, (*•
- VII
- 128
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-
-
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- ? 1‘AC\\V<^V.VVVVVA.\y{\
- ----H.
- Fig. 17. — Chicago, Burlington & Quincy Railroad.
- Tiroir cylindrique de 12 pouces (305 millimètres) et fourreau de la machine à simple expansion Pg.
- Exp'icatinn des termes anglais : Bull rings to hâve ground joints at A-B = Couronnes à joints meulés en A-B. — Packing rings turned tol2i/M"<liam. eut out 3/le" and turn to 12” diam. = Bagues de garniture tournées au diamètre de 12 !/ig pouces (306 millimètres), découpées île3'16 pouce (4‘8 millimètres) et tournées au diamètre de 12 pouces (305 millimètres). — No finish = Sans fini. — Milled = Fraisé.
- ’Eiï77?777777777777,
- Q B B _
- EJ Q1S^[Z
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-
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-
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- HZ
- Fig. 18. — Chicago, Burlington & Quincy Railroad.
- Tiroir cylindrique de 15 pouces (381 millimètres) et fourreau de la machine compound P2.
- ^°fdes termes anglais Bol taper = Boulon conique. — Outside = Extérieur. — Front boss = Moyeu d’avant.
- pe aes segments. — Ail rings parted in centre at bottom = Toutes les bagues sont coupées suivant la génératrice inférieure.
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-
-
-
- VII
- 130
- Le tableau ci-dessus comprend six grands réseaux de chemins de fer des Etats-Unis et est subdivisé de manière à représenter huit classes de locomotives qui toutefois se rangent, au point de vue de la construction d’ensemble, dans deux types généraux. Dans le monde des chemins de fer américains, ces types sont ordinairement appelés Atlantic et Pacific; on les connaît aussi sous les désignations 4-4-2 et 4-6-2 ; ce genre de désignation indique la disposition des roues de la locomotive : le premier chiffre représente le nombre de roues porteuses d’avant, le second le nombre de roues motrices, et le dernier le nombre de roues porteuses d’arrière. On remarquera que sur les huit classes figurant dans le tableau, six sont du type 4-4-2 et deux du type 4-6-2; qu’elles emploient toutes de la vapeur saturée et qu’une seule (du type 4-4-2)est compound. On remarquera en outre que la distribution de la vapeur aux cylindres est assurée sur toutes ces machines, sauf deux, par des tiroirs cylindriques, et que le mécanisme de commande des tiroirs est du type Stephenson à coulisse mobile pour toutes les locomotives 4-4-2 et du type Wal-schaerts, à coulisse fixe et avance constante, pour les locomotives 4-6-2. La course des pistons estde26 pouces (660mil-limètres) sur toutes les 4-4-2 et de 28 pouces (711 millimètres) sur fes 4-6-2. A l’exception de la compound (dernière colonne), toutes les 4-4-2 ont des cylindres .de 20 à 21 pouces (508 à 533 millimètres) de diamètre; le diamètre des cylindres
- des 4-6-2 est de 22 pouces (559 milli_ mètres).
- Les pressions de marche varient de 185 à 210 livres (de 13 à 14.8 kilogrammes par centimètre carré) au manomètre ou 200 à 225 livres (14 à 15.8 kilogrammes) de pression absolue; elles se maintiennent généralement entre 200 et 205 livres (entre 14 et 14.4 kilogrammes) (pression effective).
- Le diamètre extérieur des roues motrices varie de 78 à 80 pouces (1.981 à 2.032 mètres), le poids de la locomotive (sans le tender), en ordre de marche, de 90 à 95 tonnes(81.6 à86.2 tonnes métriques) pour le type 4-4-2, de 131 à 133 tonnes (118.8 à 120.6 tonnes métriques) pour le type 4-6-2; le poids adhérent varie de 45.6 à 59.17 tonnes (41.36 à 53.68 tonnes métriques) pour le type 4-4-2 et est en moyenne de 86 tonnes (78 tonnes métriques) pour le type 4-6-2.
- On peut faire une étude intéressante des différents chiffrés du tableau représentant les caractéristiques essentielles des machines en question, en groupant et réduisant à des moyennes les réponses concernant les deux types 4-4-2 et 4-6-2, la compound (dernière colonne) étant laissée de côté; on obtient de la sorte un résultat combiné qui représente une moyenne de toutes les formes actuellement employées dans le service qui fait l’objet de ce rapport : c’est ce que nous avons essayé de faire, pour la gouverne des membres du Congrès, dans le tableau comparatif
- Pacific.
- 4 6-2
- 85.875 (77.904) 200 (14)
- Nom général du type........................................
- Disposition des roues de la locomotive.....................
- Poids adhérent en charge, en tonnes américaines (en
- tonnes métriques).......................................
- Timbre (pression effective), en livres (en kilogrammes par centimètre carré)...............................
- ci-apres.
- Atlantic.
- 4-4-2
- 53.234 (48.293) 201 (14.13)
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-
-
-
- VII
- 131
- Nom général du type....................................... Atlantic.
- Diamètre des cylindres (haute pression), en pouces (en
- millimètres) .................. 21 (533)
- Course des pistons, en pouces (en millimètres) .... 26 (660)
- Type de tiroir............................................ Cylindrique.
- Tvpe de mécanisme de distribution......................... Stephenson.
- Diamètre extérieur des roues motrices, en pouces (en
- mètres).................................................
- Effort de traction total, en livres (en kilogrammes) .
- Surface de chauffe totale, en pieds carrés (en mètres
- carrés).................................................
- Surface de grille, en pieds carrés (en mètres carrés)
- Rapport de la surface de chauffe totale à la surface de
- grille....................................................... 58.33 à 1.00
- Rapport de la surface de chauffe au volume des cylindres. 512 à 1.00 Capacité du tender, eau, en gallons (en mètres cubes) . . 6,700(25.33)
- Vitesse moyenne nécessaire pour l’observation de l’horaire,
- en milles (en kilomètres).................................... 55.26 (88.93)
- Poids moyen des trains, en tonnes (en tonnes métriques). . 344.88 (312.87)
- Longueur moyenne des étapes sans arrêt, en milles (en kilomètres)............................................... 100.00 (160.9)
- Des essais de laboratoire très étendus ont été faits en Amérique avec des locomotives et il existe actuellement deux installations complètes pouvant recevoir les plus grandes machines. Un grand nombre d’essais ont été effectués sur ces installations avec différents types de locomotives pour déterminer tous les points critiques et fournir aux ingénieurs chargés des projets tous les renseignements nécessaires pour combiner le type répondant le mieux aux besoins.
- Ces installations sont situées à l’Université de Purdue, La Fayette, Ind., et dans
- Pacific.
- 22 (559)
- 26 (711) Cylindrique. Walsehaerts.
- 79.2 (2.011) 79 (2.006)
- 24,268.0(11,008) 29,900.0 (13,562)
- 2,948.2 (273.9) 4,192.0 (389.43)
- 51.1 (4.7) 56.6 (5.3)
- 74.10 à 1.00 342 à 1.00 8,000 (33.27)
- 55.85 (89.88) 452.00 (410.00)
- 160.40 (258.1)
- les ateliers du « Pennsylvania Railroad » à Àltoona, Pa. L’une et l’autre ont largement contribué à fournir des renseignements authentiques sur les facteurs dont il faut tenir compte en étudiant une locomotive destinée à donner le rendement maximum en service. Les déductions moyennes des résultats qui y ont été obtenus méritent d’être sérieusement prises en considération dans tout examen de la question qui nous occupe et nous donnerons donc ci-après un résumé de ces conclusions moyennes :
- Travail de la chaudière.
- Puissance de la chaudière en chevaux par pied carré (en chevaux métriques
- par mètre carré) de surface de chauffe................................... 0.40 (4.304)
- Poids de vapeur produite par heure et par pied carré, en livres (en
- kilogrammes par mètre carré)............................................. 14.00 (68.3;
- Proportion pour cent d’humidité dans la vapeur produite..................... 1.35
- Pression économique maximum de la vapeur saturée (pression effective), en
- livres (en kilogrammes par centimètre carré)............................. 200.00 (14)
- Vaporisation maximum par livre de houille, pour une faible puissance
- développée, en livres ................................................ 11.00
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- Vaporisation par livre de houille sèche, à la limite supérieure de la puissance
- développée, en livres . ............................................. 7.00
- Température du foyer, aux faibles vitesses de combustion, en degrés Fahrenheit
- (en degrés centigrades).................................................. 1,400 à 2,000
- (760 à 1,093°C.
- Température du foyer, aux grandes vitesses de combustion, en degrés Fahrenheit
- (en degrés centigrades). ................................................ 2,100 à 2.300
- (1,149 à 1,260° C.'
- Travail des cylindres. (Haute pression seulement.)
- Consommation de vapeur par cheval-heure indiqué, minimum moyen, sans
- surchauffe, en livres (en kilogrammes).......................... 24.35 (11.04)
- Consommation de vapeur par cheval-heure indiqué, maximum moyen, sans
- surchauffe, en livres (en kilogrammes)............................... 24.40 (11.06)
- Proportion pour cent de la puissance indiquée se traduisant en effort sur la
- barre, à 40 tours par minute......................................... 86.00
- Proportion pour cent de la puissance indiquée se traduisant en effort sur la
- barre, à 280 tours par minute ....................................... 75.00
- Vitesse du piston, en pieds (en mètres) par minute, à laquelle la vapeur commence à être laminée.................................................... 800.00 (244)
- Rapports.
- De la surface de chauffe à la surface de grille................................. 56 à *72
- à 1.00
- De la surface de chauffe au volume des cylindres............................... . 275 à *350
- à 1.00
- De l’effort de traction à la surface de chauffe . ..............................8.60 à *8.29
- à 1.00
- De l’effort de traction au poids adhérent.......................................4.36 à *4.66
- à 1.00
- Du poids adhérent à la surface de chauffe totale ............................... 37 5 à *38.6
- 'à 1.00
- De la surface de grille au volume des cylindres.................................4.85 à *4.27
- à 1.00
- de mécanisme de distribution et du mécanisme Walschaerts à coulisse fixe et avance constante; en effet, on constate une tendance marquée chez certains ingénieurs américains, d’employer ce dernier système dans les récentes constructions, et, d’autre part, toutes les classes de ma-
- * Ces rapports ne s’appliquent qu’au type Pacific ou 4-6-4; les autres sont ceux du type Atlantic ou 4-4-2. '
- Il est regrettable que l’on ne soit pas arrivé à des conclusions définitives, dans ces installations d’essais, en ce qui concerne la supériorité soit du type cylindrique, soit du type plan, de tiroir, ni en ce qui concerne les avantages respectifs du type à coulisse mobile ou Stephenson
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- chines, sauf deux, qui figurent dans le tableau ci-dessus, sont munies du mécanisme Stephenson à coulisse mobile. A notre avis, le système Walsehaerts ne se recommande que par la facilité de visite et d’entretien, et ne présente aucune supériorité au point de vue de la distribution de la vapeur. Les locomotives des chemins de fer américains sont étudiées pour faire ce qu’on peut appeler un service général, tout en étant nécessairement affectées nominalement soit au service des voyageurs, soi au service des marchandises ; une locomotive moderne quelconque de l’une ou l’autre catégorie peut être et est régulièrement employée, sur la grande majorité des chemins de fer, à assurer un service en quelque sorte mixte; c’est-à-dire, une locomotive de ce genre pourrait être, par exemple, appelée à remorquer des trains rapides dans un sens sur une division et faire souvent son parcours de retour en service local : or, dans ces conditions, il faut qu’elle marche à des vitesses de piston constamment variables, et nous croyons que tout le monde sait que les mécanismes à avance constante ne se prêtent pas bien à ces fluctuations de la vitesse des pistons. Le mécanisme à coulisse mobile du type Stephenson a certainement des défauts qui lui sont inhérents, mais il se prête si aisément aux vitesses de piston variables qu’à notre avis il donne de bien meilleurs résultats que le type Walsehaerts, au point de vue de la distribution de la vapeur, car avec ce dernier l’avance angulaire correspondant aux vitesses de piston plus élevées reste invariable.
- Les facteurs traçant une limite aux projets de locomotives des chemins de fer américains sont, à l’heure actuelle, le
- profil de libre passage en voie courante et dans les gares et la surcharge par pied linéaire des travées de pont. Or, comme l’élément essentiel de la puissance d’une locomotive est le rendement de la chaudière, il a fallu agrandir notablement la surface de chauffe et, conséquemment, la surface de grille, du type 4-4-0, communément appelé « American » que l’on employait autrefois. La résultante logique de cette évolution fut VAtlantic ou type 4-4-2, car la longue chaudière et le large foyer en porte-à-faux ont nécessité l’adjonction d’une paire de roues d’arrière, avec équilibrage par balanciers entre la charge de ces roues et le poids porté par les roues motrices : de la sorte, on obtient un plus grand poids adhérent, sans dépasser les limites admissibles sur les ponts. On a pu, par conséquent, employer de plus grands cylindres dont l’augmentation de capacité de la chaudière permettait d’assurer l’alimentation. Les trains de roues porteuses d’arrière sont de trois types généraux, que l’on peut ranger dans deux catégories, suivant que les portées sont extérieures ou intérieures. Le type à portées extérieures se construit toujours avec un châssis indépendant qui prend appui sur les longerons principaux de la machine par l’intermédiaire d’une barre radiale, et le poids en porte-à-faux qui repose sur ce truc est libre de se déplacer latéralement dans les deux sens, à l’aide de rouleaux sur lesquels s’appuient les ressorts de suspension. L’un des types à portées intérieures est une variante du type anglais ou Ramsbottom : il comporte une boîte radiale coulissant dans des joues du longeron principal, et la boîte à huile proprement dite est logée à l’intérieur de cette boîte radiale. Le jeu latéral est contrôlé par des doubles res-
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- sorts placés dans une cage au milieu du châssis de la machine, et ces ressorts peuvent être réglés suivant les besoins.
- L’autre type à portées intérieures est une simple adaptation de la construction ordinairement employée avec les longerons en barres pour les boîtes motrices, à part une légère augmentation du jeu latéral entre les brides des boîtes et les longerons et aux moyeux des roues pour faciliter les oscillations latérales.
- Les locomotives Atlantic ou 4-4-2, actuellement affectées en Amérique au service des trains express, ont un empattement total très variable; la différence principale se trouve dans la distance de l’axe de la roue d’arrière à l’axe de la roue motrice voi ine; nous rappellerons que la longueur de l’empattement rigide dépend des diamètres des roues motrices : par conséquent, des différences considérables dans le jeu latéral prévu pour les essieux porteurs d’arrière sont inévitables, elles sont d’ailleurs subordonnées à leur tour à l’empattement.
- Le type de locomotive Pacific ou 4-6-2 est dérivé de VAtlantic, il reproduit celui-ci, augmenté d’une paire de roues couplées, de façon à pouvoir employer une chaudière et des cylindres de plus grandes dimensions et à obtenir le poids adhérent nécessaire. Des exemplaires de la locomotive type Pacific, sous sa forme la plus récente, sont cités comme type 4-6-2 du a New York Central & Hudson River Railroad » et du « Lake Shore & Michigan Southern Railway « dans le tableau ci-dessus : on remarquera la grande puissance de la chaudière et l’énorme réserve de puissance pour la traction des trains dont il s’agit, et il convient de dire ici qu’en de multiples occasions ces locomo-
- tives ont effectué des parcours spéciaux dans lesquels elles ont largement dépassé les résultats réguliers que vise le présent exposé.
- Les locomotives mentionnées dans le tableau ont des chaudières dont le diamètre varie de 64 à 70 5/g pouces (1.626 à 1.794 mètre) à l’extérieur de la plus petite virole, c’est-à-dire de celle d’avant; les unes sont à « wagon top » allongé avec entretoises radiales, les autres à génératrice supérieure droite, avec entretoises radiales, ou encore du type Belpaire. Elles sont constituées par des tôles d’acier. Toutes les viroles du corps cylindrique sont à joints plats avec couvre-joints intérieur et extérieur, à six rangs de rivets pour les joints longitudinaux et à double rivurepour les joints circulaires. Ces chaudières ont des foyers en acier et des tubes à fumée en fer au bois, de qualité supérieure, ou en acier doux. Tous les tubes ont une section cylindrique, sans nervures ni ailettes pour augmenter la surface de chauffe, comme les tubes Serve dont sont munies les chaudières de certaines locomotives européennes. Aucune des chaudières des locomotives mentionnées dans le tableau n’a une chambre de combustion, bien que quelques machines du type 4-6-2 en service sur le « Lake Shore & Michigan Southern Railway a en soient munies à titre d’essai.
- Les longerons sont partout du type en barres dans toute la longueur de la partie principale, avec les branches des plaques de garde veriues de forge. Le longeron principal est une pièce continue depuis les fonds d’arrière des cylindres jusqu’à l’extrémité arrière de la machine, dans la plupart des cas. Dans la partie antérieure, au-dessus et au-dessous de la selle d’avant
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- de la chaudière, on substitue aux barres un profil rectangulaire qui varie avec le type de cylindre employé. Ces longerons sont en fer forgé de première qualité ou en acier manganésé moulé; dans quelques-unes des plus récentes constructions, on a aussi employé de l’acier aü vanadium. En Amérique, on a adopté la pratique de réduire le travail d’usinage au minimum ; afin de maintenir les frais qui en résultent dans des limites aussi faibles que possible, on confine l’usinage aux surfaces frottantes et aux surfaces assemblées par boulons, les autres pièces restant brutes de fonte ou de forge, sauf aux points où un fini brillant contribue à améliorer l’apparence.
- Les corps de cylindres sont presque toujours interchangeables pour être employés indifféremment sur le côté droit ou le côté gauche de la locomotive, et comme les bielles motrices sont à peu près partout extérieures, ils sont le plus souvent venus de fonte avec une moitié de la selle, la surface d’assemblage des deux pièces formant un plan vertical par lequel passe Taxe longitudinal de la machine. Dans la plupart des cas, on emploie pour les cylindres une qualité supérieure de fonte, aussi dure que le permet le bon usinage, de façon à réduire au mininum l’usure des parois du cylindre, de la boîte à tiroir et des glaces. Dans ces derniers temps, on a commencé à employer, surtout sur les machines à tiroirs cylindriques, des cylindres en acier moulé : dans ce cas, l’intérieur du cylindre et le fourreau du tiroir sont munis de chemises rapportées en fonte, qui en assurent le bon fonctionnement. Les cylindres à tiroirs cylindriques sont ordinairement construits en vue de l’admission centrale de la vapeur, et tous les cylindres à tiroirs plans sont disposés
- pour l’introduction par les extrémités : cette dernière disposition est due à ce que la forme compacte des tiroirs ne permet guère d’établir convenablement les lumières sans pousser à des limites excessives les dimensions du tiroir et de sa table. La conséquence en est que les perles par frottement dans la machine à tiroirs cylindriques sont moindres qu’avec les tiroirs plans; un autre avantage du tiroir cylindrique résulte de sa position dans la selle de la chaudière, où il est garanti d’une façon plus parfaite contre les pertes de chaleur. Les deux types de cylindres sont graissés à l’aide d’huiles spéciales, dont le débit est automatiquement réglé par les épinglettes des graisseurs à goutte visible placés dans l’abri du mécanicien et sous le contrôle direct de cet agent. Ces graisseurs sont généralement du type « triple » dont une partie alimente la pompe à air et les deux autres les cylindres de droite et de gauche, indépendamment l’un de l’autre; l’huile entre dans la boîte à tiroir, est volatilisée par la vapeur de la chaudière et atteint, sous cette forme, tous les organes en mouvement. Les cylindres sont munis, le plus souvent, d’une soupape de rentrée d’air montée sur le conduit d’amenée de vapeur dans les parois extérieures de la selle, en un. point voisin de la boîte à tiroir ; celte soupape a pour objet d’assurer automatiquement une rentrée d’air pendant la marche à régulateur fermé ; elle sert aussi à empêcher la mise en marche spontanée de la locomotive, par suite de fuites au régulateur, quand la machine stationne sans être gardée par un agent. Des robinets purgeurs sont toujours montés à la partie inférieure du corps de cylindre, de la boîte à tiroir et des conduits d’amenée ménagés
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- dans la selle; ils ont pour but d’assurer l’écoulèment de l’eau qui se forme par condensation ou est amenée par entraînements. Ces purgeurs ne sont pas automatiques; le mécanicien les manœuvre de son abri à l’aide d’un levier.
- Les tiroirs distributeurs du type cylindrique ont généralement la forme d’une bobine allongée; la partie centrale est coulée d’une seule pièce et les extrémités sont munies de têtes rapportées pour permettre d’appliquer la garniture qui consiste ordinairement en une bague ou couronne dont la section a une largeur suffisante pour éviter le coincement dans les lumières sur lesquelles passe le tiroir. Cette couronne est munie de segments élastiques, de section rectangulaire, ou de bagues en L s’appuyant sur des cercles de section carrée, divisés en autant de parties que les bagues-cornières. Avec ce dernier genre de garniture, il faut insérer un ressort en acier plat entre la surface inférieure des segments proprement dits et l’aile de la couronne pour maintenir les garnitures dans la position normale lorsque la locomotive marche à régulateur fermé. Il est à noter toutefois que l’étanchéité est assurée, dans l’un et l’autre càs, par la pression de vapeur seulement et ne dépend ni de ressorts auxiliaires ni de l’élasticité de la bague elle-même. Les tiroirs commandés par le mécanisme Stephenson, à coulisse mobile, sont à commande directe ou indirecte, au gré du constructeur; cependant, en raison de la position du tiroir dans la selle de la chaudière, la commande directe s’impose ordinairement pour les tiroirs cylindriques et la commande par renvoi pour les tiroirs plans. Grâce à leur disposition, les tiroirs cylindriques sont complètement équi-
- librés, tandis que les tiroirs plans, en raison de leur forme et du fait que la circulation de la vapeur, depuis l’introduction jusqu’à l’échappement, est entièrement régie par la face inférieure du tiroir ne peut être équilibrée que jusqu’à concurrence dë 65 p. c. de la surface totale, obtenue en multipliant la longueur par la largeur, sans tenir compte des cavités intérieures. Les tiroirs plans sont, soit du type ordinaire, soit du type à double canal, ce dernier comportant une cavité étroite, ordinairement de A/2 pouce (12.7 millimètres), dans l’épaisseur de la pièce, avec une largeur totale représentant environ 80 p. c.' de la longueur de la lumière d’admission du cylindre; ce conduit a pour objet d’augmenter l’introduction de vapeur au cylindre en permettant à la vapeur de s’écouler par ce canal au moment où la lumière du cylindre commence à admettre la vapeur par l’arête principale du tiroir : à cet effet, il faut que la glace du tiroir soit établie à la largeur voulue pour cette disposition et que l’on veille avec un soin particulier, dans l’établissement du projet, à empêcher les dépassements aux fonds de course pour éviter les soulèvements. A notre avis, l’emploi de l’indicateur sur les locomotives en service régulier a démontré définitivement qu’une ouverture de lumière à l’admission, représentant 0.25 pouce (6.35 millimètres) aux fonds de course, est amplement suffisante pour fournir la vapeur aux degrés d’admission les plus économiques et aux grandes vitesses de piston; mais il est hors de doute qu’une ouverture de 0.3125 pouce (7.937 milii-mètres) serait plus avantageuse pour empêcher le laminage, et pour obtenir cette ouverture qui est ordinairement dési-
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- gnée en Amérique sous le nom d’avance au point mort, il faut avoir recours, quand on emploie le mécanisme à coulisse mobile Stephenson, à l’avance négative en marche arrière à fond de course; la valeur de cette avance négative dépendra d’ailleurs de la course des pistons de la machine sur laquelle on l’emploie, car elle a pour but de réduire l’admission anticipée au minimum, afin de donner l’avance nécessaire au point mort, dont il est question plus haut. Cette remarque s’applique à tous les mécanismes à coulisse mobile Stephenson, soit à commande directe, soit à commande indirecte, et avec tiroirs plans ou cylindriques. Dans les locomotives à grande vitesse de piston, il faut éliminer la contre-pression autant que possible, et c’est avec l’admission anticipée commençant en un point qui précède de 1 pouce (25 millimètres) au plus la fin de la course du piston, et avec l’échappement se produisant quand le tourillon de manivelle a décrit, au plus, 135 degrés de sa révolution, que l’on obtiendra les conditions les plus avantageuses; à cet effet, il faut employer un certain découvrement dont la valeur dépend uniquement de la course du tiroir et du piston moteur de la machine. Les mécanismes à avance constante et à coulisses fixes, du genre Wal-schaerts, étudiés pour des locomotives à grande vitesse, doivent nécessairement remplir les mêmes conditions, et si la construction générale permet de réaliser ces conditions, il ne sera pas nécessaire d insister plus longuement sur les inconvénients du type Walschaerts : il suffira de dire qu’il ne satisfait pas les besoins les plus essentiels du service à des vitesses de piston supérieures ou inférieures à limite particulière pour laquelle le
- mécanisme a été initialement étudié.
- A l’exception de quelques machines expérimentales, les locomotives américaines de toute classe ne sont qu’à cylindres extérieurs et n’ont donc pas d’essieux coudés. Les roues motrices des machines les plus modernes ont des centres en acier moulé et sont calées à la presse hydraulique sur les essieux, en acier, puis clave-tées; les bandages, en acier laminé dur, sont simplement posés à chaud ou munis de cercles de retenue ; dans les types 4-4-2 et 4-6-2, tous les bandages de roues motrices sont à boudins. Les tourillons de manivelle sont enfoncés à la presse hydraulique dans les centres de roues et rivés sur la face intérieure de leur moyeu, et les roues, après leur calage sur les essieux, sont tournées de manière que l’une des deux machines soit en avance de 90° sur l’autre : c’est ordinairement le moteur du côté droit qui conduit. Dans la pratique la plus moderne, on exige que la tension de la fibre, dans les essieux et tourillons de manivelle en acier, ne dépasse pas i8,00Q livres (8,i65 kilogrammes) au diamètre minimum de la limite d’usure. Pour éviter les avaries dues aux chauffages de fusées, on s’est mis à employer de la graisse consistante pour la lubréfaction de ces fusées, en dépit du fait notoire que les frottements des organes sont alors d’environ 25 à30p. c. plus grands qu’avec l’huile. Grâce à l’emploi de la graisse, les longues étapes sans arrêt, à grande vitesse, peuvent être faites en toute sécurité et facilité, sans que l’on ait à recourir au graissage auxiliaire, assuré par des sources centrales, qui aurait été nécessaire si l’on avait continué à faire usage de l’huile. Les boîtes des roues motrices sont ordinairement en acier moulé, avec coussinets en bronze de
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- Fig. 19. — New York Central & Hudson River Railroad. — Grande ligne. — Division ouest. — Profil'en long.
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- CLEl'ELAND.
- Fig. 19. (Suite.) — New York Central & Hudson River Railroad. — Division ouest. — Profil en long.
- Fig. 20. — Lake Shore & Michigan Southern Railroad. — Division est. — Profil en long.
- BUFFALO
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- première qualité, en forme de croissant, entrés de force; les glissières des plaques de garde sont souvent garnies de métal antifriction, afin de réduire les frottements des patins et des coins de réglage; les semelles de ces derniers s’usant le plus rapidement, la position des coins se modifie avec leur usure et on réalise ainsi l’espacement uniforme des roues et la réduction de la fatigue des bielles d’accouplement. Dans le type 4-4-2, la roue motrice directement entraînée par le piston est toujours à l’arrière; dans le type4-6-2, elle est au milieu et les bielles d’accouplement sont munies d’une rotule à l’arrière du tourillon de manivelle motrice pour leur donner la flexibilité nécessaire en cas de mouvements verticaux de la roue dus à des dénivellations de la voie. Les bielles d’accouplement sont ordinairement en acier forgé, avec têtes venues de forge et bagues en bronze ; on tient surtout compte, en les étudiant, des efforts de compression et des fouettements dus à la force centrifuge; la solution la plus satisfaisante consiste ordinairement à leur donner le profil d’une barre à œils. La bielle motrice est également en acier forgé, mais elle est munie à chaque extrémité d’une tête assemblée, susceptible de réglage; de même que les bielles d’accouplement, elle est étudiée en vue des efforts de compression, et des flexions qui peuvent se produire en service.
- Les excentriques que l’on emploie avec le mécanisme Stephenson sont ordinairement en fonte, avec une large surface de frottement pour le siège du collier; la largeur de cette surface est généralement d’environ 3 pouces (76 millimètres). Sur les grandes et lourdes machines, les colliers d’excentriques sont en fonte ordinaire
- ou en fonte malléable ou encore en acier moulé; dans ce dernier cas, ils sont toujours garnis de métal antifriction.
- Une forme de collier d’excentrique comprenant un anneau en fonte libre de tourner dans le collier et sur l’excentrique a été mise en service depuis cinq ans, et notre expérience de ce type nous permet de dire qu’il l’emporte sur tous les autres que nous connaissons. En Amérique, les colliers d’excentriques sont ordinairement munis d’un godet à l’huile, avec un tuyau d’amenée indépendant, par lequel le mécanicien assure le graissage pendant les arrêts dans les grandes gares, le godet constituant le réservoir principal et la source du graissage lent, mais continuel, dans les longs parcours, le graissage se faisant ordinairement pendant la course descendante de la poulie d’excentrique accomplissant sa révolution. Nous ferons remarquer à ce propos que l’huile est le lubrifiant employé pour les organes des locomotives américaines, à l’exception des fusées des essieux du bogie, des essieux moteurs et des essieux porteurs d’arrière, ainsi que des tourillons de manivelle, y compris le tourillon de crosse, et que tous les godets ou réservoirs à huile sont garnis de crin formant une enveloppe qui empêche les projections d’huile sous l’action du mouvement des pièces du mécanisme. On a reconnu qu’en somme ce système répond aux conditions d’une manière généralement satisfaisante, et aucune tentative n’a été faite jusqu’à présent pour le remplacer par des réservoirs d’huile placés en un point central.
- Nous n’avons jamais cru, pour notre part, à la nécessité de dispositions ou constructions spéciales pour satisfaire les besoins du service à grande vitesse, qui!
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- Fig. 21. — Courbes des vitesses des trains 28 et 29 du Pennsylvania Railroad, division ouest, subdivision C.
- Explication des termes anglais : Grades given in per cent = Déclivités en pour cent. — Schedule actuel = Horaire réel du train. — Run shown of train... = Graphique de la marche du train.
- Average speed = Vitesse moyenne. — i----1 = Limitation de la vitesse'.
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- s’agisse d’étapes relativement courtes ou de longs parcours, et pour se rendre compte que cette manière de voir est exacte, on n’a qu’à jeter un coup d’œil sur ce qui se passe pour les machines fixes : on les voit marcher, sans interruption, pendant six, huit et douze heures, à des vitesses de 300 à 350 tours par minute, notamment dans les usines génératrices, et on pourra constater qu’aucun changement particulier n’a été apporté à ces machines pour les approprier aux grandes vitesses, sauf certains perfectionnements du type de régulateur qu’il a fallu rendre plus sensible pour la bonne commande du moteur. Aussi avons-nous toujours employé les mêmes types sur les différentes classes de locomotives construites sous notre direction, afin de réduire le nombre de pièces de rechange à conserver en approvisionnement et de' réaliser l’avantage supplémentaire des réparations faciles et promptes en cas d’urgence, et nous croyons par conséquent qu’avec les pièces du mécanisme de distribution et tous les organes du mouvement construits sur les mêmes normes et assemblés avec soin, le secret du succès des locomotives employées aux longs parcours rapides réside dans la puissance de la chaudière et l’habileté avec laquelle l’équipe conduisant la machine sait faire produire à la chaudière son rendement maximum, moyennant une dépense minimum de combustible.
- Lorsque les résidus s’accumulent sur la grille, par suite d’une forte consommation de combustible par pied carré de grille et par heure, on ne peut pas s’en débarrasser complètement en secouant la grille ; dès lors, l’air frais n’arrivant plus en quantité suffisante, la combustion se ralentit, et la vaporisation diminue rapidement et tombe,
- en moyenne, bien au-dessous du rendement qu’on obtient avec des feux bien décrassés. L’eau d’alimentation et la température sous laquelle elle est fournie à la chaudière devient un facteur important pour le maintien d’une grande vitesse sur de longs parcours, et s’il existe un moven d’améliorer le service des locomotives dans les longues étapes à marche rapide, il consiste, d’après nous, à adopter un réchauffeur, d’où l’eau d’alimentation sort à une température de de 190° Fahr. (87.5° C.) ou au-dessus ; le réchauffage serait assuré par les gaz de la combustion et le réchauffeur serait employé en série avec l’injecteur afin d’augmenter encore la température de l’eau débitée par l’injecteur, de façon qu’à l’entrée dans la chaudière elle soit à peu près à la température de l’ébullition et n’ait pas une tendance à refroidir l’eau précédemment refoulée dans la chaudière. A notre avis, on retirerait de là une économie de combustible qui l’emporterait de beaucoup sur l’avantage que l’on prétend avoir réalisé avec certains types de surchauffeurs et cela sans le surcroît de frais et d’ennuis qu’entraîne le bon entretien de ces derniers.
- Les tenders de toutes les locomotives américaines, à part de rares exceptions, sont montés sur deux bogies indépendants à quatre roues, tournant autour de l’axe d’une traverse de pivot qui reposent à chaque extrémité sur des ressorts et est portée par les longerons du bogie. Les fusées de ces bogies sont du type à portées extérieures, elles sont munies du même type et genre de coussinets, coins et boîtes que les wagons à marchandises. Ces bogies ne se distinguent, d’ailleurs, par aucun détail particulier du matériel à marchandises de bonne construction, si ce n est
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- que les pièces sont plus grandes et plus lourdes pour pouvoir servir sous des tenders de locomotives.
- les châssis des tenders de la plupart des locomotives que l’on construit actuellement en Amérique, sont formés de profilés d’acier laminé, surtout d’U et de cornières; ils sont assemblés en un cadre rectangulaire et munis de deux flèches centrales de renfort portant les appareils de traction et par l’intermédiaire desquelles, avec le concours des traverses de pivot reliant toutes les pièces du châssis du tender, le reste du châssis repose sur un point situé au centre de chaque bogie Ce châssis est surmonté d’un plancher ; la caisse à eau repose directement sur ce plancher et est solidement reliée au châssis. Les caisses des tenders se font en deux types, l’un appelé Water Bottom dans lequel l’eau occupe toute la longueur du tender sous la soute à charbon, et l’autre appelé, Horse Shoe, dans lequel le charbon est entassé dans toute la hauteur de la caisse, entre les branches du fer à cheval que forme cette dernière. Le premier type est aujourd’hui très largement employé et se prête particulièrement bien à l’usage sur les tenders des locomotives 4-4-2 et 4-6-2 qui, en raison de la présence de roues porteuses à l’arrière, ont leurs grilles situées à une hauteur considérable au-dessus des rails et nécessitent un « faux tablier » pour servir de plate-forme sur laquelle se tiennent le mécanicien et le chauffeur. Tous les tenders des locomotives destinées à faire de longues étapes à grande vitesse sont munis d’appareils de prise d’eau en marche, à commande pneumatique, construits d’après les types américains reproduisant, avec certaines modifications, le principe anglais ; ces
- appareils permettent aux locomotives de prendre de l’eau à des vitesses d’environ 45 milles (72 kilomètres) à l’heure dans des bassins d’eau en forme de rigoles ayant ordinairement 4,000 à 2,000 pieds (305 à 710 mètres)de longueur et situées dans des sections en alignement droit et en palier. Le questionnaire reproduit dans le tableau ci-dessus ne donnait pas lieu à des réponses fournissant des renseignements complets sur les divisions que desservent les locomotives mentionnées ; mais nous avons pu nous procurer le profil de trois de ces divisions et nous donnons dans l’annexe le profil de la grande ligne du « New York Central & Hudson River Railroad », division ouest (fig. 19), de la division est du « Lake Shore & Michigan Southern Railway » (fig. 20), et de la division ouest (subdivision C) du «Pennsylvania», réseau nord-ouest. Sans que nous nous proposions, dans ce mémoire, de signaler des parcours spéciaux comme exemples du service que ces locomotives sont capables de faire, il sera intéressant, à propos de la question qui nous occupe, d’étüder le profil et les courbes des vitesses nécessaires pour rendre possibles les marches rapides sur ces divisions.
- Les courbes de vitesses des trains 28 et 29 du réseau nord-ouest du « Pennsylvania », reproduites dans la figure 21, sont empruntées à des relevés faits en service et montrent les vitesses qu’il faut faire en service journalier pour observer les horaires; nous ferons remarquer que ces trains ont regagné un peu plus d’une demi-heure perdue entre Crestline et Ft. Wayne dans les deux sens.
- Le 28 mars 1909, un train spécial de quatre voitures, chacun à six essieux, pesant à vide 221.35 tonnes (200.8 tonnes
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- métriques), fut remorqué de « New York City» à Chicago, c’est-à-dire dans la direction ouest, sur les divisions « New York Central & Hudson River » et «Lake Shore & Michigan Southern » des « New York Central Lines ». Sans qu’il y ait lieu, étant donné le faible poids du train, d’insister particulièrement sur ce parcours, il est remarquable en ce qu’il est un des plus récents du type 4-6-2 de locomotives munies du mécanisme Walschaerts qui appartiennent aux compagnies mentionnées, et nous le relatons ici comme un résultat assez facile à obtenir avec ces machines. En consultant le profil, donné dans la fig. 19, de la division ouest du « New York Central & Hudson River », et en considérant qu’il s’agit d’un parcours direction ouest, on verra que cette machine a été obligée de gravir une rampe de 39 milles (63 kilomètres) de longueur, représentant une différence d’altitude de 500 pieds (152.5 mètres), et que la vitesse moyenne sur toute la longueur de la division a été de 58.82milles(94.65 kilomètres) à l’heure. A Buffalo, ce train fut remis au « Lake Shore & Michigan Southern », et remorqué jusqu’à Cieveland (distance, 183 milles [294 kilomètres]) à la vitesse moyenne de 67 milles (108 kilomètres) à l’heure : un coup d’œil sur le profil de cette dernière ligne de chemin de fer montrera qu’elle est en pente sur les deux tiers environ de sa longueur, ce qui explique facilement la vitesse moyenne plus élevée.
- Dans le tableau qui résume les réponses reçues, nous renvoyons aux figures qui représentent la disposition d’ensemble et les détails des différentes locomotives.
- Les figures portant les nÜS 1, 2, 3, 11, qoj> et 13 représentent des machines en service sur les « New York Central Lines », celles nos 4 à 10 des locomotives du « Pensyl-vania », celle n° 14 une machine Atlantic du type adopté par le « Baltimore & Ohio Railroad », et les figures 15 et 16 les types 4-4-2 à haute pression et compound, en service sur le « Chicago, Burlington & Quincy Railroad », dont les tiroirs et boîtes à tiroir sont reproduits dans les figures 17 et 18. Nous ferons remarquer que les figures sont numérotées dans le même ordre que dans le tableau. Nous nous ferons d’ailleurs un plaisir de donner, dans la mesure de nos moyens, tous les renseignements complémentaires dont la discussion de cet exposé pourra montrer la nécessité. Nous regrettons sincèrement que les circonstances nous aient empêché de consacrer plus de temps à un mémoire de cette nature, mais nous sommes obligé de nous arrêter ici, car nous venons d’être avisé par M. le secrétaire général de la Commission permanente que le délai est expiré et que nous devons immédiatement remettre notre exposé. Nous sollicitons donc instamment l’indulgence du Congrès.
- Nous appelons particulièrement l’attention sur la réponse, mentionnée dans l’avant-dernier paragraphe précédant le tableau, de M. J. W. Kendrick, second vice-président de « l’Atchison, Topeka & Santa Fé Railway, » réponse donnée en annexe et accompagnée des figures 22 à3i, concernant les locomotives en service sur ce réseau. Nous sommes certain que 1 on étudiera attentivement cette réponse très complète.
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- ANNEXE.
- Réponses de l’Atchison, Topeka & Santa Fé Railway au questionnaire détaillé concernant la question VII.
- QUESTIONS. - RÉPONSES.
- Question I. Types et effectifs de locomotives à très grande vitesse. Possédez-vous des locomotives à vapeur remorquant en service régulier des trains dont la vitesse dépasse 80 kilomètres à l’heure ?
- A. a) Combien de types de locomotives à tender séparé? Un type.
- b) Combien de types de locomotives-tenders ? Aucun.
- B. aa) Quel est l’effectif des locomotives pour Nous possédons 121 locomotives du type compound
- chaque type? équilibré Atlantic. Elles ont toutes le même diamètre de cylindres, la même course de pistons et à peu près le même poids adhérent, mais diffèrent légèrement par certains détails, notamment par le diamètre des roues motrices. Les numéros et classes des machines sont indiqués ci-après : Classe 256, machines 256- 260, diamètre des roues motrices, 73 pouces. — 507, — 507- 541, - — - 79 — — 542, — 542- 559, — — - 73 — — 1400, - 1400-1451, — — 79 — — 1550, - 1550-1561, - - - 73 —
- ab) Quel est l’effectif des locomotives pour chaque type? Question II. Nature de la ligne et vitesses. 1* Quelles sont, pour les sections parcourues à des vitesses de plus de 80 kilomètres à l’heure en Aucune.
- service régulier : •A. Les longueurs en milles?
- a) les rampes moyennes, en millimètres, par mètre ? Voir tableau I, colonne I
- b) les rampes maximums, en millimètres, par mètre? Voir tableau I, colonne 2.
- e) la différence d’altitude totale, en pieds, dans la plus forte rampe ?
- la longueur, en milles, dans la plus forte rampe ?
- Voir tableau I, colonne 3. Voir tableau I, colonne 4.
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- QUESTIONS.
- REPONSES.
- Question II. (Suite.)
- e) les pentes moyennes, en millimètres, par
- mètre ?
- f) les pentes maximums, en millimètres, par
- mètre ?
- g) les rayons des courbes les plus raides, en
- pieds ?
- Voir tableau I, colonne 5. Voir tableau I, colonne 6. Voir tableau I, colonne 7.
- II. Quelles sont les vitesses régulières des trains sur les sections mentionnées en A (a à g) :
- a) Vitesse moyenne nécessaire pour observer y0ir tableau I, colonne 8.
- l’horaire sur des divisions de 50 milles de longueur ou davantage ?
- b) Vitesse maximum nécessaire pour observer Voir tableau I colonne 9.
- l’horaire sur des divisions de 50 milles de longueur ou davantage?
- Question III.
- Nature des trains remorqués.
- I. Quels sont :
- A. le nombre d’essieux,
- B. le poids en tonnes
- des trains circulant en service régulier sur les sections mentionnées dans la réponse à la question 2, aux vitesses élevées qui y sont indiquées ?
- II. Comment les différentes voitures entrant normale ment dans la composition de ces trains sont-elles conditionnées au point de vue :
- A. du nombre des essieux (voitures à deux,trois, quatre ou six essieux) ?
- B. de l’existence de passages d’intercirculation complètement ou partiellement fermés (soufflets) entre les différentes voitures ?
- C. du poids des différentes voitures?
- Voir tableau I, colonne 10. Voir tableau I, colonne 11.
- Voir tableau I, colonne 12. Voir tableau I, colonne 14.
- Voir tableau I, colonne 13.
- Question IV.
- Epoque de la mise en service, longueur des étapes et parcours annuel.
- I. Depuis quand les locomotives mentionnées dans la réponse à la question I sont-elles en service régulier pour la traction de trains dont la vitesse dépasse 80 kilomètres à l’heure ?
- Machines classe 256, juillet 1903.
- — — 507, mai 1904.
- — — 542, juin 1904.
- _ — 1400, août 1905.
- — — 1550, août 1905.
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- QUESTIONS. RÉPONSES.
- Question IV. (Suite.)
- tt Quelles sont les plus ^ longues étapes (en milles) que fournit une locomotive en assurant ce service : A. Sans arrêt ? Les plus longs parcours sans arrêt sont : Entre les arrêts prévus par le tableau de marche, de 112 milles ; Entre les arrêts pour reprendre de l’eau, de 78.1 milles.
- B. Sans changement de machines ? La plus grande étape sans changement de machines est de 238.8 milles.
- III. Quel est le parcours annuel (en milles) qu’une locomotive fait en moyenne, en y comprenant : A. les locomotives qu’il faut tenir simultanément prêtes, afin d’assurer la marche normale du service des trains rapides ? B. en outre, les locomotives affectées au même service qui sont, pendant le même temps, en réparation ? 55,200 milles. Voir tableau I, colonnes 15 et 16. Voir tableau I, colonne 17.
- Question V.
- dimensions principales des locomotives et tenders.
- I. Locomotive.
- A. Chaudière : a) Surface de chauffe intérieure du foyer, en pieds carrés ? Classe 256, 190 pieds carrés. — 507, 190 — — — 542, 190 — — — 1400, 190 — — — 1550, 190 — —
- b) Surface de chauffe intérieure des tubes à fumée, en pieds carrés ? Classe 256, 2,893 pieds carrés. — 507, 3,016 — — — 542, 3,016 — — — 1400, 3,016 - — 1550, 3,016 — —
- c) Surface de chauffe du surchauffeur (surface baignée par les gaz chauds), en pieds carrés ? d) Surface de chauffe totale (a-j-6-j-c), en pieds carrés ? Aucun. Classe 256, 3,083 pieds carrés. — 507, 3,206 — — — 542, 3,206 — — — 1400, 3,206 — — — 1550, 3,206 — —
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- QUESTIONS.
- RÉPONSES.
- Question \L (Suite.)
- e) Pression effective de la vapeur, en livres, par pouce carré ?
- f) Hauteur de l’axe de la chaudière au-dessus du bord supérieur du rail, en pouces?
- g) Longueur des tubes à fumée entre les plaques tubulaires, en pouces ?
- h) Diamètre extérieur des tubes à fumée, en pouces ?
- Diamètre intérieur des tubes à fumée, en pouces ?
- i) Diamètre extérieur des tubes du surchauffeur, en pouces ?
- Diamètre intérieur des tubes du surchauffeur, en pouces?
- k) Longueur intérieure de la grille, en pouces ?
- I) Largeur intérieure dè la grille, en pouces ?
- m) Surface de la grille, en pieds carrés ?
- Classe 256, 220 livres, par pouce carré
- — 507, 220 —
- --- 542, 220 — ——
- 1400, 220 L __
- — 1550, 220 —
- Classe 256, 108 pouces.
- — 507, 111 —
- 542, 108 —
- 1400, 111 —
- — 1550, 108 —
- Classe 256, 217 pouces.
- 507, 226 —
- — 542, 226 —
- — - 1400, 226 -
- — 1550, 226 —
- Classe 256, 2 ili pouces.
- — 507, 2 *'/* —.
- — 542, 2 </4 —
- — 1400, 2Vr —
- — 1550, 2 'U —
- Les tubes ont l’épaisseur de la jauge n° 11 B. & S. (0.0907 pouce); le diamètre intérieur est donc à peu
- près le suivant :
- Classe 256, 2 pouces.
- — 507, 2 —
- — 542, 2 —
- — 1400, 2 —
- — 1550, 2 —
- Nous n’employons pas de sur chauffeurs,
- Classe 256, 107 18/16 pouces.
- — 507, 107 «/« —
- — 542, 107 i8/16 —
- — 1400, 107 i*/, 6 —
- — 1550, 107 «/16 —
- Classe 256, 66 pouces.
- — 507, 66 —
- — 542, 66 —
- — 1400, 66 —
- — 1550, 66 —
- Classe 256, 49.5 pouces carrés
- — 507, 49.5 —
- 542, 49.5
- 1400, 49.5 —
- — 1550, 49.5 —
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- QUESTIONS. RÉPONSES,
- Question Y. (Suite.)
- B. Mécanisme :
- a) Nombre de cylindres à haute pression? Deux.
- b) Position des cylindres à haute pression Les cylindres à haute pression sont placés à l’intérieur
- (à l’intérieur^ ? des longerons.
- Position des cylindres à haute] pression (à l’extérieur)?
- c) Diamètre des cylindres à haute pression, en 15 pouces.
- pouces?
- d) Course des pistons des cylindres à haute 26 pouces.
- pression, en pouces ?
- e) Volume des pistons des cylindres à haute 4,594.46 pouces cubes, ou 2.6588 pieds cubes.
- pression, en pieds cubes ?
- f) Nombre de cylindres à basse pression? Deux.
- g) Position des cylindres à basse pression (à Les cylindres à basse pression sont placés à l’extérieur
- l’intérieur) ? des longerons.
- Position des cylindres à basse pression (à l’extérieur)?
- h) Diamètre des cylindres à basse pression, en 25 pouces.
- pouces ?
- i) Course des pistons des cylindres à basse 26 pouces.
- pression, en pouces?
- k) Volume des pistons des cylindres à basse 12,762.62 pouces cubes, ou 7.3857 pieds cubes.
- pression, en pieds cubes?
- T) Rapport des sections des cylindres à basse Section des cylindres à basse pression 490.87 pouces
- pression et haute pression ? carrés ; section des cylindres à haute pression 176.71 pouces carrés; rapport des sections à basse et à haute pression : 2.777 : 1.
- C. Coefficients divers :
- a) Rapport de 3a surface de chauffe totale à la Classe 256, 62.288 : 1.
- surface de grille ? — 507, 64.767 : 1.
- — 542, 64.767 : 1. — 1400, 64.767 : 1.
- b) Rapport de l’effort de traction théorique au — 1550, 64.767 : 1. Voir tableau II, colonnes 6 et 7.
- poids adhérent?
- c) Coefficient d’adhérence? Coefficient appliqué : 0 225.
- d) Rapport de la surface de chauffe, en pieds Le cylindre correspondant pour simple expansion aurait
- carrés, au volume des cylindres, en pieds environ 19 % X 26 pouces, son volume serait de
- cubes? 4.589 pieds cubes.
- Rapport du volume du cylindre à la surface de chauffe : Classe 256, 1 : 671.8 — 507, 1 : 698.4 — 542, 1 : 698.4 -- 1400, 1 : 698.4 — 1550, 1 : 698.4
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- QUESTIONS. RÉPONSES.
- Question V. (Suite.) D. Roues :
- a) Nombre de roues motrices ? Quatre.
- b) Diamètre extérieur des roues motrices, en Classe 256, 73 pouces.
- pouces ? — 507, 79 — 542, 73 — — 1400, 79 -- — 1550, 73 —
- c) Toutes les roues motrices sont-elles avec Oui.
- bandages à boudins ?
- d) Toutes les roues motrices sont-elles accou- Oui.
- plées ?
- é) Nombre de roues porteuses d’avant ? Quatre.
- f) Diamètre des roues porteuses d’avant ? Classe 256, 34 pouces. — 507, 34 </4 — — 542, 34 O* — — 1400, 34 i/i —
- — 1550, 34 V* —
- g) Nombre de roues porteuses d’arrière ? Deux.
- h) Diamètre des roues porteuses d’arrière ? Classe 256, 44 pouces. — 507, 50 — 542, 44 — — 1400, 50 —
- E. Essieux : — 1550, 44 —
- a) Nombre total des essieux porteurs ? Cinq.
- b) Nombre des essieux porteurs de bogies ? Deux.
- c) Nombre des essieux porteurs rigides ? Trois.
- d) Nombre des essieux moteurs ? Deux.
- F. Poids :
- a) Poids de la locomotive à vide, en tonnes ? Voir tableati II, colonne 10.
- b) Poids de la locomotive en charge, en tonnes ? Voir tableau II, colonne 11.
- c) Poids adhérent de la locomotive, en tonnes ? Voir tableau II, colonne 1.
- d) Effort de traction, en livres ? Voir tableau II, colonne 5.
- e) Rapport de l’effort de traction au poids Voir tableau II, colonnes 8 et 9.
- adhérent de la locomotive en charge ? II. Tender :
- A. Nombre d’essieux ? Quatre.
- E. Approvisionnements :
- a) Eau, en gallons ? 8,500 gallons.
- b) Combustible, en tonnes ? 12 tonnes.
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- QUESTIONS. RÉPONSES.
- Question Y. (Suite.)
- C. Poids : a) Poids du tender à vide, en tonnes. b) Poids du tender en charge (avec tous ses accessoires et les soutes pleines), en tonnes? Ifl, Prière de joindre un croquis de la locomotive et du tender, à l’échelle d’environ 1/50 de la grandeur, avec les principales cotes en millimètres et les diverses charges d’essieu en tonnes ? 33.01 tonnes. 82.16 tonnes. Nous joignons un dessin de la locomotive et du tender à l’échelle de 1 : 24, avec les principales dimensions et charges par essieu.
- Question VI. Bétails de construction des locomotives.
- I. Surchauffeur : A. Quel est le type employé? (Prière de joindre des croquis, avec explications.) II. Distribution de la vapeur : A Quel genre d’organes employez-vous sur les cylindres pour la distribution de la vapeur : a) ' Tiroirs plans : aa) Sans compensateur ? ab) Avec compensateur ? b) Tiroirs cylindriques : ba) Avec segments de garniture élastiques ? . bb) Avec segments de garniture no a élastiques ? C. Quels sont les moyens employés pour empêcher les pertes de chaleur dans la vapeur fournie aux cylindres ? ca) Chemise isolante des parois de la boîte à tiroir ? cb) Chemise isolante des parois des cylindres ? ce) Enveloppe de vapeur des parois de la boîte à tiroir? cd) Enveloppe de vapeur des parois des cylindres ? ce) Autres moyens employés ? d) Description des soupapes de rentrée d’air des cylindres?é e) Appareils employés en remplacement de la soupape de rentrée d’air sur les cylindres ? Nous n’employons pas la surchauffe. Nous employons des tiroirs cylindriques avec bagues ou segments élastiques. La matière isolante sur les surfaces extérieures des boîtes à vapeur et des cylindres est une pâte composée de 85 p. c. de carbonate de magnésium et 15 p. c. de fibre d’asbeste. Nous n’employons pas développes de vapeur. A Nous employons trois genres de soupapes de rentrée d’air : celle pour cylindres (fig. 30), celle pour boîtes à tiroir (fig. 31) et celle pour tuyaux d’amenée (fig. 23;.
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- QUESTIONS.
- REPONSES.
- Question VI. (Suite.)
- B. Quel est le type du mécanisme de distribution
- pour les cylindres à haute pression ?
- C. Quel est le type du mécanisme de distribution
- pour les cylindres à basse pression?
- Prière de joindre un croquis du mécanisme de distribution.
- D. Possédez-vous, d’après les résultats obtenus en
- service, des indications en ce qui concerne la durée et le bon fonctionnement du mécanisme de distribution ainsi que pour les frais d’entretien des organes de distribution ?
- III. Équilibrage des masses en mouvement :
- A. Equilibrez-vous, outre les masses tournantes
- excentriques de chaque roue motrice, une partie des masses animées d’un mouvement alternatif, et dans quelle proportion de leur poids total ?
- B. L’équilibrage partiel des masses oscillantes se
- fait-il par des masses tournantes :
- a) placées sur toutes les roues couplées ?
- b) incorporées dans les roues motrices seule-
- ment?
- c) ou de quelle autre façon ?
- La distribution est opérée de chaque côté pour les cylindres à haute pression et à basse pression par un seul tiroir et un mécanisme Stephenson.
- Le tracé n° 100 ci-annexé représente le mécanisme de distribution avec une vue en coupe du cylindre et du tiroir.
- Nous ne possédons pas de renseignements spéciaux concernant les frais d’entretien des mécanismes de distribution de ces machines. Nous pouvons dire cependant que leur service a été généralement satisfaisant et qüe les frais d’entretien ne sont pas excessifs relativement à ceux des mêmes genres de mécanismes sur des machines non affectées au service des trains rapides.
- Ces machines étant du type compound équilibré, aucune formule empirique n’a servi à déterminer le poids à donner aux contrepoids; on l’a déterminé d’après les méthodes théoriques habituellement appliquées aujourd’hui.
- IV. Passage dans les courbes :
- A. Quel est l’empattement rigide de la locomotive, en pieds?
- B. Quels sont les bogies, essieux porteurs ou , essieux moteurs de la locomotive qui peuvent
- prendre un jeu transversal et quelle est, en pouces, la valeur de ce jeu de part et d’autre de la position normale?
- C. Quel est, en pieds, le rayon de la courbe la
- plus raide dans laquelle la locomotive peut passer grâce au jeu de ses essieux?
- Classe 256, 15 pieds.
- 507, 15 — 9 pouces.
- — 542, 15 — 9 —
- — 1400, 15 — 9 —
- — 1550, 15 — 9 —
- Un jëu latéral de '</« pouce est ménagé entreles “°-yeUX et. Tps hnîtos des roues avant, motrices e a
- 358 pieds.
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- VII
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- QUESTIONS. RÉPONSES.
- Question VI. (Suite.) Y. Graissage : A. Employez-vous un graissage central pour les divers groupes de pièces en mouvement de la locomotive ? Nous n-employons pas de graissage central pour les différents groupes d’organes du mouvement. En général, chacun de ces organes est muni de son propre godet ou réservoir à huile ou à graisse. Le graissage des cylindres est assuré par le graisseur à débit visible placé dans l’abri.
- B. Comment, dans ces appareils de graissage, le débit de matière lubréfiante est-il réglé suivant le travail de la locomotive ? Nous n’employons pas d’appareil automatique pour régler le déhit de matière lubréfiante suivant le travail de la locomotive. Les différents appareils de graissage sont entièrement commandés par le mécanicien.
- VI. Freins : .A. Pour le service des trains très rapides, la présence de sabots de frein est-elle jugée nécessaire sur toutes les roues de la locomotive ou sur une partie seulement ? Nous jugeons utile d’appliquer les sabots de frein à toutes les roues de la locomotive, et nous le faisons toutes les fois que c’est possible. Toutefois, certaines des machines dont il est question dans ces réponses ont une construction de bogie qui ne permet pas d’employer des freins pour les roues de bogie.
- B. A combien s’élève la proportion de freinage, ou le rapport de la pression totale exercée par les sabots de frein : a) sur les roues de la locomotive ? b) sur les roues du tender ? au poids total en charge ? Le coefficient de freinage, en pour cent du poids total, est 75 pour les roues motrices, 65 pour les roues d’arrière, 60 pour les roues de bogie ; pour les roues du tender, la proportion de freinage n’est que de 75 pour cent du poids à vide du tender.
- VD. Divers :
- A. Existe-t-il sur les locomotives des dispositions spéciales, nécessitées par les vitesses élevées, du véhicule ou du mécanisme, et en quoi consistent-elles ? B. Existe-t-il sur les tenders des dispositions spéciales, nécessitées par les vitesses élevées, du véhicule ou du mécanisme, et en quoi consistent-elles ? Nous n’employons pas, sur les locomotives, de dispositions spéciales, nécessitées par les vitesses élevées, du véhicule ou du mécanisme.
- Question VII. Combustible. ^ Employez-vous, pour la chauffe normale des locomotives aux vitesses élevées en question, un combustible de qualité exceptionnelle ou le combustible ordinaire des autres locomotives ? Nous employons, pour les locomotives des trains rapides, la même qualité de combustible que pour les locomotives en service ordinaire.
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- VII
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- QUESTIONS. RÉPONSES.
- Question VII. (Suite.)
- II. Quelles sont la nature et la valeur calorifique (en unités thermiques anglaises par livre) du combustible normalement employé pour la traction de trains très rapides? Voir tableau III.
- Question VIII.
- Résultats d'essais.
- Si vous possédez des résultats d’essais concernant le travail des locomotives remorquant des trains à plus de 50 milles (80 kilomètres) à l’heure et les consommations correspondantes d’eau, de combustible et de graissage, veuillez les indiquer en détail. Une des machines mentionnées dans les réponses de ce questionnaire, la machine 535, a été essayée à l’installation d’essais de la Foire Universelle de Saint-Louis en 1904. On trouvera les résultats de ces essais aux pages 463 à 540 de l’ouvrage « Locomotive Tests and Ecchibits, Pennsylvania Railroad System Louisiana Purchase Exposition, 1904 ».
- En outre, la Compagnie de Santa Fe a fait des essais en service de quelques-unes des machines du type compound équilibré. Le tableau IV ci-ànnexé donne le résumé des résultats de quelques-uns de ces essais.
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- VII-155
- Fig. 22. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway. — Classe 507. — Élévation.
- Explication des termes anglais ; C. of smoke boxe = Axe de la boîte à fumée.
- Fig. 23. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway. — Classe 507. — Soupape de rentrée d’air.
- Nota. — Cette soupape est vissée dans le couvercle d’avant de la hoite à tiroir.
- Explication des termes anglais : 16 holes in each row ®/g” diam. equally spaced = 16 trous de 6/8 pouce (16 millimètres) de diamètre,(également espacés, dans chaque rangée. — Wrot iron = Fer forgé.
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- elR£ GRATC
- AIR ARZA THROUân GR*T£
- Fig. 24. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway.
- Explication des termes anglais : Ou right side = Sur le côté droit. — Rail boel = Niveau du rail. — Fire grate area = Surface de la grille.
- Air area through grate = Surface des vides de la grille.
- Section minimum du tuyau d’amenée de vapeur.
- 23.7 pouces carrés / (152.9 centimètres carrés).
- Section d’éehappe-
- ment 35 pouces' f-—|
- carrés (225.8 centi- •----*-------------•-------1 '
- mètres carrés).
- Fig. 25. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway.
- Section du tuyau de prise 23.76 pouces carrés (153.3 centimètres carrés.
- / 5 1/4" diamètre (133 millimètres) 21.65 pouces carrés (139,67 centimètres carrés) de section. Trois tuyères sont fournies : < 5%" — (140 — ) 23.76 — — (153,30 — 1
- ( 53/4" - (146 - ) 26.97 - - (173.93 — - ) ~
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- Fig. 26. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway.
- Fig. 27. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway.
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- Raccord
- pour
- le manomètre du vide.
- Entretoise creuse de "la pouce ( 22 millimètres) , trous de 1/4 pouce (6 millimètres) percés dans le loyer, extrémité arrière, taraudés pour tubulure de 1 lB pouce (3 millimètres) sur le côté gauche.
- Tuyau en ferjforgé de 11/4 pouce (31 millimètres), très fort, vissé et rivé sur le) côté gauche.
- Section du faisceau tubulaire '
- Surface de grille.....................
- — de chauffe extérieure des tubes
- — — du foyer ....
- — — totale.............
- Timbre................................
- 49.5 pieds carrés (4.56 mètres carrés) 2,304.0 - - (214.0 - - )
- 190.0 — - (17.65 — - )
- 3,205.0 — - (297.8 - - )
- 220 livres (15.47 kilog. par centim. carré)
- Explication des termes anglais : High water level high gauge Cock = Niveau d’eau supérieur, robinet de jauge du haut. — Low water level low gauge Cock = Niveau d’eau inférieur, robinet de jauge du bas. — Mean water line = Niveau d’eau moyen. — Pyrometer connection = Raccord du pyromètre. — Drill and tap = Percé et taraudé.
- &j£
- Fig. 28. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway.
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-
-
-
- Fig. 29. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railvvay. Explication des termes anglais : Center line of frame = Axe du longeron.
- VII
- 159
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-
-
-
- f
- VII
- 160
- Fig. 30. — Atchison, Topeka & Santa Fé Raiiway. — Classe 900. — Soupape de rentrée d’air du cylindre.
- Explication des termes anglais : 16 ribs equal spaces = 16 nervures également espacées.- — 16 equal spaces = 16 creux égaux.
- Patt = Modèle. — Finish ail over = Fini partout.
- Longueur de A. Pression de levée de la soupape.
- CLASSE. H. P. B. P. H. P. B. P. Observations.
- Avant. Arrière. Avant. . Arrière.
- 256 Pouces. ( Militai. ). Pouces. (Millim.). Pouces. (Millim.). 21/4 (57) Pouces. (Millim.). 31/4 (82.5) Livres. (Atmosph.). Livres. (Atmosph.). 140 (9.8)
- 507 . 21/4 (57) 31/4 (82.5) 21/4 (57) 31/4 (82.5) 225 (15.8) 140 (9.8)
- 542 2 iU (57) 31/4 (82.5) 2 Vt (57) 31/4 (82.5) 225 (15.8) 140 (9.8)
- 789 3ii4 (82.5) 215 (15.0) ... Cylindre en 'tandem.
- 900 1 »/8 (47.6) 2 3/4 (69.8) 2 (50.8) 11/2 (38.0) 225 (15.8) 115 (8.1)
- 1226 2s/4 (69.8) 31/4 (82.5) 21/4 (57) 31/4 (82.5) 225 (15.8) 115 (8.1)
- 1600 ' ... 1 Va (47-6) 2s/4 (69.8) 2 (50.8) 1 1/2 (38.0) 225 (15.8) 115 (8.1)
- 1800 2 3j4 (69.8) 31/4 (82.5) 21/4 (57) 3 1/4 (82.5) 225 (15.8) 115 (8.1)
- MCO 1550 21/4 (57) 31/4 (82.5) 21/4 (57) 31/4 (82.5) 225 (15.8) 140 (9.8)
- 1950 1 3/4 (44.4) 2 3/4 (69.8) 165 (11.6)
- 1290 1 3/4 (44.4) 23/4 (69.8) 165 (11.6) —
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-
-
-
- VII
- 161
- 31. — Atchison, Topeka & Santa Fé Railway. — Soupape de rentrée d’air de la boîte à vapeur.
- Explication des termes anglais : Taper tape 10 th’ds = Filetage conique, au pas de 2.5 millimètres.
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-
-
-
- Tableau I,
- Tableau I.
- Rampe,
- Composition des trains (sans la locomotive et le tender).
- Pente.
- Nombre
- Nombre
- Nombre
- Longueur
- Lignes sur lesquelles il circule
- locomotives nécessaires pour lé
- Nombre de voitures avec bogies à
- loco-
- de la
- Nombre
- Nombre
- loco-
- Poids moyen d’unei voiture, en tonnes.
- des trains tracés
- Poids
- Longueur
- maxi-
- motives
- Maxi-
- motives
- du train,
- Nombre
- voitures
- voitures
- à une vitesse de 50 milles à l’heure
- Moyenne.
- Normale.
- Moyenne.
- quatre roues.
- Normale.
- d’essieux.
- terrasses
- fermées.
- terrasses
- ou davantage.
- réserve.
- en pieds.
- tonnes.
- milles.
- Essieux du bogie.
- Essieux du bogie.
- Nombre de véhicules.
- Nombre de véhicules.
- milles.
- ration,
- fermées.
- l’heure.
- Chicago, III. et Shopton, la. . .
- Direction ouest
- 0.206
- Train n° 1
- n° 3 .
- ' 60-65
- Direction est .
- 0.206
- 0.600
- Train n* 2 .
- n” 10 .
- Shopton, Iowa et Marceline, Mo.
- Direction ouest
- 0.498
- Train n* 1 . .
- n° 3 . .
- n* 9 .
- Direction est
- 0.482
- 0.498
- Train n* 2 . .
- n” 10 . .
- Nota.
- 8 a'0}!? comprenons sous la rubrique Lignes sur lesquelles il circule des trains tracés à une vitesse de 50 milles à
- par les locomotives mentionnées dans les réponses au questionnaire; toutefois, les chiffres des
- üg|ergj^.r(lués sur les lignes en question
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-
-
-
- VII
- 164
- Tableau I. (Suite.)
- Lignes sur lesquelles il circule des trains tracés
- à une vitesse de 50 milles à l’heure ou davantage.
- Marceline, Mo., et Kansas City, Mo...............................
- Direction ouest .......
- Train n1 1.......................
- — n° 3 . ,...................
- — n° 5 . . . . . . . .
- — n” 7.......................
- — n- 9.......................
- Direction est......................
- Train n” 2.......................
- — n* 4.......................
- — n° 6.......................
- — n» 8.......................
- — n"10 . . ...............
- Kansas City, Mo., et Topéka, Kans.
- Direction ouest .......
- Train n° 1 . ..................
- — n” 3 . . . •................
- — n“ 5........................
- — n° 9........................
- Dirèction est......................
- Train n° 2.......................
- — n* 4.......................
- — n° 6.......................
- — n» 8 . ..................
- — n"10....................
- Longueur de la ligne, en
- milles.
- 105.2
- 66.5
- Moyenne.
- 0.180
- 0.216
- 0.143
- 0.119
- Normale.
- Maxi-
- mum.
- Longueur maximum, en milles.
- Pente.
- Moyenne.
- 0.846
- 0.800
- 500
- 03
- 1.50
- 0.567
- 0.660
- 0.360
- 0.671
- 0.113
- 0.095
- 16
- 80
- 0.119
- 0.143
- Normale.
- 0
- 46
- 0.660
- 0.567
- Rayon de la courbe la plus raide, en pieds.
- VII
- 165
- Tableau I. (Suite.)
- 336
- 598
- Vitesse. Composition des trains (sans la locomotive et le tender). Nombre de loco- motives nécessaires pour le service. Nombre de loco- motives en réserve. Nombre de loco- motives en répa- ration.
- Vitesse moyenne, en milles à l’heure. Vitesse maximum, en milles a l’heure. (o»Me lie ftjcules. Nombre d’essieux. Poids du train, en tonnes. Nombre de voitures avec bogies à Poids moyen d’une voiture, en tonnes. Nombre de voitures avec terrasses fermées. Nombre de voitures sans terrasses fermées.
- six roues. quatre roues.
- Nombre de véhicules. Essieux du bogie. Nombre de véhicule s. Essieux du bogie.
- . 10 11 12 13 14 15 16 17 18 '
- 8 9
- 10 58 620 9 6 1 4 60-65 7 3
- 32.0 50.0
- - 42 450 7 6 60-65 6 1
- 30.0 59.0
- 9 54 560 9 6 60-65 1 8
- 35.6 50.0
- - 42 450 7 6 60-65 5 2
- 33.7 50.0
- 32.8 50.0 7 42 450 7 6 60-65 6 1
- 15 1 1
- 36.3 53.4 10 42 450 7 6 60-65 6 1
- 34.6 53.4 58 620 9 i 6 1 4 60-65 3
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-
-
-
- VII
- 166
- Tableau I. (Suite.)
- Longueur de la ligne, en milles. Rampe.
- Lignes sur lesquelles il circule des trains tracés à une vitesse de 50 milles à l’heure ou davantage. Moyenne. Normale. Maxi- mum, Longueur maximum, en milles.
- 1 2 3 4
- Topeka, Kans. et Newton, Kans. . . 134.6
- Direction ouest Train n” 1 — n« 3 — n° 5 — n» 9 0.303 1.15 1.15 0.322
- Direction est .Train n“ 2 — n” 4 — n* 6 — n» 8 — n°10 0.325 1.00 1.00 0.455
- Pente.
- Moyenne.
- Emporia, Kans., et Newton, Kans. .
- Direction ouest Train n° 7 .
- Newton, Kans., et D exige City,
- Kans. . .
- Direction ouest Train n° 1 .
- — n“ 3 .
- — n° 5 .
- — n* 7 .
- — n° 9 .
- Direction est . Train n" 2 .
- — n” 4 .
- — n“ 6 .
- — n° 8 .
- n° 10 .
- 73.1
- 0.303
- 107.4
- 0.161
- 0.137
- 1.15
- 1.15
- 0.400
- 0.300
- 0.521
- 0.416
- 0.322
- 0.435
- 0.228
- 0.325
- 0.303
- Normale.
- Rayon de la courbe la plus raide, en pieds.
- Vitesse.
- Vitesse moyenne, en milles à
- l’heure.
- 1.00
- 1.15
- 0.325
- 0.137
- 0.161
- 1.00
- 0.416
- 0.521
- Vite*
- ntaji.
- mum, y
- milles
- à
- l’heur.,
- 9
- [embre
- tictües.
- 866
- 866
- 2,685
- "2,685
- ao.y
- 55.0
- 33.1
- 56.0
- VII
- 167
- Tableau I. (Suite.
- Composition des trains (sans la locomotive et le tender).
- Nombre
- d’essieux.
- Poids du train,
- 682
- 500
- 560
- 450
- 740
- Nombre de voitures avec bogies à
- six roues.
- Nombre de véhicules.
- Essieux du bogie.
- quatre roues.
- Nombre de véhicules.
- Essieux du bogie.
- 10
- 682
- 560
- Poids moyen d’une voiture, en tonnes.
- Nombre
- de
- voitures
- avec
- terrasses
- fermées.
- Nombre
- de
- voitures
- sans
- terrasses
- fermées.
- 60-65
- 60-65
- 60-65
- 60-65
- 60-65
- 60-65
- 60-65
- Nombre
- de
- locomotives nécessaires pour le service.
- Nombre
- de
- loco-
- motives
- en
- Nombre
- de
- loco-
- motives
- en
- répa-
- ration.
- 18
- Compris dans Marceline Kans. City Kansas City Topeka.
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-
-
-
- Tableau I. (Suite.)
- Tableau I. (Suite.)
- Composition des trains (sans la locomotive et le tender)
- Rampe,
- Nombre
- Nombre
- Nombre
- Rayon
- Longueur
- Lignes sur lesquelles il circule des trains tracés
- de la
- Nombre de voitures avec bogies à
- loco-
- motives
- néces-
- loco-
- Nombre
- Nombre
- Vitesse moyenne, en milles
- Poids
- Poids
- moyen
- d’une
- voiture, en tonnes.
- loco-
- courbe
- Longueur
- maxi-
- motives
- du train.
- Nombre
- motives
- la plus
- Maxi-
- voitures
- voitures
- six roues.
- quatre roues.
- à une vitesse de 50 milles à l’heure
- Normale,
- Moyenne.
- Moyenne.
- Normale.
- raide, en pieds.
- d’essieux.
- pour le
- mum, en
- terrasses
- terrasses
- tonnes.
- réserve,
- ou davantage.
- Nombre de véhicules.
- Essieux du
- Nombre de véhicules.
- Essieux du bogie.
- fermées
- fermées,
- ration
- bogie.
- milles.
- l’heure.
- Dodge City, Kans., et La Junta, Côlo. . .....................
- 202.2
- 0.400
- Direction ouest
- Train n* 1
- 0.400
- Direction est
- Train n” 2
- — n° 6
- Gallup, N. M. et Wi
- 0.333
- 0.240
- Direction ouest
- Train n” 1
- n* 3
- Direction est
- Train n" 2
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-
-
-
- VII
- 470
- Tableau II.
- Numéros des locomotives.
- Loco- motives 256-259 Loco- motives 507-541 1400-1407. Loco- motives 542-559 1550-1556. Loco- motives 1408-1451. Loco- motives 1557-1561.
- 1° Poids adhérent 110,420 99,200 99,200 113,700 113,700
- 2“ Poids adhérent avec application des dispositifs servant à augmenter le poids adhérent . 111,920 109,700 109,700
- 3* Effort d’adhérence 22,820 22,320 22,320 25,580 25.580
- 4” Effort d’adhérence avec application des dispositifs servant à augmenter le poids adhérent 25,180 24,680 24,680
- 5" Effort de traction 24,000 22,200 24,000 22,200 24,000
- 6° Rapport de l’effort de traction à l’effort d’adhérence l : 0.9508 1 : 1.005 1:0.9300 1: 1.1522 1 .-1.0658
- 7° Rapport de l’effort de traction à l’effort d’adhérence avec application des dispositifs servant à augmenter l’adhérence 1 : 1.0491 1 : 1.1110 1 : 1.0250
- '8° Rapport de l’effort de'traction au poids adhérent total 1 : 4.2253 1 : 4.4685 1: 4.1334 1 ; 5.1216 1 : 4.7375
- 9" Rapport de l’effort de traction au poids adhérent avec application des dispositifs servant à augmenter l’adhérence 1 : 4.6633 1 : 4.9414 1 : 4.5708
- 10” Poids total de la locomotive, à vide, en tonnes 83.38 87.25 87.25 87.25 87.25
- 11° Poids total de la locomotive, en charge, en tonnes 96.88 100.75 100.75 100.75 100.75
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-
-
-
- VII
- 171
- Tableau III.
- Analyses des charbons employés sur 1’ «Atchison, Topeka & Santa Fé Railway « en (1907).
- MINE ET PUITS. Analyse approximative. Analyse définitive. Houille bitumineuse.
- Eau. Matières volatiles. Carbone fixe. Cendres. Total. Hydrogène. Carbone. Soufre.
- Big Four Mining, Coal City, III 14.88 35.21 45.00 4.91 100.00 2 25 11,101
- Acme Mining Co., Streator, III 9.70 38.33 45.86 6.11 100.00 2.81 11,988
- Toluca Devlin Estate, n" 1 11.22 36.80 45.90 6.08 100.00 5.03 66.13 2.59 12,154
- Toluca Devlin Estate, n° 2 . 10.51 36.89 45.46 7.14 100.00 3 33 11,865
- Roanoke 12.33 36.13 44.58 6.96 100.00 4.69 63.52 3.39 11,801
- Central Coal & Coke Co., Richmond, Mo . 13.89 33.66 42.59 9.86 100 00 4.67 58.85 4.05 10,406
- Marceline, Mo., n° 1 12.08 38-77 41.80 7.35 100.00 4.89 62.93 4.44 11,433
- Marceline, Mo., n° 2 11.99 37.59 41.88 8.54 100.00 4.18 11,010
- Cherokee & Pittsburgh, n° 5 5.20 35.34 53.77 5.69 100.00 5.01 74.23 2.48 13,212
- Cherokee & Pittsburgh, n" 6 3.52 35.31 49.44 11.73 100.00 5.00 68.26 5.75 12,825
- Cherokee & Pittsburgh, n° 8 4.68 35.13 52.51 7.6S ICO.00 4.01 12,829
- Cherokee & Pittsburgh, n“ 9. . . . . . . 3.25 37.26 50;74 8.75 100. cto 4.76 12,690
- Wear Coal Co., n“ 17 3.54 36.81 53.47 6.18 îoo.ro 3.88 13,022
- Devlin Miller Co . 3.55 37.18 51.65 7.62 ioo.ro 4.35 13,487
- Central Coal & Coke Co., n” 17 2.20 36.18 55.75 5.87 100.00 2.34 13,361
- Central Coal & Coke Co., n” 31 1.73 33.10 49.92 15.25 iOO.OO 3.89 12,664
- Pittsburgh & Midway, n° 5 1.50 34.25 52 78 11 47 100.00 4.59 12,351
- St. L. R. M. & P. Co., Van Houten-Grube . . 1.61 36.84 52.58 8.97 100.CO 0.79 13,098
- St. L. R. M. & Co., Britliant-Grube .... 1.60 37.25 50.83 10.32 100.00 0.78 12,741
- C. F. & I. Co., Starkville 1.57 31.67 54.22 12.54 100.00 5.11 73.53 0.69 12,779
- C. F. & I. Co., Katcina à Morlay 1.35 32.66 54.73 11.26 100.00 0.83 12,986
- Victor Fuel Co , DelaguaC. & S. E. Railway . 2.07 36.51 52.87 8.55 100.00 0.57 12,532
- Victor Fuel Co., Hastings 1.70 35.04 53.20 10.06 100.00 5.16 75.41 0.67 13,113
- "Weaver près Gallup . . . .... 12.19 38.29 43.75 5.77 100.00 0 76 11,214
- Heaton près Gallup 9.71 41.85 42.92 5.52 100.00 4.76 65.10 0.90 11,722
- Otero près Gallup 8.41 40.05 40.78 10.76 100.00 0.91 11,119
- Clark 1 et 2 près Gallup 11.04 40.23 40.93 7.80 100.00 4.66 62.91 0.49 11,198
- Weaver Mixed, menus (pois! 60 p. c., poussier
- 40 p. c. 9.98 39.40 41.52 9.10 100.00 0.69 11,036
- Poussier "Weaver ... 10.35 36.98 38.52 14.15 100.00 1.64 10,261
- Menus (pois) Weaver Pea ....... 10.03 37.87 41.35 10.75 100.00 0.50 10,959
- *
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-
-
-
- £ £9 O CC O OS W m (O 'l' ^ w H N“ de l’essai.
- a g^SjTïaoœ <0-10100 — 0-4 Date.
- O , — © ^ N-.— _* >— >—< 1—• *& W CD H CO I-* O P Nombre de voitures du train.
- § , oa *. -a -1 oi os <3içgojo;o>OTO; a ^ S S h» o m ^ w o vj vi x » 05 3 gboœo>o»*.co -locooMCo-i Poids du train, en tonnes.
- r 29.25 35.90 35.97 34.45 37.33 35.50 31.50 34.58 35.42 37.14 32.40 39.18 35.82 30.56 a une Vitesse moyenne du parcours, en tniiles à l’heure.
- 36.51 37.50 37.82 37.56 41.00 39.78 34.23 38.92 40.04 38.80 36.98 42.78 41.46 37.62 Longueu Vitesse moyenne d’après l’horaire, en milles à l’heure.
- 5,76Q 5,772 6,353 5,784 4,433 7,182 6,518 4,823 4,503 6,163 6,755 4,338 3,520 4,889 r de 54 Effort sur la fcarre d’attelage pour l’ensemble du parcours.
- 6,388 6,068 7,455 5,914 5,499 8,130 7,538 4,883 4,717 6,281 7,229 4,565 4,764 5,582 .5 mille Effort sur la barre d’attelage pendant la marche à régulateur ouvert.
- 198.0 201.5 186.8 196.2 171.5 144.8 206.8 189.0 187.0 192.9 196.7 173.7 140.7 71.6 Durée en minutes de la marche à régutateur ouvert.
- 1 214 212 208 211 214 197 192 De 210.3 209.0 203.5 210.9 199.0 215.0 206.0 Pression moyenne à la chaudière, en livres.
- 11,240 11,000 13,800 10,400 9.600 9,547 13.600 Newt 9,750 9,400 10,400 10,000 9,075 9,800 5,902 Foids total de charbon consommé, en livres.
- 73.200 71.200 77,606 76.400 70,600 Inco 78,000 ;on, K 55.400 60.400 66,000 72.200 64.400 67,250 32.400 Poids total d’eau vaporisée, en livres.
- 6.512 6.473 5.624 7.346 7.354 MU. 6.735 ans., 5.99 6.42 6.42 7.12 7.56 6.86 5.49 Vaporisation par livre de charbon.
- 5.48 5.47 5.89 5.37 5.58 4.63 5.75 à To] 6.25 6.30 4.90 9.40 6.12 7.93 8.83 Consommation de houille, en livres par cheval-heure.
- 1 144.0 1 141.0 152.0 136 0 142.0 142.0 155.0 oeka, 115.1 131.9 100.9 102.3 133 4 119.8 135.0 Consommation de houille, en livres par 1,000 tonnes-milles.
- 83.45 81.72 102.5 77.26 71.32 87.66 101.0 Kan s 72.44' 69.84 77.26 74.29 67.42 72.81 108.30 Consommation de houille, en livres par train-mille.
- 8.34 7.43 7.88 7.02 7.92 7.39 7.77 S 6.04 6.98 5.52 5.31 6.74 6.62 6.77 Consommation de houille, eu livres par voiture-mille.
- 56.77 54.59 73.86 53.01 56 00 65.93 65.76 51.5 50.26 53.83 50.76 53.03 69.65 65.48 Consommation de houille, eu livres par minute d’ouverture de régulateur.
- 82.8 85.8 80.6 72.5 81.4 87.1 83.8 85.7 61.0 73.4 76.6 73.8 72.6 79.1 En p. c. du temps total. Injecteur ouvert.
- H hS hS (vJ, ^ CO CU H-‘ O Oü CO Oi CC h- CK CK 00 O 05 Nombre de fois.
- 0.80 2.00 2.19 3.74 6.20 0.30 2.14 2.4 8.4 1.1 7.9 0.5 15.2 6.8 En p. c. du temps total. Soupapes de sûreté ouvertes.
- O 00 Ci ÇO CK CO CK Ü» CO v» ÜT ^ Nombre de fois.
- 16.0 Inco 12.5 10.9 1.4 Inco Inco 2.7 2.1 6.1 - 11.6 1 3 Inco Inco En p. c. du temps total. Souffleurs ouverts.
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- ESSAIS EN SERVICE DE LA MACHINE N° 5o8. Tableau IV.
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- DISCUSSION EN SECTION
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- Séance du 13 juillet 1910 (matin).
- Présidence de Mr GERSTNER.
- Mr le Président. — Nous abordons l’examen de la question VII. La parole est à Mr Gourtin, rapporteur pour tous les pays, sauf l’Amérique.
- Mr Conrtin, rapporteur. (En allemand.) — A plusieurs reprises- déjà, la question que j’ai l’honneur de rapporter a figuré à l’ordre du jour du Congrès international des chemins de fer. En feuilletant son histoire, vous constaterez que, dès 1895, à la session de Londres, la question VI avait pour titre : « Locomotives des trains à grande vitesse ». La question revint en 1900, dans la session de Paris, avec une légère variante amplificative : « Locomotives des trains à très grande vitesse ». Enfin, en 1905, à Washington, la question des locomotives pour trains rapides est contenue, sinon directement, du moins implicitement, dans le libellé : « Machines a grande puissance », qui comprenait aussi les locomotives à marchandises. Vous voyez par cette énumération le vif intérêt avec lequel le Congrès des chemins de fer a suivi la question. Si, malgré l’ex-P°sé excellent et complet qui en a été fait Pour les sessions précédentes, elle a encore
- été remise à l’étude, la raison en a été que dix à quinze ans sont une période relativement longue dans le service des chemins de fer et qu’il est utile que cette question, après avoir figuré pour la dernière fois à l’ordre du jour en 1900, soit de nouveau abordée aujourd’hui. L’impulsion a été donnée par les célèbres essais de marche rapide des locomotives électriques qui ont circulé sur la ligne de Marienfelde-Zossen. 11 a semblé rationnel et important de voir quels sont les résultats obtenus avec la locomotive à vapeur dans le service des trains rapides, relativement à ceux donnés par sa sœur cadette, la locomotive électrique.
- Il était admis a priori qu’un nombre relativement faible d’administrations auraient à signaler en service normal des trains marchant à une vitesse de plus de 100 kilomètres. C’était la limite au delà de laquelle devait commencer l’enquête. On a cru devoir restreindre la question à ces vitesses de plus de 100 kilomètres, parce que les vitesses inférieures à ce chiffre n’ont rien d’exceptionnel dans les pays envisagés, mais sont plutôt des vitesses de tous les jours. Pour examiner, d’autre
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- part, la question d’une façon aussi complète que possible, elle n’a pas seulement été limitée aux locomotives, mais on l’a étendue aux trains et au service des trains.
- Les réponses reçues confirment le fait prévu qu’il existe, dans un nombre relativement faible de pays, des trains rapides circulant à des vitesses de plus de 100 kilomètres. Un grand nombre de chemins de fer ont répondu qu’ils n’emploient ces vitesses en aucune circonstance ; beaucoup d’entre eux nous ont informé de ce qu’ils ne possèdent pas de locomotives pour de telles vitesses.
- Un second groupe de chemins de fer mentionne l’existence, sur leur réseau, de locomotives capables de faire des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure, mais en ajoutant que ces vitesses ne sont pas appliquées dans le service des trains, ni en marche régulière et conforme à l’horaire, ni même quand il s’agit de regagner des retards. Les administrations qui ont répondu dans ce sens sont les chemins de fer d’Etat danois, bavarois, italiens, suédois et hongrois. Il sera inutile de vous faire remarquer, messieurs, qu’un nombre considérable d’autres chemins de fer sont dans le même cas que ceux dont il vient d’être question, mais qu’ils n’ont pas répondu, probablement, je suppose, parce qu’ils s’en sont tenus rigoureusement au libellé de la question. On demandait expressément s’il existe des locomotives pour la réalisation en service courant de vitesses supérieures à 100 kilomètres à l’heure. En ce qui concerne les chemins de fer de l’Europe et en particulier ceux d’entre eux que je connais, les chemins de fer d’État prussiens, autrichiens, wurtembergeois, par exemple, et divers autres chemins de fer, possèdent un grand nombre de locomotives parfaite-
- ment capables de faire des vitesses de piU(S de 100 kilomètres à l’heure.
- Un troisième groupe de cheniins de fer n’emploie des vitesses de plus de 100 kilomètres qu’à titre exceptionnel en service journalier, à savoir en cas de retards. Ce groupe comprend les chemins de fer de l’Etat badois, les chemins de fer de l’État belge, de l’État français, le «Great Central Railway » anglais et le Paris-Lyon-Méditerranée.
- Enfin un quatrième groupe de chemins de fer se compose de ceux qui emploient journellement en service normal, sur les sections qui s’y prêtent, des trains rapides dont la vitesse dépasse 100 kilomètres à l’heure. Ces chemins de fer se répartissent exclusivement entre la France et la Grande-Bretagne.
- Si maintenant il m’est permis, avant de m’occuper des locomotives, de vous parler succinctement des vitesses et de la nature des lignes, nous constaterons qu’en Belgique la vitesse peut atteindre 110 kilomètres à l’heure en cas de retard, sur des pentes de 5 à 6 millimètres et en palier, et dans les courbes dont le rayon est d’au moins 900 mètres. Les chemins de fer de l’État badois emploient des vitesses atteignant 110 kilomètres à l’heure sur des pentes de 4.5 millimètres au plus et dans des courbes dont le rayon n’est pas inférieur à 1,100 mètres; en Allemagne, ce rayon est légalement prescrit par la Bau-und Betriebsordnung comme limite inférieure pour une vitesse de 110 kilomètres à l’heure. Sur quelques chemins de fer français, des vitesses de 110 à 115 kilomètres sont réalisées en cas de retard, sui des pentes de 5 millimètres au plus et avec des rayons de courbes d’au moins 700 mètres; les chemins de fer dont il
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- s’agit ici sont le Midi, le Paris-Lyon-Méditerranée et l’État français. Dans le quatrième groupe, employant des vitesses de plus de 100 kilomètres en service régulier et prévu, la France est représentée avec des vitesses pouvant atteindre 120 kilomètres. C’est la vitesse maximum fixée en France par l’administration supérieure. Elle est atteinte sur des rampes d’au plus 3.3 millimètres, sur des pentes de 5 millimètres au plus et dans les courbes d’au moins 500 mètres de rayon. Les chemins de fer anglais prémentionnés emploient des vitesses de près de 129 kilomètres (80 milles anglais), sur des pentes allant jusqu’à 6.25 millimètres par mètre.
- En ce qui concerne le mode de construction des locomotives, je suis obligé, en raison du temps limité dont je dispose, de vous renvoyer à mon exposé où vous trouverez les données des principales dimensions des locomotives, dans les annexes 2, 3 et 4. Je pense néanmoins pouvoir mentionner brièvement certains points, en commençant par le nombre d’essieux. On emploie de préférence pour ces locomotives un bogie directeur à l’avant. Exceptionnellement on trouve, sur un petit nombre de locomotives, des essieux pcfrteurs directeurs. Le nombre des essieux moteurs varie de un à trois. Le « Great Western Railway » possède un grand nombre de locomotives à essieu moteur directeur. La Bavière est dans une situation exceptionnelle, avec ses machines à bogies d’avant et d’arrière. Ainsi (lue je l’ai appris récemment, ce type sera désormais adopté aussi par le Nord français. Avec la machine bavaroise, on a réa-hsé, à ma connaissance, des vitesses atteignant 150 kilomètres.
- Quant au nombre 'de cylindres, les
- machines à deux cylindres et celles à quatre sont en nombre à peu près égal. Le type à trois cylindres est très rare; il n’existe que sur deux chemins de fer anglais (« Midland » et « Great Central ») ; les autres locomotives anglaises sont à deux cylindres, généralement intérieurs. Les machines à quatre cylindres se trouvent dans les autres pays. Normalement, il y a deux cylindres à l’intérieur et deux à l’extérieur : ce sont les cylindres à basse pression, qui sont généralement situés à l’extérieur, et les cylindres à haute pression, à l’intérieur. On trouve une exception sur l’État italien : les deux cylindres à haute pression sont réunis sur le côté gauche et les deux cylindres à basse pression sur le côté droit.
- Pour la distribution de la vapeur, on emploie, outre le tiroir plan du type bien connu, le tiroir cylindrique sous des formes variées, qui ont cette particularité commune que la garniture se fait à l’aide de segments élastiques. Les figures 127 à 129 de mon exposé représentent des types particuliers de tiroirs : c’est d’abord le tiroir cylindrique d’une locomotive suédoise, construit sous forme de tiroir à canal (fig. 127), puis le tiroir de la machine Pacific badoise, avec double introduction et échappement, enfin le tiroir de la machine Atlantic danoise qui a.une tige commune pour les tiroirs des cylindres à haute et à basse pression.
- La question de l’équilibrage des masses, qui joue un rôle important avec des vitesses aussi élevées, est généralement résolue par l’équilibrage complet des masses tournantes excentriques à l’aide des contrepoids connus, venus de fonte avec les roues ou boulonnés sur elles. Par contre, la solution donnée à la question de l’équilibrage
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- des masses à mouvement alternatif diffère beaucoup; quand cet équilibrage existe, la proportion varie entre 5.6 et 29 p. c. Sur les locomotives à quatre cylindres, il n’est généralement pas employé; on se contente de l’opposition du mouvement des pistons des cylindres et l’on renonce à tout équilibrage* de quelque importance pour éviter les forces centrifuges libres dues aux contrepoids. Des constructions avec équilibrage des masses alternatives par un contrepoids à mouvement de va-et-vient, du genre de celles que l’on a vues par exemple à l’Exposition universelle de Paris en 1900, n’ont pas été signalées.
- Les locomotives à deux cylindres sont généralement à simple expansion. L’Etat belge et le « Great Western » anglais ont des locomotives à simple expansion à quatre cylindres; elles sont, comme il était à prévoir, à surchauffeur.
- En ce qui concerne le timbre des chaudières, les pressions relativement faibles de 10 à 12 atmosphères sont très rares. On trouve beaucoup plus souvent 13 â 14 atmosphères, notamment en Angleterre où la pression de 12.7 atmosphères ou 180 livres par pouce carré, est la règle. Les chemins de fer allemands, belges, danois, français, hongrois et italiens ont mentionné 15 et 16 atmosphères. Les locomotives plus ou moins anciennes emploient surtout, bien entendu, la vapeur saturée. Les locomotives à surchauffe ne figurent qu’en nombre relativement faible parmi celles mentionnées dans les réponses : les machines allemandes à surchauffe sont généralement compound ; les machines belges, suédoises et anglaises, à simple expansion.
- Les dimensions des chaudières varient entre des limites exceptionnellement éten-
- dues : il ne saurait d’ailleurs en être autrement avec les conditions très différentes de service des locomotives. La surface de chauffe varie entre 150 et 250 mètres carrés; de même la surface de la grille et le x surface de chauffe ,. rapp0rt "surface de grille dlfferent b<*u-coup. Ce fait s’explique par l’influence de la nature du combustible. Quand on est dans la situation agréable de disposer comme en Angleterre par exemple, d’un combustible d’excellente qualité, on peut se contenter d’une petite surface de grille. Un fait intéressant à noter est que l’on n’emploiepresque nulle part des longueurs de grilles de plus de 2.5 mètres. Il semble que ce soit la limite au delà de laquelle le travail de chauffe est reconnu trop pénible.
- De même que les surfaces de chauffe des chaudières, les poids des locomotives et les charges des roues diffèrent beaucoup. Les poids des locomotives varient de 43 à 90 tonnes, c’est-à-dire d’environ 100 p. c. Les poids adhérents présentent moins d’écart. Us sont de 29 à 40 tonnes pour les locomotives à deux essieux moteurs, de 42 à 45 tonnes pour les locomotives à trois essieux moteurs. On emploie exceptionnellement des poids adhérents de moins de 15 tonnes et de plus de 18 tonnes par essieu. Sur les machines anglaises, on trouve aussi des poids adhérents, par essieu, supérieurs à 48 tonnes.
- Les dispositifs ayant pour but de diminuer la résistance de l’air se trouvent sur un certain nombre de locomotives, notamment celles de certains chemins de fer danois, français, italiens, suédois et hongrois. Us consistent généralement à donner la forme d’un coin à la paroi d’avant de la boîte à fumée et à la paroi transvei-sale de l’abri.,
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- Presque tous les tenders sont à trois essieux. Le type à quatre essieux est employé pour quelques locomotives danoises et allemandes. A part l’unique exception du tender danois, qui a des essieux rigides et des essieux avec jeu, les tenders à quatre essieux sont portés par des bogies. La capacité en eau des tenders varie entre 15 et 20 mètres cubes; ce dernier chiffre se rencontre le plus souvent, sans doute parce que, pour les locomotives modernes, on compte sur de rares et courts arrêts. Les approvisionnements de combustible sont de 5 à 6 tonnes, le poids en charge est de 35 à 40 tonnes, il atteint exceptionnellement 58 tonnes.
- Une question intéressante est celle du coefficient de freinage des locomotives et tenders. Sur un grand nombre de locomotives modernes, le frein n’agit pas seulement sur les roues motrices, mais encore sur les roues du bogie et celles des essieux porteurs. La proportion de freinage est de 47 à 82 p. c. Une exception est faite pour la locomotive bavaroise 2 B 2 (4-4-4), munie du frein à action rapide Westinghouse. Avec ce frein, la pression initiale dépasse la charge par roue, mais descend pendant le ralentissement de la marche au-dessous de 100 p. c., de sorte que les patinages des roues sont évités. Sur beaucoup de chemins de fer, la règle adoptée pour les tenders est qu’il faut freiner 100 p. c. de leur poids à vide.
- En ce qui concerne les parcours de ces locomotives, j’ai surtout considéré la longueur des parcours sans arrêt, la longueur des parcours sans changement de machines et enfin les parcours annuels de ces locomotives. Environ la moitié des chemins de fer font parcourir sans arrêt des sections de 100 à 200 kilomètres-; sur
- un quart des lignes, on trouve des étapes de 200 à 300 kilomètres ; enfin deux réseaux ont l’un des étapes sans arrêt de moins de 100 kilomètres, l’autre de plus de 300 kilomètres. En tête figure le « Great Western » anglais qui franchit sans arrêt un trajet de 365 kilomètres. Les parcours sans changement de locomotives se font souvent sur les mêmes lignes que les étapes sans arrêt : le. plus long se trouve encore sur le « Great Western » anglais avec 497 kilomètres. Quant au parcours annuel moyen d’une locomotive, il ne m’a malheureusement pas été possible de présenter des chiffres comparables, parce que les réponses partaient de suppositions trop différentes. Le parcours annuel moyen d’une locomotive d’une classe déterminée varie très notablement suivant qu’on ne considère que les locomotives qui ont réellement été en service ou qu’on y ajoute les locomotives en réserve ou en réparation affectées au même service. J’ai dû me contenter de compiler quelques chiffres. Des parcours annuels de plus de 100,000 kilomètres, y compris les locomotives rentrées aux ateliers pour réparations et non compris celles servant de réserve, se rencontrent sur l’État badois (114,000 kilomètres), le chemin de fer de Paris à Orléans (101,000 kilomètres) et le « Caledonian Railway » (126,000 kilomètres). Il sera peut-être intéressant de citer les parcours maximums de certaines locomotives : une locomotive 2 B 1 du Nord français a effectué un parcours annuel de 112,000 kilomètres et une Atlantic de l’État badois a atteint, en un an, 174,000 kilomètres.
- La composition des trains varie beaucoup en ce qui concerne le nombre des essieux et le poids des véhicules. Le poids varie entre 122 et 407 tonnes, correspon-
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- danl à un nombre de vingt à soixante essieux. Les chiffres dépassant 200 tonnes sont très fréquents. Presque toutes les voitures ont des bogies à quatre ou six roues ; les voitures à deux et trois essieux forment l’exception. Les trains ne sont d’ailleurs pas toujours composés uniquement soit de voitures à bogies, soit de voitures à deux ou trois essieux, mais il se trouve des trains où les véhicules à deux, trois, quatre et six essieux sont mélangés arbitrairement sans qu’il paraisse en résulter aucune espèce de difficulté. Il se peut que cela tienne à ce que ces voitures à deux et à trois essieux ont de très grands empattements et sont très lourdes, de sorte que les trop grandes différences de poids des voitures du même train sont évitées.
- Pour terminer mon exposé, je crois pouvoir dire que la petite étude, dont j’ai eu l’honneur de vous indiquer les résultats, a abouti à la conclusion agréable que notre locomotive à vapeur, qui a fait ses preuves depuis si longtemps, recèle encore en elle des ressources latentes considérables dont il est possible de tirer parti chaque fois que le profil et les conditions d’exploitation des lignes existantes le permettent, sans que nous ayons à munir de dispositifs spéciaux nos locomotives express actuelles, telles qu’elles sont généralement construites et employées Je me permettrai de soumettre à vos délibérations les conclusions suivantes :
- Des locomotives spéciales sont utilisées en grand nombre dans les pays visés par l’exposé pour des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure.
- On ne fait, toutefois, qu’un usage restreint de ees vitesses dans le service quotidien des trains, soit pour les vitesses de marche, soit pour rattraper les retards.
- Presque toutes les locomotives de ce genre ont des bogies, parfois aussi des essieux porteurs, et sont, à part quelques rares exceptions, presque toutes munies de tenders séparés.
- Le nombre d’essieux moteurs varie généralement entre deux et trois ; cependant, on emploie encore, tout à fait exceptionnellement, des locomotives avec un seul essieu moteur.
- Les locomotives de construction récente ont souvent un essieu porteur à l’arrière, à cause de leur grande et lourde chaudière.
- Les types de locomotives employés sont : 2 B 1 ou 4-4-2, type Atlantic, 2 C 4 ou 4-6-2, type Pacific, et quelquefois ICI ou 2-6-2, type Prairie.
- Les bogies et essieux porteurs arrière, parfois aussi les essieux moteurs, ont un jeu latéral modéré pour faciliter le passage dans les courbes. La majorité des locomotives sont à deux ou quatre cylindres, plus rarement à trois cylindres.
- La distribution à vapeur se fait au moyen de tiroirs plans, équilibrés ou non, et, surtout dans les locomotives de construction récente, au moyen de tiroirs cylindriques.
- Sur les deux genres de tiroirs, on trouve parfois des dispositifs permettant d’augmenter les orifices d’admission et d’échappement de la vapeur.
- Les masses tournantes du mécanisme sont toujours complètement équilibrées au moyen de contrepoids. Les masses à mouvement alternatif, par contre, ne sont pas ou peu équilibrées aux locomotives à quatre cylindres avec mécanismes en opposition.
- Des appareils de graissage central automatiques pour les cylindres et les tiroirs sont en usage, surtout pour les locomotives de construction récente. Parfois on voit des constructions servant à diminuer la résistance de l’air.
- Il y a une tendance à adopter dans les locomotives de construction récente des coeffi* cienls de freinage élevés, par l’application du frein, non seulement aux essieux moteurs, mais aussi à une partie ou à la totalité des
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- essieux porteurs. Les tenders sont en partie à trois, en partie à quatre essieux.
- Dans ce dernier cas, on emploie des bogies, exceptionnellement aussi des essieux porteurs 1 déplacement latéral.
- Les trains circulant à des vitesses de plus de 100 kilomètres ne se composent, exclusivement, que de véhicules munis de bogies à deux ou trois essieux. Toutefois, on voit aussi -des trains composés de voitures à bogies et de voitures à deux ou trois essieux à grand empattement et d’un poids très élevé.
- Mr le Président. (En allemand.) — Mr Garstang, rapporteur pour l’Amérique, étant absent, je prie Mrle Dr Dudley de bien vouloir faire un résumé de son exposé.
- Dr P. H. Dudley, New York Central & Hudson River Railroad. (En anglais.) — Pour commencer son résumé, Mr Garstang suppose que tous les délégués ont lu l'exposé et savent très bien que le questionnaire a été établi d’après le modèle proposé par son collègue, Mr Alexandre Courtin, afin que les réponses concernant l’Amérique soient comparables avec celles relatives aux administrations européennes visées dans l’exposé de Mr Courtin.
- Il suppose, en outre, que tous les délégués se rendent compte de la difficulté et des chances d’erreurs avec lesquelles il se serait trouvé aux prises s’il avait voulu convertir en unités métriques les mesures anglaises employées en Amérique et que, par conséquent, ils voudront bien énoncer d’après le système anglais les dimensions dont il s'agira dans les questions qu’ils proposeront en discutant le mémoire.
- Par le texte et les gravures, cet exposé est nettement américain et il se peut dès lors qu’il diffère notablement de celui du rapporteur européen, mais l’auteur estime
- que tous les faits sont énoncés sous une forme parfaitement claire et compréhensible.
- Ainsi qu’il est dit au commencement de l’exposé, à s’en tenir rigoureusement au libellé initial de la question, le rapporteur aurait reçu, pour l’Amérique, un nombre de réponses tellement restreint que son travail aurait présenté un intérêt insignifiant, et il estime que tous les chemins de fer américains qui ont l’honneur de faire partie de cette Association doivent rendre hommage à la courtoisie de Mr Weissen-bruch, qui a personnellement obligé le rapporteur en réduisant la limite inférieure des vitesses à 50 au lieu de 60 milles (80 au lieu de 96 kilomètres) à l’heure, afin que l’Amérique puisse être représentée d’une façon digne d’elle.
- Nous espérons que le Congrès approuvera notre demande de réduction de la limite de vitesse et ratifiera l’initiative prise par Mr le Secrétaire général : c’est une attitude dont le rapporteur se féliciterait hautement.
- Plus loin, Mr Garstang appelle l’attention sur la forme succincte de son exposé et sur les raisons de ce fait : c’est ce qui explique l’absence des renseignements purement techniques que pourraient y chercher les ingénieurs européens; il ajoute que l’augmentation rapide de la vitesse des trains en Amérique justifiera le maintien de cette question à l’ordre du jour; dans ce cas, il faudrait laisser à l’heureux rapporteur le temps largement nécessaire et Mr Garstang est prêt à lui donner son concours pour l’étude détaillée de tous les renseignements techniques de ce mémoire dont il voudra faire usage.
- Je désirerais ajouter à ces explications générales de Mr Garstang que les trains à
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- long parcours, dont l’horaire comporte des trajets de 960 à 1,158 milles (1,545 à 1,864 kilomètres), atteignent chaque jour, sur certaines sections, des vitesses de 70 à 75 milles (112 à 120 kilomètres) à l’heure ; ’ la limite de 80 milles (129 kilomètres) est souvent dépassée avec des trains de 500 à 700 tonnes (450 à 625 tonnes métriques).
- Les locomotives 4-6-2, tout en étant plus lourdes que celles du type 4-4-2, fatiguent moins la voie, grâce à leur plus
- grand empattement rigide et parce qu’elles développent leur puissance de 1,200 à 1,500 chevaux par l’intermédiaire de six roues au lieu de quatre.
- Des essais relatifs à la fatigue subie par les rails ont fait reconnaître que le type 4-6-2 a un roulement plus doux en service.
- Mr le Président. — Messieurs, comme la discussion de la question V1-I pourrait être longue, je vous propose de remettre le débat à cet après-midi.
- Séanee du 13 juillet 1910 (après-midi.
- Mr Zehnder, Ch. def. de l’État bavarois. (En allemand.) — Parmi les locomotives les plus puissantes'citées dans l’exposé de M1' Courtin, figurent celles de l’État bavarois. Permettez-moi de vous donner quelques renseignements sur leur travail.
- La vitesse maximum des 2 B 2 bavaroises est fixée à 150 kilomètres et celles des 2Cf à 120. La locomotive 2 C î peut remorquer un train de 400 tonnes en palier à la vitesse de 110 à 120 kilomètres, en rampe de 5 millimètres à la vitesse de 90 kilomètres, et en rampe de 10 millimètres à la vitesse de 60 à 65 kilomètres à l’heure. Avec un poids remorqué de 500 tonnes, on atteint encore, en palier, une vitesse de 90 kilomètres à l’heure. En règle générale, la vitesse des trains n’est que de 80 à .90 kilomètres. La consommation du combustible s’élève alors à 12 kilogrammes et la consommation d’eau à 80 kilogrammes par kilomètre. Le parcours mensuel de ces locomotives: est de 11,000 à 12,000 kilomètres. Comme leurs tenders
- emportent 26 mètres cubes d’eau, l’étape peut être de 250 à 300 kilomètres, avant le renouvellement de l’eau, suivant le profil de la ligne.
- Mr Noltein, Ch. de f. Moscou-Kazan. (En allemand.) — Je voudrais dire quelques mots dans le but d’obtenir, autant que possible, que dans les conclusions il soit question de la manière de classer les locomotives destinées à faire de très grandes vitesses, au point de vue de leur action sur la voie/Avant tout, je tiens à souligner que la machine moderne pour trains rapides doit absolument être munie d’un bogie à l’avanl, et je vous demanderai de mentionner ce détail dans nos résolutions.
- Je suis un des rares membres de cette section qui ont également assisté aux séances de la première et je suis obligé de déclarer que nos collègues " de la voie estiment que nous sommes loin de tenir compte comme il le faudrait de leurs
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- vœux concernant le ménagement de la voie. Je me permettrai donc de parler d’abord de quelques différences capitales.. Ce sera, en premier lieu, celle qui existe entre les machines avec essieu porteur à l’avant et les machines à bogie directeur.
- Voici deux croquis : celui du haut représente une machine avec essieu porteur à l’avant et celui du bas une machine à bogie directeur. Ces croquis sont destinés à montrer Faction de la machine sur la voie, aussi bien en alignement droit que dans les courbes. Vous voyez, par le croquis du haut, que sous chaque essieu il se produit un certain abaissement, de sorte qu’une machine à plusieurs essieux donne lieu à la déformation de la voie qui est indiquée sur le croquis. Je ferai remarquer en particulier que c’est surtout grâce aux recherches de Mr Dudley, exposées dans la session de Washington, que nous savons à quoi nous en tenir sur la théorie que les locomotives à essieux très rapprochés sont moins avantageuses peur la voie que celles à essieux plus écartés; les considérations développées par Mr Dudley ont absolument réfuté cette théorie et aujourd’hui tous les ingénieurs sont d’accord pour dire qu’il est au contraire avantageux de rapprocher les essieux le plus possible. Entre deux essieux consécutifs, il se forme line sorte d’onde, et plus les essieux sont écartés, plus la hauteur de la flèche de cette onde augmente, et avec elle la fatigue de la traverse. On ne saurait songer à prétendre qu’une machine à simple essieu porteur à l’avant équivaut à une machine à bogie, car la distance de l’essieu porteur au premier essieu couplé, si celui-ci a reçu une charge suffisante et si l’essieu porteur doit convenablement guider la locomotive dans les courbes, est nécessai-
- rement plus grande que l’écartement entre le second essieu du bogie et le premier essieu couplé., Il en résulte qu’il se forme toujours une plus longue onde entre l’essieu porteur d'avant et le premier essieu couplé qu’entre le second essieu du bogie et le même essieu couplé.
- D’autre part, il est avantageux aussi que les essieux soient inégalement chargés, et que celui qui attaque la voie ait une charge moindre. De ce fait, l’inclinaison des tangentes du rail courbe diminue et la fatigue du métal est moins grande, il est beaucoup plus avantageux d’employer un bogie à deux essieux, chargés chacun de 11 tonnes, qu’un seul essieu chargé de 1 fl tonnes qui attaque la voie directement. On peut caractériser comme suit Faction de ces deux types sur la voie : si le niveau ed désigne la position du rail non chargé, et F, affecté des indices 1 et 2, la hauteur de Fonde entre le premier essieu couplé et l’essieu porteur qui le précède (fig. 1 et 2), F2 sera généralement, à abaissement H égal de l’essieu couplé, beaucoup plus grand que Fi.
- C’est là un fait avantageux pour la voie; car plus les hauteurs d’onde sont faibles, mieux cela vaut. Si F2 atteignait la valeur H, ce serait la preuve que l’essieu suivant attaque la voie directement, tout comme l’essieu d’avant. Moins la hauteur de Fonde est considérable, plus Faction sur la voie est faible, car les angles d’inclinaison des tangentes sur la ligne'de flexion élastique du rail sont alors plus petits aussi. On voit donc qu’il est toujours possible de construire une machine à bogie de manière que la fatigue de la voie soit moindre que sous les machines plus ou moins équivalentes à essieu porteur. Du fait que chacun des essieux du bogie est
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- moins chargé que l’essieu porteur unique, allure moins raide qu’avec l’essieu porteur la courbe de flexion du rail devant l’essieu unique, comme l’indiquent les figures 1 d’avant et sous le bogie prend aussi une et 2.
- Fig. 1.
- Fig. 2.
- ' Mais là ne se borne pas toute la différence : elle s’accentue beaucoup plus si l’on compare l’ensemble des efforts, verticaux et horizontaux, que les essieux porteurs exercent sur la voie.
- Les deux genres d’efforts dépendent de deux espèces de causes : tantôt ils doivent leur naissance aux propriétés généralement inhérentes aux types usuels de voie et à l’action réciproque normale entre le
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- véhicule et la voie ; tantôt ils sont provoqués par des dénivellations, des irrégularités de pose de la voie.
- Relativement à tous les efforts dus aux causes du second genre, le bogie remplit l’office d’un grand balancier réunissant les deux essieux, ce qui a pour effet que les déviations du pivot par rapport à sa trajectoire normale se font avec des vitesses et des accélérations moitié moins grandes que quand les mêmes déviations se produisent sur un essieu porteur individuel. Par conséquent, avec le bogie,
- Fig. 3.
- tous les efforts du deuxième genre, exerçant une action destructrice sur la voie et le véhicule, sont moitié moins grands qu’avec l’essieu porteur individuel.
- Ces remarques ne s’appliquent qu’aux essieux porteurs et aux essieux de bogie; cependant il ne faut pas oublier qu’il s’agit surtout ici de ces essieux, car les essieux couplés n’agissent sur les rails que quand ceux-ci sont déjà abaissés et maintenus par les essieux porteurs et que par suite leur stabilité est notablement augmentée.
- Nos voies sont calculées en premier lieu
- Fig. 4.
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- Fig. '5.
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- pour les efforts verticaux et offrent beaucoup moins de résistance dans le sens horizontal. Ce qu’on peut obtenir à ce point de vue par une construction rationnelle de la locomotive, je l’expliquerai à l’aide des figures 3 à 6 qui représentent un parallélipipède. Je rappellerai •que quand il s’agit d’une construction rigide,.d’un corps solide, la façon dont ce corps se comporte dépend de ses propriétés mécaniques. Le caractère mécanique d’un corps rigide dépend de sa masse et de trois moments d’inertie ' qui sont les
- moments d’inertie rapportés aux trois axes dits principaux. Nous .pouvons donc nous figurer un corps quelconque remplacé par un corps simple de ce genre, pourvu qu’il possède les mêmes moments d’inertie. C’est ainsi que nous avons représenté par ce parallélipipède allongé le corps d’une locomotive. La ligne courbe tracée sous ce parallélipipède est censée représenter la voie dans une courbe. Or, .pendant le passage d’une locomotive en courbe, il faut distinguer entre le régime, c’est-à-dire le mouvement de la locomotive
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- complètement engagée dans la courbe et le mouvement au moment de l’entrée en courbe.
- Nous allons voir que ce second cas est de beaucoup le plus important, puisque la voie est alors notablement plus fatiguée par la machine. Je commencerai par le régime. .Lorsque la machine est complètement engagée dans la courbe, des -efforts particuliers prennent naissance entre les bandages de la locomotive et le rail (%,. 4 et 6), et cela pour deux raisons. La première est que, dans une courbe, il faut surmonter les frottements entre les bandages et les rails, car la machine, qui a une tendance à continuer sa marche en ligne droite, est constamment déviée transversalement. Les efforts dus à ces frottements peuvent -être déterminés très exactement.; ils ne sont pas particulièrement importants et atteignent, dans le cas le plus défavorable, 3,000 à §,000 kilogrammes pour le boudin directeur de l’essieu porteur1 d’une locomotive circulant haut-le-pied et environ la moitié de cette valeur pour un essieu de bogie. A ces efforts viennent s’ajouter ceux provenant des dénivellations de la voie. J’ai dessiné ici une courbe, avec une partie en saillie, qui représente, à plus grande échelle, une de ces dénivellations. Figurez-vous maintenant qu’une machine à essieu porteur unique aborde ce point : l’essieu porteur sera, bien entendu, dévié brusquement et la machine subira un choc transversal. Par suite de ce mouvement brusque, les organes de la machine et la voie subissent un effort bien défini. & la locomotive est à bogie directeur, le même choc est toujours transmis par l’axe du bogie. En désignant par f la flèche de ht dénivellation, la déviation latérale
- maximum n’est que de SJ2 /'et, par suite, fes efforts qui s’exercent antre le boudin et le rail sont quatre fois moins grands que dans 1e premier cas, car l’effort, moitié -moindre, se répartit entre deux essieux. Vous voyez donc qu’ici encore des efforts qui se développent sont beaucoup moindres avec le bogie qu’avec l’essieu porteur unique. Sans doute, lorsqu’un bogie franchit une de ces dénivellations de la voie, il se produit deux petites déviations au lieu d’une grande. Or., on sait que deux petits efforts ont toujours beaucoup moinsîd’imp-ortance qu’un grand, de sorte que, dans ce cas encore, le bogie a incontestablement l’avantage.
- Notons encore que les efforts particuliers produits par des irrégularités de pose de la voie peuvent être notablement diminués par l’emploi d’un certain jeu transversal de l’essieu directeur ou du bogie. Mais tous ces dispositifs peuvent se combiner plus rationnellement avec un bogie qu’avec un essieu porteur individuel.
- Il nous reste enfin à examiner le cas de l’entrée en courbe. La figure 3 correspond à une locomotive avec essieu porteur : la partie inférieure de la branche est supposée se trouver dans le môme plan que l’arête extérieure du boudin directeur de l’essieu porteur. FG est l’arête intérieure du rail, en alignement droit, HE correspond à la face extérieure des boudins. La machine marche en ligne droite jusqu’au point D, où le boudin vient en contact avec le rail. Il se produit alors une déviation de la branche, par suite un mouvement de tout le parallélipipède, et la vitesse de -cette déviation est d’autant plus grande que la vitesse de la locomotive est plus élevée et que l’angle sous lequel la
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- droite HK rencontre la courbe est ouvert, de sorte qu’en cas d’un grand jeu entré les boudins des roues et les rails la vitesse de la déviation devient plus forte. N’étant maîtres de ce jeu qu’en partie (n’admettant par exemple pas une usure excessive des boudins), il faut que nous ne comptions qu’avec certaines valeurs de la vitesse de déviation. Avec une machine à bogie (fig. 5), il en est à peu près de même, avec cette différence que la déviation de l’axe du bogie ne commence pas au moment où le boudin touche le rail, mais seulement après que le second essieu du bogie a suffisamment obliqué par rapport au rail pour que le boudin du second essieu vienne en contact avec le rail. Dès lors il se développe, aux boudins des deux essieux, des efforts à peu près égaux qui ont pour conséquence la déviation du pivot placé au centre du bogie. Vous voyez, messieurs, que, dans ce cas, la déviation a lieu sous l’action de deux efforts, tandis que dans le premier cas, celui de l’essieu porteur, elle est produite par un seul effort. Avec un essieu porteur, l’action exercée sur la voie est donc beaucoup plus intense. Il est vrai que quand il y a un seul essieu il est ordinairement reporté un peu plus vers l’avant que l’axe du bogie ; de ce fait la longueur du bras de levier de la déviation VQ devient un peu plus grande et il en résulte un grand avantage, surtout si l’on considère que l’action de la longueur de ce levier ne varie pas proportionnellement à sa première puissance, mais en raison du carré de cette longueur. Le calcul montre néanmoins qu’avec le bogie la fatigue de la voie est beaucoup moindre qu’avec l’essieu porteur.
- A côté du bogie ordinaire, il y a lieu de
- considérer un autre système, le bogie Krauss-Helmholtz, dans lequel l’essieu porteur est conjugué avec le premier essieu couplé par un levier dont le pivot est ordinairement muni dans le sens transversal d’un ressort de rappel. Ce dispositif a une action analogue à celle d’un bogie, mais il faut reconnaître que le bogie présente des avantages, car le premier essieu couplé est soumis encore à d’autres efforts que ceux nécessaires pour l’orientation* de la machine. En outre, la masse d’un essieu couplé est toujours beaucoup plus grande que la masse d’un essieu porteur, les boîtes à huile réunies en une seule pièce forment un nouveau poids non suspendu, etc., de sorte que le bogie Krauss peut être qualifié en quelque sorte de bogie de la seconde classe.
- La troisième classe comprendrait le bis-sel, qui offre l’avantage que la déviation a lieu progressivement, par l’intermédiaire d’un ressort; un autre avantage est la diminution du frottement, due à la convergence du bissel. Après le bissel viendrait enfin l’essieu porteur rigide, qui est le dispositif le moins parfait. Lorsqu’on a étudié en théorie et en pratique l’action de la locomotive sur la voie, on s’arrête nécessairement à la conclusion que les divers types peuvent être rangés par ordre de mérite dans ces quatre classes principales. En d’autres termes, le bogie à deux essieux est le plus avantageux, puis vient le truck Helmholtz-Krauss, ensuite le bissel et enfin l’essieu porteur rigide.
- Il serait très utile que l’on pût, sans entrer dans les détails, mentionner tout au moins les classes principales dans nos résolutions. Malgré la grande importance de certains de ces détails, il s’agit surtout des propriétés fondamentales des quatre
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- classes en question. C’est tout ce que j’ai à dire au sujet des conclusions.
- Je me permettrai ensuite d’ajouter quelques mots concernant les effets du récent renforcement des voies. Jusqu’à présent nous avons eu affaire à des rails assez légers qui ont fait, dans la limite des charges prévues, l’office d’une sorte de ressort, ce qui avait pour effet d’atténuer beaucoup les efforts subis par la machine. En cas de contact des leviers de déviation H et EH (fig. 3 et 5) avec le rail, il y avait déviation de ce dernier, et cette déviation devait diminuer sensiblement les efforts exercés en augmentant leur durée d’action. Avec les rails rigides, il se produit encore une flexion, mais à un degré beaucoup moindre. Par suite, il faut nécessairement renforcer un peu aussi nos locomotives dans les organes intéressés pour la circulation sur la voie plus résistante ou pourvoir à une suspension élastique suffisante dans l’intérieur du châssis de la locomotive. Vous voyez en outre combien il importe de relever le centre de gravité de la machine, car plus ce point est élevé au-dessus de la voie, plus le bras de levier déterminant la déviation est grand par rapport à l’axe longitudinal horizontal, de sorte que l’orientation ne se fait pas seulement par rotation autour de l’axe vertical, mais aussi par rotation autour de l’axe horizontal mené par le centre de gravité. De ce fait, la déviation par rapport à H (fig. 3) ou à EH (fig. 5) se fait beaucoup plus facilement au moment de l’entrée en courbe.
- Il faut toutefois se garder de penser qu’il n’existe plus de limite au relèvement de Taxe de la chaudière de locomotive et qu’il y a gain dans tous les cas. Ce raisonnement serait exact si le relèvement de la
- chaudière ne modifiait pas le moment d’inertie de l’ensemble. Le bras de levier de la déviation augmenterait alors, sans accroissement du moment d’inertie. Or, le système rigide de la locomotive se compose de deux parties, le châssis et la chaudière, et si nous séparons ces deux parties, le bras de levier de la déviation n’est pas seul à croître, mais le moment d’inertie augmente aussi très sensiblement. C’est pourquoi il ne faut pas que le centre de gravité de la machine soit relevé sans restriction et le plus possible. Je vous dirai que j’ai fait ce calcul pour les machines express de la ligne de Moscou-Kazan. J’ai calculé l’action de l’allongement des bras de levier de la déviation et de l’augmentation des moments d’inertie sur la fatigue des rails pour des hauteurs de la chaudière de 2.5 et 3 mètres au-dessus du rail, et j’ai trouvé une différence de 8 p. c. en faveur de la grande hauteur de la chaudière. En d’autres termes, du fait que la chaudière a été élevée de 2.5 à 3 mètres, l’action sur la voie a été atténuée de 8 p. c.
- Pour finir, je voudrais dire un mot de l’importance extrême, pour l’étude de la machine express, de la connaissance complète des déviations latérales du bogie, avec le dispositif appelé « berceau ».
- Les figures 3 et 5 représentent la déviation sans ce dispositif. La déviation latérale de l’essieu porteur unique commence au point D, où la droite KH coupe la courbe FD, et celle du bogie au moment où le second essieu attaque la file de rails extérieure. Si l’on fait usage d’un balancier ou d’un ressort, la déviation ne commence pas tout de suite, mais il se produit un certain mouvement dans l’intérieur du bogie. Si ce mouvement se fait trop facile-
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- ment au début, il peut arriver que la déviation soit insignifiante jusqu’au moment où la crapaudine du pivot vient en contact non élastique avec le châssis du hogie. Dans ce cas, la déviation commencera donc beaucoup plus tard. Or, plus la déviation est tardive,"plus l’angle de déviation, brusquement occasionné, est grand ; par conséquent, dans ce cas, les efforts qui agissent sur le rail augmentent dans des proportions considérables, de sorte qu’il est essentiel que le ressort soit assez robuste pour que ce second choc soit évité. Si,ce résultat est atteint,, on peut dire que la déviation latérale du bogie répond entièrement à son but.
- Telles sont les remarques que j’ai voulu me permettre de présenter.
- Mr Greppï, Ch. de f. de l’État italien. — J’ai suivi le très intéressant exposé de Mr Noltein. Je ne sais si j’ai compris complètement ce qu’il a dit. Je crois cependant que la question, quelque intéressante quelle soit, est avant tout une question théorique dont il n’est pas possible d’entamer la discussion sans un examen préalable attentif. Aux chemins de fer italiens, nous avons en service un nombre considérable de locomotives avec essieu porteur à l’avant conjugué avec le premier essieu couplé; l’ensemble constitue un bogie, sur le pivot duquel est reporté le poids de la partie antérieure de la locomotive. Le pivot jouit d’un déplacement transversal, contrôlé par des ressorts de rappel. Les locomotives de ce type marchent très bien à la vitesse de 100 kilomètres à l’heure et elles ont même fait jusqu’à 120 kilomètres.
- Avant donc de se prononcer sur une question si théorique et si spéciale, il
- faudrait l’examiner plus mûrement. Je ne pense pas au surplus que ce soit là .un sujet dont les détails rentrent dans l’ordre des discussions d’une association comme la nôtre.
- Mr Courtin, rapporteur. (En allemand.) — J’exprimerai à Mr Noltein mes meilleurs remerciements pour les communications extrêmement intéressantes qu’il nous a faites et auxquelles on peut certainement souscrire en se plaçant à un point de vue purement théorique. Mais, dans bien des cas, la théorie et la pratique sont deux choses différentes. La théorie ne peut pas, après tout, embrasser «et, prévoir tout ce qui se présente en pratique. Mr Noltein nous dit qu’il considère les efforts en plan vertical et en plan horizontal, autant que cela est possible. Je crois pouvoir résumer ses explications en disant que les bogies sont préférables pour les grandes vitesses. On peut toutefois se demander s’il convient de qualifier de dispositif d’une sécurité moindre les essieux porteurs directeurs par une résolution formelle du Congrès international des chemins de fer, avec toute l’autorité inhérente à une telle résolution. Cela me semble délicat, car la théorie de cette question n’est pas, à mon avis, assez avancée pour pouvoir embrasser et exprimer conformément à la réalité tout ce qui se passe entre le rail et la roue. On devra donc, pour ce point encore, s’appuyer sur l’expérience pratique.
- En quittant ensuite la théorie pour la pratique, je puis constater qu’il est parvenu des réponses de deux administrations importantes et connues qui ont 81 locomotives du type ICI (2-6-2) à essieu porteur d’avant, trois essieux moteurs et essieu porteur d’arrière en service. Ces
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- locomotives font des vitesses atteignant 80 milles à l’heure, soit 130 kilomètres. Un chemin de fer français, le Paris-Lyon-Méditerranée, nous a annoncé 33 locomotives avec essieu porteur à l’avant, quatre cylindres, faisant jusqu’à,113 kilomètres à l’heure. Telle est la pratique, et il n’en est évidemment résulté aucun inconvénient.
- SP Salomon, Ch. de f. de l’Est français. — A l’appui des observations de Mr Cour-tin, je rappellerai qu’avant d’employer des locomotives à bogie, la Compagnie de l’Est, comme d’ailleurs la Compagnie du Nord et comme le Paris-Lyon-Méditer-ranée, a utilisé pour les grandes vitesses des machines Crampton, c’est-à-dire des machines n’ayant qu’un essieu porteur à l’avant.
- Après cela, la Compagnie de l’Est, comme la Compagnie du Midi, a employé des machines à deux essieux couplés et essieu porteur à l’avant, qui pouvaient atteindre la vitesse maximum de 120 kilomètres. En onze ans environ, une série de 62 de ces machines a fourni un parcours de 33 millions de kilomètres. Il est vrai que ces machines ne roulaient que sur nos grandes lignes, Paris-Belfort et Paris-Avrioourt. La charge sur l’essieu porteur d’avant était de 14 tonnes. Le service de la voie n’a, pendant cette longue période, relevé aucune délormation, aucun incident attribuable à ces locomotives. Ce résultat provient sans doute de ce que le poids de ces locomotives était bien réparti et de ce que les lignes en question ne présentent que des courbes de très grand rayon.
- Mr Chabal, Ch. de f. Paris-Lyon-Médi-terranée. — Je crois qu’il y a erreur quant au nombre indiqué de machines de l*es-pèce. Nous n’avons eu qu’une machine de
- ce genre avec laquelle nous ayons permis au mécanicien de marcher à 113 kilomètres.
- HP Courtin. (En allemand.) — On en a signalé deux d’un côté et quarante de l’autre.
- Mr Chabal. — Non ; ces dernières sont des machines à bogie.
- Mr Courtin. — Cela n’a pas été dit dans la réponse au questionnaire.
- IP Chabal. — C’est possible, mais il y a en tout cas là une erreur et j’ai tenu à la relever. En réalité, il n’y a qu’une.seule de ces machines qui ait fait un service de grande vitesse.
- SP Courtin. (En allemand.) — C’est une erreur figurant dans la réponse du Paris-Lyon-Méditerranée, et constatée en séance à l’aide du texte de cette réponse.
- SP le Président. (En allemand.) — Je demanderai d’abréger la discussion. 11 est 3 ij<2 heures et il faut que nous terminions aujourd’hui. Demain après-midi nous avons déjà une séance plénière. Je crois que notre honorable collègue Mr Noltein ne devrait pas insister pour que ses remarques qui nous ont tous intéressés vivement Figurent dans les conclusions; il sera préférable qu’il rédige plutôt une note sur cette question pour le Bulletin.
- SP Herdner, Ch. de f. du Midi français. — Nous n’avons pas arrêté, de conclusions.
- ®p le Président. — Nous allons vous soumettre un projet de conclusions.
- Mr Noltein. (En allemand.) — Je tiens à dissiper un malentendu. Je suis bien loin
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- de dire que l’on ne peut pas remorquer un train express avec une machine à essieu porteur à l’avant. Il y a des machines qui, comme l'a mentionné l’honorable rapporteur, ont fait un service irréprochable, c’est un fait connu depuis longtemps. Il s’agissait pour moi de rechercher quel est l’effet de ces machines sur la voie, et quels sont les types de locomotives à grande vitesse qui peuvent être recommandés dans l’état actuel de l’art de la construction de ces machines. C’est, après tout, ce qu’on nous demande.
- Mr le Président. (En allemand.) — Vous avez entendu ce qu’a dit Mr Salomon.
- Mr Noltein. (En allemand.) — J’ai entendu bien autre chose à la lre section. Là on n’a pas cessé de dire : il faut que nous renforcions les rails, on nous envoie tous les jours de nouvelles machines qui fatiguent la voie de plus en plus.
- Je me permets de prier Mr le Président de vouloir bien demander à la Commission permanente qu’au lieu de mettre à l’étude comme par le passé, d’un côté le renforcement de la voie, de l’autre les machines pour vitesses élevées, elle pose la question embrassant l’ensemble des deux points, c’est-à-dire l’action réciproque de la voie et de la locomotive. C’est alors qu’on arrivera à des conclusions réellement importantes pour les chemins de fer. Ainsi on nous a dit dans la lre section que les rails de S2 kilogrammes par mètre ne suffisent plus aux besoins de certaines lignes. Je crois qu’il y a là-dessous un grave malentendu. J’estime que les progrès que nous avons réalisés dans la construction des locomotives ne' sont pas suffisamment appréciés par les administrations des chemins de fer. Si certaines
- lignes demandent beaucoup d’entretien, la faute n’en est pas au poids considérable des lourdes machines modernes, mais peut-être à l’étude insuffisamment poussée ou à l’insuffisance des anciennes locomotives, plus légères.
- Mr le Président. (En allemand.) — A quoi se résume votre pensée ?
- Mr Noltein. (En allemand.) — Je demande que la question que je viens d’énoncer figure à l’ordre du jour de la prochaine session du Congrès.
- Mr le Président. (En allemand.) — Nous sommes d’accord avec Mr Noltein pour signaler au procès-verbal que la section a entendu l’exposé très intéressant que Mr Noltein a bien voulu faire et que l’orateur a conclu en demandant que la Commission permanente porte à l’ordre du jour de la prochaine session du Congrès la question des relations qui existent entre la voie et les locomotives lourdes au point de vue de l’usure. La section sera sans .doute d’accord qu’il peut être fait ainsi. (Marques d'assentiment.)
- Mr Noltein. (En allemand.) — Telle est exactement ma proposition. Je voudrais ensuite poser encore une question : Emploie-t-on le mécanisme à. barres croisées ou à barres ouvertes ?
- Mr Courtin. (En allemand.) — Je ne m’attendais pas à cette question. En Allemagne, nous employons le mécanisme à barres croisées, et tout le monde en est content. D’après ma propre expérience et d’après ce que j’ai vu dans les ouvrages qui se rapportent à la question, ce mécanisme ne donne lieu nulle part à des difficultés, quelles que soient les vitesses.
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- Mr Noltein. (En allemand.) — Il résulte du rapport de Mr Garstang que nos collègues américains trouvent que la distribution Stephenson, qui est généralement employée, est supérieure à la distribution Heusinger.
- Il serait intéressant de savoir si les Américains donnent la préférence pour leurs machines à grande vitesse aux barres croisées ou bien aux barres ouvertes. [Voir exposé de Mr Garstang, p. 133 (*)].
- Mrle Président. (En anglais.) — Je prie Mr Dudley de vouloir bien nous renseigner, si possible, sur la question posée par Mr Noltein.
- Dr P. H. Dudley. (En anglais ) — Les « New York Central Lines » emploient les barres d’excentriques ouvertes avec leurs mécanismes de distribution Stephenson; il en est de même sur la plupart des autres chemins de fer des Etats-Unis.
- Mr Noltein. (En allemand.) — Mr Dudley pourrait-il nous faire connaître les raisons pour lesquelles Mr Garstang n’a pas jugé le mécanisme Walschaerts supérieur au système Stephenson?
- Dr P. H. Dudley. (En anglais ) — Je ne le puis pas, car Mr Garstang a simplement exprimé son opinion sur ce point dans son exposé sans entrer dans les détails de la question et je ne veux pas interpréter ni donner une impression erronée de son expérience (2)
- P) Voir aussi Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de juin 1910, p. 3195.
- (2J Nota. — Les intéressés pourront consulter l’exposé de Mr Garstang (p. 133 [p. 3195 du numéro de juin 1910 du Bulletin du Congrès des chemins de /«•]); les résultats obtenus dejuis la rédaction de
- Mr le Président. — J’engagerai Mr Noltein à s’entendre personnellement et par écrit avec l’auteur de l’exposé.
- J’ai déjà dit tout à l’heure de quoi il s’agit. Mr Noltein demande simplement que la Commission permanente porte à l’ordre du jour de la prochaine session du Congrès la question des relations existant entre la voie et les locomotives de fort tonnage.
- Je crois que nous pouvons maintenant clôturer la discussion générale et passer à l’examen des conclusions à présenter par la section.
- Mr Courtin et le [remplaçant de M' Garstang, le Dr Dudley, ont eu l’obligeance de rédiger un projet de conclusions que je vais avoir l’honneur de vous lire :
- « 1° Des locomotives spéciales sont utilisées en grand nombre en Europe et en Amérique pour des vitesses de plus de 100 kilomètres (62 milles) par heure. On ne fait toutefois qu’un usage restreint de ces vitesses dans le service courant, parce qu’on préfère choisir des vitesses en dessous de la limite indiquée ci-dessus sur les lignes à trafic intense pour pouvoir remorquer des trains plus lourds. «
- — Adopté.
- « 2° Les locomotives de ce genre sont en majorité munies de bogies, parfois aussi d’essieux porteurs à l’avânt, et sont, à part quelques rares exceptions, presque toutes munies de tenders séparés. »
- — Adopté.
- a 3° Le nombre d’essieux moteurs est
- cet exposé sur les « New York Central Lines » montrent que les opinions du rapporteur étaient clairement exprimées et justes. ,,
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- en majorité de deux- ou de trois. Leslbco-motives modernes possèdent souvent un essieu porteur à l’arrière, à cause dès chaudières de grandes dimensions.
- « Modes de construction : 2 H 1 ou 4-4-2, typeAtlantic, 2C 1 ou 4-6-2, type Pacifie, quelquefois aussi 1 G1 ou 2-6-2, type Prairie. »
- — Adopté.
- « 4° Les bogies et essieux porteurs, parfois aussi les essieux moteurs, ont un jeu latéral modéré pour faciliter le passage dans les courbes. »
- — Adopté.
- « 5° La majorité des locomotives est à deux ou quatre cylindres, plus rarement à trois cylindres. »
- — Adopté.
- « 6° La distribution de la vapeur se fait au moyen de tiroirs plans équilibrés ou non, ou bien, surtout dans les nouvelles locomotives, par destiroirs cylindriques. »
- Mr Noltein. (Eu allemand.) —Il semblerait que les tiroirs plans sont employés en grande majorité.
- Mr le Président. (En allemand.) — Effectivement. Ce n’est que pour les. pressions élevées et sur les locomotives, compound à surchauffeur que l’on emploie généralement des tiroirs cylindriques pour la haute pression à surchanfïe et des tiroirs-plans à basse pression à surchauffe.
- « 701 On emploie des appareils graisseurs continus pour les cylindres et les tiroirs. »
- Il y a aussi des graisseurs à vapeur, le Nathan, et des graisseurs à condensation.
- Ils sont continus, mais pas mécaniques Désirez vous qu’on dise : des graisseurs automatiques ou des- graisseurs continus? Les- graisseurs ne sont pas à proprement parler continus, car lorsque la machine ne marche pas, le graisseur ne fonctionne pas non plus.
- Mr Herduer. —L’expression «graisseurs automatiques » n’est pas usitée en France. Nous disons d’ordinaire : « graisseurs continus ».
- Mr le Président. — Nous dirons donc : « des appareils graisseurs continus pour les cylindres et les tiroirs ». Il suffit en effet que les délégués français sachent ce que nous voulons dire.
- « 8° Parfois on voit des constructions servant à diminuer la résistance de l’air, v
- — Adopté.
- « 9° Il y a une tendance à adopter des coefficients de freinage élevés par l’application du frein aux essieux porteurs. »
- Peut-être pourrions-nous dire : « aux essieux des bogies et aux essieux porteurs». Les premiers sontaussi des essieux porteurs, mais habituellement nous ne les comprenons pas dans cette dénomination.
- Mr Hërdner. — Les essieux des bogies sont considérés comme des essieux porteurs. Le texte français est-il bien conforme au texte allemand?
- Mr le Président. — Parfaitement.
- « 10° Les tenders remorqués sont en partie à trois, en partie à quatre essieux. Dans ce dernier cas, on emploie des bogies, exceptionnellement aussi des
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- essieux rigides avec dispositif de centrage. »
- C’est le dispositif des Danois.
- Mr Herdner. — Il s’agit là d’essieux con-
- Mr Courtin. — Non, ces essieux ne sont pas convergents. Ils subissent seulement un déplacement latéral.
- Mr le Président. — Disons donc : « à déplacement latéral ».
- « 10° Les tenders remorqués sont en partie à trois, en partie à quatre essieux. Dans ce dernier cas, on emploie des bogies, exceptionnellement aussi des essieux rigides à déplacement latéral. »
- — S’il n’y a pas d’observations, je déclare ces conclusions adoptées.
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- DISCUSSION EN SEANCE PLÉNIÈRE
- ------
- Séance du 16 juillet 1910 (matin).
- Présidence de M1' P. WEISSENBACH. Secrétaire général : Mr L. WEISSENBRUCH.
- 1er secrétaire général adjoint : Mr MÜRSET.
- 2e secrétaire général adjoint : Dr A. BONZON.
- Mr le Président donne lecture du
- Rapport de la 2e section.
- (Voir le Journal quotidien de la session, n° 11, p. 5.)
- « Mr Courtin donne lecture du résumé de soh exposé ainsi que des conclusions suivantes :
- « Des locomotives spéciales sont utilisées en grand nombre en Europe et en Amérique pour des vitesses de plus de 100 kilomètres à l’heure.
- « On ne fait toutefois qu’un usage restreint de ces vitesses dans le service quotidien des trains, soit pour les vitesses de marche, soit pour rattraper les retards.
- « Presque toutes les locomotives de ce genre ont des bogies, parfois aussi des essieux porteurs, et sont, à part quelques rares exceptions, presque toutes munies de tenders séparés.
- a Le nombre d’essieux moteurs varie
- généralement entre deux et trois, mais on emploie, tout à fait exceptionnellement, aussi des locomotives avec un seul essieu moteur.
- « Les locomotives de construction récente ont souvent un essieu porteur à Carrière’à cause de leur grande chaudière.
- « Les types de locomotives employés sont: 2B1 ou 4-4-2, type Atlantic, 2C1 ou 4-6-2, type Pacific, et quelquefois ICI ou 2-6-2, type Prairie.
- « Les bogies et essieux porteurs arrière, parfois aussi les essieux moteurs, ont un. jeu latéral modéré pour faciliter le passage dans les courbes. La majorité des locomotives sont à deux ou quatre cylindres, plus rarement à trois cylindres.
- « La distribution à vapeur se fait au moyen de tiroirs plans, équilibrés ou non, et, surtout dans les locomotives de construction récente, au moyen de tiroirs cylindriques.
- « Sur les deux genres de tiroirs, on
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- trouve parfois des dispositifs permettant d’augmenter les orifices d’admission et d’échappement de la vapeur.
- « Les masses tournantes du mécanisme sont toujours complètement équilibrées au moyen de contrepoids. Les masses à mouvement alternatif, par contre, ne sont pas ou peu équilibrées aux locomotives à quatre cylindres avec mécanismes en opposition.
- a Des appareils de graissage central automatiques pour les cylindres et les tiroirs sont en usage, surtout pour les locomotives de construction récente. Parfois on voit des constructions servant à diminuer la résistance de l’air.
- « Il y a une tendance à adopter dans les locomotives de construction récente des coefficients de freinage élevés, par l’application du frein, non seulement aux essieux moteurs mais aussi à une partie ou à la totalité des essieux porteurs. Les ten-ders sont en partie à trois, en partie à quatre essieux.
- « Dans ce dernier cas, on emploie des bogies, exceptionnellement aussi des essieux porteurs à déplacement latéral.
- « Les trains circulant à des vitesses de plus de 100 kilomètres ne se composent, exclusivement, que de véhicules munis de bogies à deux ou trois essieux. Toutefois, on voit aussi des trains composés de voitures à bogies et de voitures à deux ou trois essieux à grand empattement et d’un poids très élevé.
- « Mr P. H. Dudley (New York Central & Hudson River Railroad) donne lecture de l’exposé de Mr Garstang, absent, et ajoute de sa part que pour des trains qui parcourent une distance de 1,545 jusqu’à 1,864 kilomètres, les vitesses quotidiennes
- atteintes varient de 112 à 120 kilomètres et dépassent bien souvent 129 kilomètres avec des charges de 450 à 625 tonnes. Malgré le poids des locomotives du type Pacific (4-6-2), supérieur à celui des locomotives du type Atlantic (4-4-2), la charge est mieux répartie sur la voie qui s’use moins à cause de l’empattement plus grand et parce que les 1,200 à 1,500 chevaux se répartissent sur six roues motrices au lieu de quatre seulement.
- « Les locomotives type Pacific marchent en service plus doucement qu’on ne pouvait s’y attendre à la suite d’essais faits pour déterminer l’usure des rails.
- « Mr Zehnder (État bavarois) communique que la vitesse des locomotives 2 B 2 a été fixée à 150 kilomètres, celle des 2 C 1 à .120 kilomètres. Les dernières peuvent remorquer 400 tonnes aux vitesses de 110 à 120 kilomètres en palier, de 90 kilomètres sur une rampe de 5 pour mille et de 60 à 65 kilomètres sur une rampe de 10 pour mille.
- , « Généralement la vitesse des trains atteint 80 à 90 kilomètres ; avec ce régime, la consommation des locomotives est de 12 kilogrammes de charbon et 80 kilogrammes d’eau par kilomètre. Le parcours de ces locomotives est d’environ 12,000 kilomètres par mois.
- « La capacité du tender étant de 26 mètres cubes d’eau permet d’effectuer 250 à 300 kilomètres sans réapprovisionner.
- « Mr Noltein (Moscou-Kazan) fait un exposé intéressant de l’influence dès bogies et des essieux porteurs d’avant au double point de vue de la stabilité de la locomotive et de la conservation de la voie.
- « Il rappelle les recherches faites par
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- 3P"P.H*. Dudley ( W as h i n gto n, 4905), cFa près lesquelles il est avantageux de réduire la distance entre les- essieux, comme e’est le cas- pour les- locomotives à bogie, afin de diminuer les flexions durail.
- « Les réactions horizontales sont aussi plus faibles avec les bogies parce que les réactions latérales se répartissent sur deux essieux, ce qui est favorable pour l’entrée dans les- courbes.
- « Le truck Krauss-Helmhoïtz ne se com porte pas aussi bien que le bogie, parce que, dans le premier, l’essieu accouplé est plus chargé que l’essieu porteur.
- « On peut ainsi classer les différents dispositifs par ordre de leur valeur relative : 1° bogie; 2° truck Krauss-Helmhoïtz ; 3° essieu bissel (avec centrage) ; 4° essieu porteur rigide.
- « Le renforcement de la voie appelle également un renforcement des locomotives. La position élevée de la chaudière a aussi une influence favorable sur l’allure de la locomotive. En résumé, l’orateur exprime le vœu que l’usage du bogie pour locomotives à grande vitesse soit recommandé.
- « Mr Greppi (État italien) dit qu’en Italie on possède un grand nombre de locomotives avec essieu porteur à l’avant, marchant à la vitesse de 100 kilomètres et qui donnent toute satisfaction. Il serait très heureux que les points théoriques soulevés dans l’exposé de Mr Noltein fussent étudiés de près.
- « Mr Cou ht in (rapporteur) croit que tout le monde est d’accord pour donner la préférence au bogie lorsqu’il s’agit de locomotive à grande vitesse. Il cite cependant deux administrations : le ce Great Western » et le Paris-Lyon-Méditerranée, qui ont
- des locomotives avec;un seul essieu porteur à l’avant, marchant à de grandes vitesses en service régulier, de sorte que la pratique n’exclut pas l’emploi des essieux porteurs pour les grandes vitesses.
- « Mr Salomon ( Est français) r,appelle que la Compagnie de l’Est comme celles du Nord et du Paris-Lyon-Méditerranée ont eu en service des locomotives avec un seul essieu porteur à l’avant, le type- Crampton, qui marchaient à de très grandes vitesses sans aucun inconvénient pour la voie.
- « Plus tard, la Compagnie de l’Est et celle du Midi ont construit des locomotives à deux essieux couplés et essieu porteur à l’avant, marchant à 110 kilomètres sans qu’il se soit produit aucun inconvénient pour la voie du fait de ces locomotives.
- « Le poids sur l’essieu porteur était de 44 tonnes. Il est juste de dire que la répartition du poids sur les essieux était très bonne et que les lignes Paris-Belfort et Paris-Avrieourt, sur lesquelles ces locomotives circulaient, ne comportent que des courbes à grands rayons.
- « Mr Noltein dit que la 4re section, s’occupant de la question du renforcement de la voie, il fait la proposition de prier la Commission permanente de soumettre au prochain Congrès la question concernant les effets des machines lourdes sur la voie et vice-versa.
- « Mr Noltein renvoie à l’exposé de Mr Garstang, d’après lequel la distribution Stephenson serait préférable à celle de Walsehaerts, parce que dans la première l’avance linéaire n’est pas constante. Mr Noltein trouve au contraire que l’avance linéaire constante de la coulisse Walsehaerts est un avantage de celle-ci.
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- « M' Coürtin est aussi de cette opinion ; il signale que la coulisse Heusinger-Wal-schaerts, appliquée tant aux locomotives à grande vitesse qu’aux locomotives à marchandises, donne toute satisfaction.
- cc La section adopte ensuite le projet de conclusions suivant. »
- Mr le Président. — Voici les CONCLUSIONS.
- « 1° Des locomotives spéciales sont uti-« lisées en grand nombre en Europe et en « Amérique pour des vitesses de plus de «100 kilomètres (62 milles) par heure. « On ne fait toutefois qu’un usage « restreint de ces vitesses dans lé service « courant, parce qu’on préfère choisir des « vitesses en dessous de la limite indiquée « ci-dessus sur les lignes à trafic intense « pour pouvoir remorquer des trains plus « lourds.
- « 2° Les locomotives de ce genre sont en « majorité munies de bogies, parfois aussi « d’essieux porteurs à l’avant, et sont, à « part quelques rares exceptions, presque << toutes munies de tenders séparés.
- « 3° Le nombre d’essieux moteurs est « en majorité de deux ou de trois. Les « locomotives modernes possèdent sou-« vent un essieu porteur à l’arrière, à
- « cause des chaudières de grandes dimen-« sions.
- cc Modes de construction : 2 B 1 ou 4-4-2, cc type Atlantic, 2 C l ou 4-6-2, type Paci-cc fie, quelquefois aussi 1 Cl ou 2-6-2, type cc Prairie.
- cc 4° Les bogies et essieux porteurs, parce fois aussi les essieux moteurs, ont un cc jeu latéral modéré pour faciliter le pas-cc sage dans les courbes.
- ce 5° La majorité des locomotives est à cc deux ou quatre cylindres, plus rarement cc à trois cylindres.
- cc 6” La distribution de la vapeur se fait cc au moyen de tiroirs plans équilibrés ou cc non, ou bien, surtout dans les nouvelles cc locomotives, par des tiroirs cylindriques.
- cc 7° On emploie des appareils graisseurs cc continus pour les cylindres et les tiroirs.
- cc 8° Parfois on voit des constructions cc servant à diminuer la résistance de l’air.
- cc 9® Il y a'une tendance à adopter des ce coefficients de freinage élevés par l’ap-cc plication du frein aux essieux porteurs.
- cc 10° Les tenders remorqués sont en « partie à trois, en partie à quatre essieux, cc Dans ce dernier cas, on emploie des cc bogies, exceptionnellement aussi des cc essieux rigides à déplacement latéral. »
- — Ces conclusions sont ratifiées par l’assemblée plénière. ,
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- [ 621 .155 2 ]
- ANNEXE
- Note sur les bandages en acier pour les locomotives
- à grande vitesse,
- Par le Dr P. H. DUDLEY,
- INGÉNIEUR-CONSEIL DES * NEW YORK CENTRAL LINES ».
- L’emploi des fortes charges de 5 à 10 tonnes par roue (4.5 à 9 tonnes métriques) pour les trains rapides a mis en lumière la difficulté qu’éprouve le fabricant à faire subir un travail mécanique suffisant au métal d’un bandage de tender, de voiture ou de bogie, de 33 à 36 pouces (0.838 à 0.914 mètre), pour donner à l’acier de chaque bandage du lingot des propriétés physiques uniformes sur tout le pourtour du cercle de roulement. Ce résultat a pu être obtenu pour les efforts moindres des charges de roue plus faibles et des trains plus lents d’il y a une dizaine d’années. Des propriétés physiques meilleures et plus homogènes du lingot sont nécessaires pour tout le métal du pourtour de chaque bandage par coulée pour les fortes < harges de roue et les vitesses élevées.
- La figure 1 représente un bandage ova-
- lisé d’une roue de tender dont le diamètre initial de 36 pouces (0.914 mètre) avait été réduit par un ou plusieurs retournages à 32 1/<2 pouces (0.825 mètre). Les deux tiers du pourtour du bandage ont résisté aux efforts développés en service, la déformation ne s’est produite que sur les parties dont le métal avait des propriétés physiques moins bonnes, mais ceci avait suffi pour donner un bandage qui, en s’ovali-sant et en s’exfoliant, donnait lieu à des chocs violents sur les rails sous les trains marchant à grande vitesse. C’est un cas pour ainsi dire typique des bandages ova-lisés dont les déformations se produisent dans le noyau du métal après un ou plusieurs retournages. La structure du métal est ordinairement grossière et cassante, par suite du séjour dans les fours aux températures élevées auxquelles il a .été soumis dans la fabrication.
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- Les ovalisations et exfoliations des ban- ce qui augmente sa fragilité en service dages se développent plus rapidement quand la température baisse, l’hiver que l’été, sous l’action de deux Le métal de quelques bandages ren-effets différents des basses températures ferme des impuretés qui deviennent le sur le métal des bandages. point de départ de la rupture dans les dif-
- Le premier de ces deux effets est la con- férentes parties du cercle de roulement, traction du métal du bandage, qui aug- Dans d’autres bandages ovalisés, la défor-mente les tensions de retrait du bandage mation est locale et ne s’étend qu’à sur son centre de roue. quelques pouces du plat du bandage : ce
- Le second effet est dû à la contraction cas a parfois été constaté au bout d’un ou inégale des différents éléments du métal, de deux parcours.
- tecentricityS/^Sv
- Thickne»* Èjj* Ootted Une sKc«s eontovf»
- Tire
- S Ko. 107433
- Plate CcnftP
- Ename 3548
- •S"'y/vUdivalt Tire / No. 107755. Paige Plate Centcr
- Engine 3848
- Th.ekness ^
- Ootted Line sh<?w3
- 97m Portion opposite shatlad part- wear
- Portion adjacent part - ^ *veor
- Shatled part - ^ deep
- Fig. 2. — Bandage non ovalisé du même essieu que celui de la figure 1.
- Fig. 1.
- Bandage de tender ovalisé et exfolié.
- Fig. 1 et 2. — New York Central Lines. — Service des essais.
- des termes anglais : Eccentricity eularged = Ovalisation grossie. — Thickness 1 Épaisseurl s/_4 pouce (44.4 milli-
- metres). — Dotted Line shows original contour = Le pointillé indique le contour initial. — Midvale Tire = Bandage du ‘ 1<lvale' — Paige Plate Ceuter = Centre de roue à âme en tôles Paige. — Engine = Machine. — Portion opposite shelled ra ? ai16" wear = Portion opposée à la-partie exfoliée Via de pouce (1.58 millimètre) d usure. — Portion adjacent shelled r . fe" wear = Portion adjacente à la partie exfoliée 3/w de pouce (2.38 millimètres) d'usure. — Shelled part s/g" deep =• d£tie exfoliée s/s de pouce '9.52 millimètres) de profondeur. — üniform wear of 1/3-2" = Usure uniforme de V32 de pouce .v. ia millimètre'.
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- La figure 2 représente un bandage de la seconde roue du même essieu, qui a donc fait le même service et dont le métal a accusé sur tout le pourtour des propriétés physiques suffisantes pour supporter les charges de roue sans déformation irrégulière.
- Tonnage sur les rails et les roues.
- Rails. — Le tonnage porté par une fraction donnée de la surface de portée d’un rail, sous l’action d’une roue qui passe, est la charge statique de construction, augmentée de l’eftét dynamique de la roue ; par suite, le tonnage total est le produit du nombre de charges statiques qui circulent sur le rail, par les effets dynamiques des roues.
- Roues. — Le tonnage porté par le métal des bandages est la charge statique de construction, augmentée des effets dynamiques des roues, multipliés par le nombre de tours ; par suite? ce tonnage s’accumule plus rapidement que celui porté par les rails.
- Le tonnage total du matériel est partagé entre deux rails; par conséquent l’effort que ceux-ci subissent avant leur renouvellement s’accumule beaucoup moins vite que sur les roues.
- Le bandage reçoit et su pporte sa charge à chaque tour sur chaque point de sa péri-
- De Boston à Chicago ....
- De New-York à Chicago . .
- De New-York à Saint-Louis.
- De New-York à Cincinnati .
- Les effets dynamiques des roues ajouteront un tonnage additionnel de 20 à 40 p. c., suivant que les bandages et la voie seront plus ou moins lisses.
- Si le tonnage total porté par les roues
- phérie. Les roues de 36 pouces (0.914 mètre) des tenders, des voitures ordinaires et des voitures Pullman font 560.2 tours par mille (348.1 tours par kilomètre). La charge maximum sur les roues du tender par construction, est de 10.2 tonnes (9.25 tonnes métriques), mais la charge moyenne est d’environ' 9 tonnes (8.2 tonnes métriques), ou de 5,041.8 tonnes par mille (2,842.1 tonnes métriques par kilomètre), et pour un parcours de 150 milles (241 kilomètres) en 3 heures 15 minutes, la charge statique serait pour cbaqqe roue de tender de756,270tonnes (686,077 tonnes métriques). Les effets dynamiques des roues ajouteraient de 20 à 50 p. c., aux vitesses élevées, suivant que le pourtour du plat des bandages serait plus ou moins lisse. Un bandage de tender, qui s’est ovalisé, avait parcouru 29,000 milles (46,670 kilomètres) avant son retrait, avec un tonnage total d’environ 146 millions de tonnes (132,450,000 tonnes métriques) au bout d’environ six mois de service.
- Le tonnage que portent les roues des voitures Pullman, chargées d’environ 5 tonnes (4.5 tonnes métriques) par roue, équivaut à une charge statique de 2,801 tonnes par mille (1,578.9 tonnes métriques par kilomètre), et le tonnage par vparcoürs serait donc le suivant :
- = 2,865,423 tonnes (2,599,470 tonnes métriques). = 2,7-00,164 — (2,449,549 — )•
- = 3,243,558 — (2,942,508 — )•
- = 2,478,885 — (2,248,808 — )
- des voitures Pullman pendant un parcours déterminé est beaucoup plus grand que celui subi par les roues des tenders des locomotives, l’intensité des efforts pai unité exercés sur les roues de tenders est
- 1,023 milles X 2,801 tonnes 964 — X — —
- 1,158 — X — —
- 885 - X ~ —
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- de deux à trois fois plus grand, pour chaque tour individuel, que celui qui se produit sur les roues des voitures Pullman. C’est pour cette raison qu’elles peuvent résister à un si grand nombre supplémentaire de répétitions de ces charges plus légères, avant qu’il y ait des traces visibles sur les surfaces deroulement. L intensité unitaire des efforts étant moins grande sur les roues des tenders, l’u&ure et la déformation du bandage sont moins rapides,, bien qu’il y ait en quelques cas d’exfoliation et de rupture l’biver dernier en Amérique.
- Les roues de locomotives d’un grand diamètre, tout en portant une plus forte charge, n’accumulent pas le tonnage sur le cercle de roulement des bandages aussi rapidement que les roues de tenders. Les roues motrices de 79 pouces (2.007 mètres) font 255.3 tours par mille (158.6 tours par kilomètre), et avec une charge statique de 14.34 tonnes ou 3,661 tonnes par mille (13.01 tonnes métriques ou 2,063.7 tonnes par kilomètre), pour un parcours de 150 milles (241 kilomètres), le tonnage serait de 549,150 tonnes (498,181 tonnes métriques). Les mêmes roues motrices faisant 100,000 milles (160,930 kilomètres) avant la rentrée aux ateliers, le tonnage total serait de 366,100,000 tonnes (332,120,500 tonnes métriques) : les effets dynamiques des roues ajouteraient 30 à 60 p. c.
- Effets dynamiques des roues.
- L’opinion des rapporteurs des sessions Précédentes et de quelques membres de cette section est que les effets dynamiques des roues peuvent augmenter de 50 p. c. la charge totale des roues. Ceci dépendrait dans une certaine mesure de la condition
- du cercle de roulement de la roue. C’est un fait bien connu que les effets dynamiques des roues sur les rails rigides actuellement en service sont beaucoup moindres que sur les profils plus légers d’autrefois,. L’expérience acquise avec des machines marchant à 60 et 70 milles (96.5 et 1L2.7 kilomètres) à l’heure, montre que, quand les bandages sont en bon état, les effets dynamiques des roues n’atteignent pas 50 p. c. de la charge totale après l’accélération et une fois q.ue le train a atteint sa vitesse de régime. Le serrage des freins,, pour le ralentissement, augmente aussi la proportion pour cent des effets des roues. Lorsque le bandage s’ovalise,, les effets dynamiques des roues peuvent dépasser 50 p. c. de la charge et doubler dans bien des cas les charges totales supportées par la roue au point de vue de son action de choc sur les rails.
- Les rapporteurs de la question des aciers spéciaux constatent que dans tous les pays on éprouve des difficultés à se procurer un métal qui rende des services satisfaisants pour les bandages. 11 faut que ies aciers au carbone ordinaires soient bien désoxydés et épurés pour que le métal ait les propriétés physiques nécessaires pour supporter les lourdes charges de 8 et 10 tonnes (7.3 et 9 tonnes métriques) par roue pour les bandages de 33 et 36 pouces (0.838 et 0.914 mètre) de diamètre. L’usinage est beaucoup moins compliqué pour les petits diamètres que quand il s’agit des bandage^ de roues motrices. Le parcours des roues motrices du type Pacific de locomotives, classe K-2E, du « New York Central & Hudson River Railroad », dont la charge statique moyenne par roue atteint 28,600 livres (12,973 kilogrammes; est de
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- VII
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- 100,000 à 125,000 milles (160,930 à 201,163 kilomètres) avant la rentrée aux ateliers pour retournage. Le bandage de 36 pouces (0.914 mètre) du tender a une charge statique maximum de 20,373 livres (9,242 kilogrammes) sous charge et il y a peu de ces] bandages qui parcourent plus de 30,000 milles (48,280 kilomètres) avant de rentrer aux ateliers pour retournage. Les effets dynamiques des roues du tender sont plus grands proportionnellement à leur charge et à leur vitesse, par suite de la plus grande intensité des pressions de roue et de l’augmentation plus rapide de l’irrégularité du cercle de roulement, que ceux des roues motrices de locomotives. On prêtera plus d’attention à
- l’avenir à ces différences de parcours, et on choisira un métal qui soit de nature à suffire à l’augmentation de l’usure et de la déformation pour faire produire aux ban-dages de tenders un plus long parcours avant qu’un retournage soit nécessaire. On fait maintenant des essais de bandages trempés à l’huile et recuits pour ce service : on expérimente aussi du métal d’un plus haut degré de pureté et de propriétés physiques plus homogènes sur tout le pourtour du bandage. On comprend mieux maintenant ces problèmes qu’autrefois et il est à peu près certain que l’on fera des améliorations appréciables qui conduiront au perfectionnement des bandages pour le service.
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- VIII
- 1
- 2e SECTION : TRACTION ET MATÉRIEL
- [6*1.33] QUESTION VIII
- TRACTION ÉLECTRIQUE
- Traction électrique sur les grands chemins de fer. Courant continu. Courant alternatif (monophasé ou polyphasé). Prix de revient comparatif.
- Rapporteurs :
- Allemagne. — Professeur Dr Gleichmann, conseiller royal de régence au ministère d’Etat royal des communications de Bavière.
- Amérique. — Mr Geo. Gîbbs, ingénieur en chef de la traction électrique du « Long Island Railroad ».
- Autriche et Hongrie. — Dr Arthur Hruschka, conseiller I. R. de construction au ministère des chemins de fer d’Autriche. •
- Autres pays. —- Dr Wyssling, professeur à l’École polytechnique fédérale de Zurich.
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-
- VIII
- o
- QUESTION VIII
- TABLE DES MATIÈRES
- ---s*-
- Exposé n° 1 (Allemagne), par le Dr Gleichmann. (Voir le Bulletin de
- février 4910, p. 495 )....................................................
- Exposé n° 2 (Amérique), par Mr Geo. Gibbs. (Voir le Bulletin de mars 1910,
- 2* fasc., p. 1535.).......................................................
- Exposé n° 3 (Autriche et Hongrie), par Mr A. Hruschka. (Voir le Bulletin de
- mai 1910, 1er fasc., p. 2137.)............................................
- Exposé n° 4 (autres pays), par le Dr Wyssling. (Voir le Bulletin de novembre 1910, p. 3&87.).......................................................
- Discussion en section........................................................
- Rapport de la 2e section................................... .................
- Discussion en séance plénière. ...........................................;
- Conclusions..................................................................
- Annexe I : Note sur l’application de la traction électrique à l’ancienne ligne
- des « Giovi » par les chemins de fer de l’État italien........
- — Il: Erratum à l’exposé n° 3, par Mr A. Hruschka. .......
- N. B. — Voir aussi les tirés à part (à couverture brune) nos 23, 36, 50 et 68.
- Bages.
- VIII - 5
- VIII 55
- VIII — 115
- VIII — 217 VIII — 315 VIII — 373 VIII — 373 VIII — 376
- VIII — 377 VIII — 588
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- VIII
- 3
- [ C21 .33 ]
- EXPOSÉ N" 1 «
- (Allemagne)
- Par le Professeur Dr GLEICHMANN,
- CONSEILLER ROYAL DE RÉGENCE AU MINISTÈRE D’ÉTAT ROYAL DES COMMUNICATIONS DE BAVIÈRE.
- I
- Études préliminaires faites par les chemins de fer allemands en vue de l’adoption de la traction électrique sur des lignes principales.
- En Allemagne, la question de savoir si la traction électrique peut remplacer avantageusement la traction à vapeur sur les lignes de chemins de fer principales et dans quelles conditions peut se faire cette substitution, a été examinée de près parlés administrations des chemins de fer de l’État prussien-hessois, de l’État badois et de l’État bavarois.
- 1. — L’administration des chemins de fer de l’État prussien a organisé des services d’essai qui ont beaucoup contribué à élucider les points douteux de cette question. Le premier de ces services d’essai fut établi sur la ligne de Berlin à Zehlendorf, ou chemin de fer du Wannsee; les expériences se prolongèrent du 1er août 1900 au 1er juillet 1902. Les moteurs étaient alimentés de courant continu à 650 volts, pris sur un troisième rail (2). Ce service d’essai fut suivi, en juillet 1903, de l’électrifica-
- 0) Ce travail donne la situation de la traction électrique en Allemagne jusqu’au mois d’août 1909. (2) Voir la Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1900, fasc. 36, Glaser s Annalen für Geicerbe und Bauwesen, vol. 47, n° 563, et Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, supplément de 1900.
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- tion de la ligne de banlieue de Berlin-Grosslichterfelde-Ost, en utilisant un courant de même tension (* 1). Lorsqu’en 1903, l’Union E. G. mit sur le marché un moteur de traction monophasé du type Winter-Eichberg, l’Etat prussien entreprit des expériences sur une section d’essai avec cette forme de courant appelée, de l’avis des ingénieurs de chemins de fer, à donner des résultats très satisfaisants. Cette première ligne à courant monophasé fut affectée au service public de juillet 1904 à octobre 1903; pendant l’année précédente, on n’avait fait circuler que des trains d’essai (2). Ce service d’essai a apporté des renseignements précieux sur les types à adopter pour les distributions à hautes tensions, les moteurs, les controllers, les appareils de prise de courant, etc. Il fut suivi, fin 1904, de la décision d’adopter la traction électrique dans les mêmes conditions pour le service important de la ligne de banlieue d’Ohlsdorf-Hambourg-Altona-Blankenese; on espérait, en effet, que le système monophasé avec conducteur aérien donnerait une installation plus simple que le système à courant continu avec troisième rail et sous-stations pour la transformation du triphasé. Ce service existe depuis le 1er octobre 1907. Nous ne pouvons pas donner ici la description de l’équipement. Mais on trouvera des renseignements détaillés sur la construction et l’exploitation de cette ligne de banlieue dans une conférence de C. Rôthig (3). Nous mentionnons plus loin quelques résultats d’exploitation.
- L’Etat prussien a établi en outre, sur la section d’essai de 1.75 kilomètre de longueur situéè près d’Oranienburg, un service permanent avec une locomotive à courant monophasé de 750 chevaux de puissance continue, correspondant à celle de trois moteurs de 230 chevaux du type Winter-Eichberg. La section d’essai sert avant tout à expérimenter divers types de voie ; mais en même temps on l’utilise pour soumettre les moteurs à des épreuves prolongées. La locomotive remorque un train d’environ 300 tonnes et circule chaque jour, sans être montée, souvent pendant vingt heures sans interruption. On expérimente aussi divers types de ligne aérienne.
- On voit que l’administration des chemins de fer de l’Etat prussien a le mérite d’avoir fait, avec le concours des grandes maisons- de l’industrie électrique allemande, d’importantes études préliminaires qui étaient indispensables pour les applications définitives.
- L’exposé des motifs du projet d’emprunt des chemins de fer soumis par l’administration des chemins de fer prussiens-hessois à la Chambre des députés prussienne (4) met en lumière les avantages de la traction électrique. 11 rappelle les divers services d’essai, les services de banlieue de Berlin, de Hambourg-
- (1) Voir Glasers Annalen, vol. 52, n° 622 et Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1903.
- (2) Voir Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1904, fasc. 9.
- I3) Glasers Annalen, année 1908, vol. 63, nos 747 à 750, et dans un article de H. von Glinski,
- de la Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1908, p. 1581.
- (4) Voir Deutscher Reiehs- und Preussischer StaaIsanzeigtr, n° 75 du 29 mars 1909. .
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- Altona, et, après une critique rapide des formes de courant, il se termine par la conclusion que les moyens d’action techniques modernes garantissent le fonctionnement sûr et économique de la traction électrique sur les lignes principales. L’exposé des motifs fait ressortir qu’il est désormais du devoir absolu de l’administration d’activer énergiquement l’adoption de la traction électrique des trains. Dans le projet de loi relatif à l’emprunt, on demande des crédits pour l’électrification de la section de Dessau-Bitterfeid de la grande ligne de Magdebourg-Halle-Leipzig.
- 2. — Le chemin de fer grand-ducal de l’État badois a examiné la question de la traction électrique sur les lignes principales dans un mémoire de l’année 1906 (i).
- Cette administration n’a pas établi de services d’essai.
- Dans son mémoire précité, elle recherche comment la traction électrique peut être appliquée le plus avantageusement sur le chemin de fer du Wiesental et donne des calculs comparatifs, basés sur des offres de YAUgemeine Elekt?iz-itàtsgesellscha fl et des établissements Siemens & Schuckert, pour la traction à vapeur et la traction électrique. Le mémoire suppose l’emploi de courant continu à 3,000 volts de tension dans le fil de contact; une sous-station transforme le courant triphasé fourni par l’usine génératrice (projet Siemens-Schuckert). Ce projet est comparé avec celui de Y AUgemeine EleUrizitàtsgesellschaft, envisageant d’une manière générale l’emploi du courant monophasé.
- Comme l’énergie électrique doit provenir d’une usine située sur le Rhin, près d’Augst-Wyhlen, qui la fournit pendant toute l’année d’une manière uniforme, on examine aussi comment, par la répartition de cette énergie entre la traction, les ateliers et l’éclairage, on pourra réaliser une utilisation aussi complète que possible du courant, avec le concours d’une batterie d’accumulateurs.
- 3. — L’administration des chemins de fer de l’État bavarois a rédigé, au sujet de l’électrification de ses lignes, un mémoire que le ministre des moyens de communication a soumis le 7 avril 1908 au Landtag.
- Dans ce mémoire, elle détermine par le calcul la consommation d’énergie des lignes principales en général et, en particulier, celle de tout le réseau des chemins de fer bavarois, puis elle rapproche de cette consommation les ressources du pays en forces hydrauliques.
- Elle procède ensuite à une comparaison des différentes formes de courant et examine à quel point chacune d’elles convient aux besoins du service des lignes principales.
- Le chapitre suivant est consacré à la question importante et décisive de l’économie
- (9 Voir La traction électrique sur le chemin de fer du Wiesental; annexe au supplément du budget de construction de chemins de fer pour l’exercice 1906-1907 ; Karlsruhe, C. F. Müller, imprimeur de la Cour.
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- de la traction électrique ; on y met en regard les différents éléments de dépense de la traction électrique et de la traction à vapeur qui se modifient à la suite de l’électrification.
- A'cette étude générale, on a ajouté des considérations spéciales relatives à certaines lignes. Une comparaison détaillée des frais résultant des deux modes de traction a été établie pour la ligne de Salzbourg-Bad Reichenhall-Berchtesgaden, par laquelle on doit commencer l’électrification. Les résultats des calculs sont donnés aussi pour la ligne de Munich-Garmisch, avec ses embranchements, celles de Munich-Holzkirchen-BadTôlz-Schlinsee, de Holzkirchen-Rosenheim et pour la ligne de trafic local de Munieh-Gauting.
- Le dernier chapitre traite de quelques usines hydrauliques et stations électriques.
- Les auteurs présentent enfin les principales conclusions de leurs recherches. Une annexe au mémoire a trait au choix de la forme de courant et aux bases à adopter pour l’équipement électrique des lignes principales; elle se termine par une comparaison des sortes de courant utilisables, sous forme de tableau en quarante-quatre articles.
- Une seconde annexe au mémoire du ministère des moyens de communication de Bavière indique tous les résultats numériques et économiques.
- Le numéro d’août 1909 du Bulletin du Congrès international des chemins de fer contient un article de Mr J. Jacqmin, ingénieur, qui donne de longs extraits du mémoire bavarois et de 1’ « Annexe spéciale au mémoire ». Le tableau comparatif des formes de courant y est reproduit textuellement, à part les observations et le calcul des lignes de transmission du courant monophasé et triphasé, de sorte qu’il sera inutile de nous occuper plus longuement ici de ce mémoire et que nous pourrons nous contenter de renvoyer au Bulletin. Le mémoire n’ayant été tiré qu’à un nombre restreint d’exemplaires, et 1’ a Annexe spéciale » n’ayant été distribuée qu’aux intéressés, le professeur Dr Reichel, rédacteur en chef de la revue Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, a publié, sur l’initiative du ministère des moyens de communication, le contenu exact du mémoire dans sa revue, année 1908, nos 13 et 19; en même temps, il a mis à la disposition d’un plus grand nombre d’intéressés les méthodes de calcul et représentations graphiques, établies par le ministère des moyens de communication, qui ont été employées pour les recherches et sont indiquées dans l’annexe spéciale. L’administration des chemins de fer de l’État bavarois n’a pas organisé de services d’essai.
- La ligne locale, de 12.5 kilomètres de longueur, de Berchtesgaden à Schellenberg, correspondant avec la ligne locale autrichienne qui mène à Salzbourg, est seule en service depuis 1908. Elle est alimentée de courant continu, à 1,000 volts, par une petite usine hydraulique, dont la puissance de débit est de 900 chevaux en été, de 450 en hiver. Dans le courant de l’été 1909, cette ligne a été raccordée au chemin de fer local, de 4.3 kilomètres de longueur, qui conduit au Kônigssee. Elle sert principalement au transport des voyageurs. Le service est assuré par neuf auto-
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- motrices munies chacune de deux moteurs de 60 chevaux. Quatre de ces voitures ont tin contrôleur simple, afin qu’on puisse mettre en marche des trains composés de deux automotrices et de trois à quatre remorques.
- Une mention spéciale est due à la ligne électrique de Murnau-Oberammergau, appartenant à la Société des chemins de fer locaux, dont le siège est à Munich. Cette ligne de 23.6 kilomètres de longueur, avec de nombreuses rampes et pentes (30 millimètres par mètre), était équipée pour un courant triphasé de 50 périodes et 800 volts dans les fils de service, et a été transformée en 1904 pour l’emploi de courant monophasé de 16 périodes, avec 5,000 volts de tension dans la ligne (1). Les automotrices sont munies chacune de deux moteurs de 100 chevaux de puissance en une heure, provenant de la maison Siemens-Schuckert. Cette exploitation à courant monophasé a également apporté de précieuses données pour le perfectionnement de ce mode de traction.
- A côté de ces recherches et services d’essai, ayant pour but de déterminer dans quelles conditions le courant continu et le courant alternatif conviennent pour les lignes principales de chemins de fer, il importe de rappeler les mémorables parcours d’essai de la Studiengesellschaft für elektrische Schnellbahnen (Société d’études pour lignes électriques rapides), dont le succès est dû pour une large part à l’administration des chemins de fer de l’État prussien, à la Direction du chemin de fer militaire et aux sociétés d’électricité Siemens & Halske et Allgemeine Electrhitàts-gesellschaft. Ces parcours d’essai eurent lieu sur le chemin de fer militaire, de septembre à novembre 1903 (2). Les essais de grande vitesse furent effectués avec du courant triphasé à haute tension. 11 s’agissait surtout d’expérimenter la construction d’une ligne pour vitesses élevées et d’étudier les conditions du service rapide électrique. La détermination de la forme de courant à employer de préférence pour l’exploitation des lignes principales n’y jouait qu’un rôle secondaire, comme le montrent déjà la ligne de distribution posée latéralement et l’appareil de prise de courant pénétrant dans le gabarit. A cette époque on ne disposait, du reste, que du courant triphasé. Aujourd’hui, le courant monophasé entrerait en ligne de compte pour les chemins de fer à trains rapides, malgré la différence des conditions entre ces lignes, affectées uniquement au service des voyageurs, et les chemins de fer principaux ordinaires.
- 11 n’a pas été fait, sur les chemins de fer d’État allemands, d’essais du courant triphasé en vue de son emploi sur les lignes principales. Par contre, Siemens & Halske l’ont longuement expérimenté sur une ligne d’essai, spécialement construite à cet effet, pendant les années 1897 à 1900 (3). (*)
- (*) Voir Elektrische Kraflbetriebe und Bahnen, 1905, nos 20 et 21.
- (2) Voir le rapport de la Société d’Études, et W. Rei crier, : Emploi du courant triphasé sur les chemins de fer électriques, éditeur R. Oldenburg, 1903, et Elektrolechnische Zeitschrift, 1901, nos 34 à 41, et 1902, n° 32.
- (3) Voir VElektrotechnische Ztitschrii't, 1900, n° 23.
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- Objet de l'électrification. Résultats obtenus. Nouveaux projets.
- 1. — En procédant à l’électrification des lignes de banlieue de Berlin-Grosslich-terfelde-Ost et d’Ohlsdorf-Hambourg-Altona-Blankenese, l’administration des chemins de fer de l’Etat prussien a poursuivi un triple but : multiplier les départs; pouvoir faire varier la composition des trains avec l’intensité du trafic, de manière à réduire les frais d’exploitation; réaliser, grâce à l’accélération du démarrage et de la marche des trains, un temps de trajet plus court qu’avec la traction à vapeur. On a tenu compte accessoirement de la suppression de la fumée et de la propreté qui en résulte pour la circulation dans les villes.
- Aujourd’hui, sur les deux lignes, le service se fait dans des conditions régulières. Dans les mois d’avril à juillet 1908, des incidents sérieux se produisirent sur la ligne de banlieue de Hambourg-Altona. Ils étaient dus en partie au mode de construction des rotors des turbo-générateurs et des transformateurs, en partie en l’absence d’une seconde isolation de la ligne de fils de service. Les moteurs de traction n’ont donné lieu à aucun incident. On a radicalement remédié aux inconvénients signalés plus haut en munissajut les rotors des alternateurs d’un enroulement en court-circuit pour amortir le champ alternatif (1j, en substituant, pour les transformateurs, le type à noyau intérieur au type à noyau extérieur, et en donnant à la ligne de distribution une seconde isolation. Le matériel roulant comprend soixante-et-une doubles automotrices, ayant chacune trois moteurs de 110 chevaux. Cet effectif ne suffit pas pour assurer le trafic qui a beaucoup augmenté depuis l’adoption de la traction électrique. De même, la capacité de l’usine est insuffisante. Actuellement, on fait circuler chaque jour 362 trains électriques, et de plus, entre Blankenese et Ohls-dorf, 58 trains à vapeur. Le service ne pourra être complètement électrique qu’après l’adjonction de vingt-cinq nouvelles doubles voitures et d’un nouvel alternateur dans l’usine. Les nouvelles automotrices n’auront que deux moteurs, dont chacun, par contre, aura une puissance de 180 chevaux. Elles seront, de ce fait, moins coûteuses, plus légères et plus puissantes.
- En attendant la traction électrique d’abord à la grande ligne de Magdebourg-Halle-Leipzig, l’administration prussienne se propose d’utiliser économiquement les gisements, voisins de cette ligne, de lignite à bas prix et de qualité médiocre, en le brûlant sur place. Le calcul des frais d’exploitation a donné un résultat acceptable. On doit électrifier en premier lieu la section de Dessau-Bitlerfeld, de 25.6 kilomètres de longueur.
- 2. — L’administration des chemins de fer de l’État badois, en électrifiant la ligne
- (*) Voir Niethammer, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieare, 1909, n° 26, p. 1018.
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- du Wiesental, vise l’utilisation d’une force hydraulique peu coûteuse; suivant les résultats que donnera cette ligne, on étendra la traction électrique à d’autres. Il n’existe pas encore d’autres projets.
- La ligne du Wiesental part de Bâle, atteint Schopfheim (23 kilomètres) et se bifurque, à partir de Schopfheim, vers le sud jusqu’à Sâckingen (7 kilomètres) et vers le nord jusqu’à Zell (20 kilomètres) ; sa longueur totale est donc de 50 kilomètres. L’usine génératrice est située à 8.9 kilomètres à l’est de Bâle. Le courant nécessaire sera fourni sous forme de triphasé par l’usine en construction d’Augst-Wyhlen, sur le Bhin, appartenant aux usines de transport de force de Rheinfelden, moyennant une redevance globale annuelle de 120,000 marcs (150,000 francs) pour 1,040 kilowatts uniformément fournis. Des sous-stations le transformeront pour les besoins de la traction.
- La Forêt-Noire badoise offre de grandes ressources en forces hydrauliques pouvant servir à la production économique de l’énergie électrique; les conditions sont donc favorables pour l’extension de la traction électrique.
- La traction électrique de la ligne du Wiesental sera organisée en vue d’un trafic intense de voyageurs et de marchandises.
- De toute façon, les conditions du service se prêteront admirablement à la vérification des avantages et inconvénients de l’électricité comme force motrice. (Voir le tableau donné plus loin.) Les installations de la traction électrique sont en cours de montage (1).
- 3. — L’administration des chemins de fer de l’État bavarois se propose de commencer par l’électrification de la ligne de Salzbourg-Bad-Reichenhall-Berchtes-gaden. L’énergie électrique sera fournie par une usine génératrice que l’on doit construire près de Reiehenhall. La chute est de 20 mètres, le débit minimum d’eau est en moyenne de 10 mètres cubes; un barrage établi dans le Saalach constituera un réservoir de 800,000 mètres cubes, avec 1 mètre de différence de niveau. L’usine sera calculée pour une alimentation d’eau maximum de 40 mètres cubes. Du réservoir, une conduite de 560 mètres de longueur mènera au château d’eau. D’après sa capacité de réserve, l’usine ne suffira pas seulement pour les plus fortes charges de traction, mais aussi pour alimenter des installations d’éclairage et de force de toute sorte. Aussi, en dehors du courant de traction, produira-t-elle du courant triphasé de 50 périodes. (Pour les détails du service, voir le tableau donné plus loin.) La construction sera entreprise fin 1909.
- - On projette, en outre, d’utiliser la chute de 200 mètres entre le Walchensee et le Kochelsee et la capacité d’accumulation du Walchensee par l’adduction de l’Isar (2) pour électrifier la ligne de Munich-Garnaisch et celle de Holzkirchen avec ses
- 0) Voir aussi te chapitre VII : Locomotives.
- (2) Voir dans la revae « Wei.sse Rohle » (houille blanche), Munich 1909, nos 22, 23, 24. l’article sur le Walchensee.
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- embranchements. De même, on a envisagé la traction électrique pour les lignes projetées de Garmisch-Mittenwald-Scharnitz, avec prolongement jusqu’à Innsbruck et de Garmisch-Griesen, avec prolongement jusqu’à Reutte pour la jonction avec la ligne de Pfronten-Kempten. Les pourparlers sont encore en cours à ce sujet avec l’entreprise de chemins de fer autrichienne.
- Outre ces forces hydrauliques, l’administration des chemins de fer de l’État bavarois s’en est réservé un certain nombre d’autres. Elle considère l’utilisation des forces hydrauliques pour la traction électrique comme un problème d’une haute importance économique.
- 4. — Les administrations des chemins de fer d’État prussiens, badois et bavarois, sont d’avis que la traction électrique pourrait, au double point de vue technique et économique, se substituer dans de plus fortes proportions à la vapeur que ne l’indiquent les projets précités des trois administrations, mais les objections des autorités militaires constituent encore un obstacle sérieux à l’extension de la traction électrique, même aux points où les conditions économiques sont favorables. Le service organisé sur les lignes mentionnées des trois administrations de chemins de fer d’Etat doit d’ailleurs servir en même temps à fournir à l’administration de la guerre l’occasion de s’assurer jusqu’à quel point la traction électrique satisfait aux nécessités militaires. Les résultats obtenus sur ces lignes seront un des éléments de la solution à intervenir dans cette question.
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- Choix du courant pour le service des lignes principales (1).
- Lorsqu’une administration de chemins de fer se propose d’introduire la traction électrique à grande échelle sur un réseau complet de lignes, elle se trouve en présence de l’importante question du choix de la forme de courant à employer dans les moteurs. A part quelques cas particuliers, on ne peut pas choisir pour chaque section individuelle le courant le plus économique, d’après les calculs, pour cette section; au contraire, la relation existant entre toutes les lignes, la marche homogène et économique du service exigent l’emploi d’un système convenable unique.
- • Les administrations de chemins de fer d’État allemands purent prendre leur décision à une époque où le système monophasé était entré définitivement en concurrence avec le système à courant continu, employé le premier en date et pouvant
- (ù Voir le Bulletin du Congrès des chemins de fer : année 1907, n° 12; année 1908, nos 4, 5, 7, 8, 11, 12, et année 1909, nos 1, 2, 9.
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- maintenant être utilisé aussi sous des tensions élevées et le système triphasé, éprouvé en service courant et porté à l’étranger à un haut degré de perfectionnement.
- Nous n’énumérerons pas à cette place les propriétés des différentes formes de courant : nous nous contenterons de renvoyer au numéro d’août 4909 du Bulletin du Congrès des chemins de fer où l’on en trouvera une comparaison détaillée, établie sous forme de tableau-annexe au mémoire du ministère des moyens de communication de Bavière.
- Les trois administrations de chemins de fer allemands dont il s’agit ici ont accordé la préférence, pour la traction électrique sur les lignes principales, au courant monophasé dont les avantages l’emportent de beaucoup sur les inconvénients.
- Les raisons de cette décision ont été les suivantes :
- 1° La transmission simple et économique de l’énergie entre l’usine et le fil de contact, sans les intermédiaires compliqués, et coûteux en service, du système riphasé-continu ;
- 2° La ligne de distribution du courant qui, sous forme de ligne unipolaire, peut être établie, suivant les besoins de la traction sur chemins de fer principaux, pour des tensions plus élevées, occasionne une dépense d’établissement et d’exploitation sensiblement moindre et surtout offre plus de garanties de fonctionnement, qu’avec le courant triphasé. Elle permet notamment d’employer des aiguillages d’une construction simple;
- 3° La convenance parfaite du moteur monophasé pour les besoins du service des lignes principales; vitesse variable avec la charge et grand effort de traction au démarrage, avec une indépendance aussi complète que possible vis-à-vis de la chute de tension (voir la fig. 34).
- Ces trois propositions principales résument en même temps les conditions que, dès le début, les administrations de chemins de fer d’Etat allemands ont demandé que les appareils de la traction électrique fussent capables de remplir.
- Parmi les inconvénients de la traction à courant monophasé, nous citerons notamment les suivants :
- 1° Le moteur monophasé doit avoir un collecteur comme le moteur à courant continu, tandis que le moteur triphasé n’a besoin que de bagues (groupement en cascade ou couplage des résistances) ou peut être construit, comme la machine du Simplon, avec induit en court-circuit (commutation des pôles);
- 2° Le moteur monophasé doit être construit pour de faibles tensions et muni d’un transformateur qui abaisse, pour toute la puissance à développer, la haute tension du fil de service à celle qui convient pour le moteur. Ce transformateur entraîne une perte, légère il est vrai, et augmente le poids. De ce dernier fait, il y a augmentation de la dépense d’énergie électrique.
- Il convient de noter à ce sujet que le surcroît de consommation de la locomotive à
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- courant monophasé, par comparaison avec la locomotive à courant triphasé, peut être racheté par l’économie beaucoup plus grande de la transmission (t) ;
- 3° Le couple du moteur monophasé, dépendant de l’intensité du courant et du champ magnétique, est une fonction de sinus carré dont la valeur maximum est égale au double de la valeur moyenne. Par suite, il faut qu’une locomotive à courant monophasé ait un poids adhérent notablement (deux fois) plus grand qu’une locomotive à courant continu ou triphasé, si l’on veut éviter le patinage des roues.
- Ce fait théorique ne se manifeste pas dans la pratique, car l’inertie des masses tournantes compense les oscillations, limitées à des temps très courts, de l’ordre de grandeur d’une fraction de 0.033 seconde pour 15 périodes (2).
- Outre la question primordiale du choix de la forme de courant, il faut déterminer deux facteurs importants : la fréquence et la tension en ligne.
- Pour les gares communes dans lesquelles aboutissent des lignes à traction électrique de différentes administrations et pour la construction uniforme du matériel roulant, la détermination de ces valeurs a une importance capitale.
- En ce qui concerne la* fréquence, on a le choix entre deux nombres : 15 et 25.
- Les trois administrations allemandes qui vont procéder à des installations définitives employeront également pour la fréquence une valeur moyenne 45.
- L’État badois a été le premier à prendre cette décision pour sa ligne du Wiesental.
- (*) Dans le mémoire' bavarois on a démontré sur un exemple (voir l’annexe, p. 25, ou Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1908, n° 16, tableau Y, art. 27) qu’à distance égale des points d’alimentation , pour obtenir dans les deux cas des pertes: égales, il suffit de donner au courant monophasé une tension supérieure de 33.5 p. c. à^celle du triphasé. Le poids du cuivre des deux lignes de distribution du courant triphasé est double de celui de la ligne du courant monophasé ; on suppose, pour des raisons de durée, que chaque conducteur a une section de 100 millimètres carrés. Le poids des rails de circulation est supposé égal à 43.5 kilogrammes par mètre. Or on peut, sans hésiter, choisir pour la ligne du monophasé une tension de 10,000 volts (les chemins de fer de l’Etat suédois ont même adopté 15,000 volts, et la même tension est expérimentée en service sur la ligne d’essai de Seebach-Wettingen des chemins de fer fédéraux suisses), tandis que pour la ligne du triphasé on admet une tension de 3,000 volts seulement, soit èn raison de l’isolation des deux conducteurs, soit à cause de la valeur de la tension convenant pour le moteur, si l’on ne veut pas se résigner à employer un transformateur de puissance pour le courant triphasé. Avec cette proportion de tensions, la ligne ayant la composition indiquée, et les distances des points d’alimentation et les puissances de transmission étant les mêmes, la perte dans la ligne de monophasé n’est que 0.16 de celle du système triphasé (pi = 0.16 p3). Ou bien, à perte égale, la distance entre les points d’alimentation peut être 6 fois plus grande avec le courant monophasé qu’avec le courant triphasé (li =6.22 l3). En effet, les pertes sont inversement proportionnelles et les longueurs de ligne directement proportionnelles au carré de la tension. En supposant que pour compenser les pertes dans les transformateurs et le surcroît de consommation dû au poids plus considérable de la locomotive à courant monophasé, on soit obligé de transmettre, avec ce système, 20 p. c. de puissance de plus, la perte de courant monophasé sera, toutes conditions égales d’ailleurs, égale à 20 p. c. de la perte de courant triphasé (Pii ~ 0.2#g,); ou bien, à perte égale, l’espacement des points d’alimentation sera, avec le courant monophasé, 5 fois plus grand qu’avec le triphasé.
- (2) Voir Ossanna, Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1906, n° 13, et le mémoire bavarois, annexe p\ 19, observation relative au n® 8.
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- L’administration des chemins de fer de l’Etat bavarois ne s’est pas prononcée définitivement, dans son mémoire, sur cette importante question, elle s’est contentée de faire remarquer à plusieurs reprises que le chiffre doit de préférence être faible (de 10 à 16, sans dépasser'25), à cause des lignes de transmission et des moteurs. L’expérience acquise depuis dans la construction des moteurs a conduit à une élucidation de cette question et déterminera l’administration bavaroise à adopter la fréquence 15 comme valeur moyenne pour ses installations.
- L’administration des chemins de fer de l’Etat prussien emploiera également la fréquence 15 pour la ligne de Magdebourg-Halle-Leipzig (t).
- Pour justifier le choix de la fréquence 15, on peut invoquer les raisons suivantes :
- Le nombre de périodes influe sur les dimensions des générateurs et transformateurs, en ce sens qu’ils sont plus légers et, par suite, plus économiques quand la fréquence est plus grande ; il influe sur la ligne de transmission, en ce sens que les pertes d’énergie et la chute de tension deviennent d’autant plus faibles que la fréquence est moindre, de sorte que les conditions du transport de force avec une fréquence basse se rapprochent de la transmission par courant continu qui donne le rendement maximum parce que, pour une certaine puissance en watts et une tension déterminée, l’intensité, c’est-à-dire le facteur dont dépendent les pertes de transmission, est minimum. Plus la fréquence du courant monophasé est grande, plus est grande, à puissance et tension égales, l’intensité du courant et plus est considérable aussi la perte dans une transmission à grande distance. Or, dans l’exploitation électrique des lignes principales, il s’agit de grandes distances, surtout quand on utilise des forces hydrauliques. Il est donc économique que la fréquence soit faible. Le nombre de périodes a aussi de l’importance pour les moteurs des dynamos, quand ces moteurs sont des turbines, parce que le nombre de tours devient d’autant plus petit qu’à nombre égal de pôles de l’alternateur, la fréquence est moindre. Pour les turbines à vapeur, il est utile que le nombre de tours soit élevé, sans dépasser toutefois une certaine limite.
- Mais c’est surtout au point de vue du moteur de traction que la fréquence a de l’importance : le moteur est l’anneau le plus important de toute la chaîne. Son action est donc décisive. La construction du moteur monophasé avec commutateur rencontre des difficultés spéciales du fait d’une propriété que ne possède pas le moteur à courant continu, et que nous allons exposer brièvement.
- Les balais embrassent toujours au moins deux lames collectrices (voir le croquis ci-après), de sorte que les enroulements de l’induit qui aboutissent à ces lames sont périodiquement mises en court-circuit. Le flux variable de lignes de force provoqué par le courant alternatif produit dans cet enroulement en court-eircuit une tension, appelée tension de court-circuit, qui augmente avec le nombre des enroulements et des périodes.
- Or, lorsque l’enroulement d’induit, momentanément mis en court-circuit, est
- i1) Voir Elektrische Kraftbctriebe und Bahnen, 1909, n° 1, “Revue”.
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- rouvert par la rotation du moteur, il en résulte une intensité, variant avec la tension et la résistance de l’enroulement en court-circuit, qui donne naissance à des arcs lumineux, et de ce fait les lames collectrices sont soumises à une fatigue considérable.
- Ce phénomène, lorsqu’il atteint des limites excessives, diminue le rendement du moteur et avant tout la durée du collecteur. On a donc tout intérêt à en atténuer l’effet autant que possible.
- A cet effet, on peut interposer, entre les lames collectrices et l’enroulement d’induit, des résistances servant à augmenter la résistance de l’enroulement d’induit en court-circuit et, par suite, à diminuer l’intensité du courant (voir le croquis). Mais pour un moteur de chemin de fer c’est un mauvais expédient : les résistances deviennent fixes sous l’action de l’intensité du courant en court-circuit et de ce fait il est amené inutilement de la chaleur au moteur. De plus, elles occupent une place qui devrait être utilisée plus avantageusement pour des pièces servant à augmenter la puissance du moteur.
- stànde
- Içtmellen
- Explication des termes allemands : Widerstâude = Résistances. — Aukerwickelung = Enroulement d’induit. — Bürste = Balai. — Kommutatorlamellen = Lames collectrices.
- La formation d’arcs est surtout très importante au démarrage, parce qu’à ce moment il faut que l’intensité du courant et par suite le champ magnétique soient grands. La tension de court-circuit est encore combattue à l’aide d’enroulements auxiliaires servant à produire dans les enroulements en court-circuit des tensions de sens contraire dès que la vitesse du moteur atteint un certain nombre de tours, ils ne peuvent donc pas exercer leur action pendant le démarrage, et pourtant c’est précisément à ce moment qué la.tension de court-circuit est considérable, parce que l’effort de traction énorme nécessite une grande intensité de courant et un champ magnétique intense. Or, dans le service des marchandises et de gare, les démarrages sont fréquents et doivent pouvoir être souvent répétés sans avarie aux moteurs.
- Le moyen le plus efficace pour combattre la tension du court-circuit est, outre un petit nombre d’enroulements de l’armature, une fréquence aussi réduite que possible.
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- Ces relations s’appliquent en premier lieu aux groupes de moteurs monophasés construits comme le moteur série à courant continu et munis de différents enroulements auxiliaires. Ce type est construit par la plupart des maisons d’électricité avec de légères variantes i1).
- Un autre groupe est représenté par le moteur à cage d’écureuil du type Eichberg, construit par VAllgemeine Elektrizitàtsgesellschaft. Ce moteur (2J se construit, il est vrai, comme ceux du premier groupe, plus facilement pour 15 périodes, mais on affirme qu’il est plus aisé de le construire pour une fréquence plus élevée — Eichberg choisit le nombre de 25 périodes — que ceux du premier groupe. Grâce à cette fréquence, les usines électriques que l’on établira pour le service de traction pourront plus facilement être employées aussi pour d’autres usages.
- En effet, les usines de traction ne seront pas seulement chargées de fournir l’énergie électrique pour la traction des trains, elles prendront une importance économique particulière si, par l’adjonction de tous les autres débouchés possibles, on réussit à abaisser les frais de production de l’énergie électrique et à fournir du courant à bas prix à l’agriculture, à la petite et à la grande industrie. Si l’ensemble de ce débit peut être assuré par un réseau commun de distribution et avec une seule forme de courant, l’installation devient plus simple et le prix du courant s’abaisse. Avec la fréquence 25, on dit que cette utilisation générale sera possible et que, de plus, un éclairage à arc, donnant de bons résultats pratiques, sera réalisable. Cette hypothèse faite, il convient cependant de ne pas oublier que la traction électrique sur les lignes principales donne lieu à des fluctuations de charge très considérables, entraînant des variations de tension qui peuvent atteindre 30 p. c. Dès lors il ne sera pas possible d’obtenir un éclairage satisfaisant. De plus, toutes les usines à moteurs thermiques ne peuvent pas supporter d’aussi fortes variations. Il faudra donc prévoir dans beaucoup de cas la transformation du courant de traction en une forme se prêtant aux autres usages, à moins que l’on ne préfère rendre la traction électrique des lignes principales complètement indépendante de toutes autres grandes exploitations et affecter à celles-ci un réseau spécial, avec des groupes électrogènes spéciaux dans l’usine.
- Nous ne recommanderons donc pas de subordonner le choix de la fréquence à des considérations concernant les autres installations auxquelles la même usine génératrice fournirait le courant, car les deux services, celui de la traction et celui des
- (b- Elektrotechnische Zeitschrift, 1906, n° 7 • « Démarrage des moteurs monophasés à collecteur ».
- Même revue, 1906, nos 23 et 24 : « Moteurs série à courant monophasé des établissements Siemens-Schuckert ».
- Même revue, 1907, n° 34 : « Note sur le moteur série monophasé des établissements Siemens-Schu-ckert ».
- Même revue, 1908, nos 1, 2 et 3 : » Moteurs monophasés à collecteur et spécialement moteurs de trac-hon. (Moteur compound des établisements Felten et Guillaume Lahmeyer.)
- (2) Voir Elektrotechnische Zeitschrift, 1904, n° 4, où Eichberg expose, en entrant dans d’ingénieux aperçus, la théorie de son intéressante machine.
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- autres installations, sont plus ou moins incompatibles et s’en ressentiraient à leur désavarttage réciproque.
- On peut encore invoquer, pour le second groupe de moteurs aussi, un autre argument, d’orde mécanique, en faveur des fréquences réduites.
- Dans une conférence sur la question de la fréquence la plus avantageuse pour la traction (*), Eiehberg établit une comparaison entre deux moteurs de locomotives l’un pour 15, l’autre pour 25 périodes. D’après lui, toutes conditions égales d’ailleurs, le moteur à 25 périodes a l’avantage au point de vue du poids. Par contre, le collecteur, qui passe pour la pièce la plus délicate et la plus coûteuse, donne de meilleurs résultats à la fréquence J 5 qu’à la fréquence 25. Dans le premier cas, le collecteur a 330 millimètres de largeur, dans le second il en a 4T0 ; le nombre de balais est de 84 dans le premier cas, de 148 dans le second.
- Ces chiffres montrent qu’avec le moteur à 25 périodes également, il est plus difficile de maîtriser les étincelles dues à la tension de court-circuit. En outre, la machine de fréquence 15 est, en tout, de 100 millimètres moins large que celle de fréquence 25; on peut dire que c’est là un nouvel avantage du moteur à 15 périodes, car on peut loger dans le même espace disponible un moteur plus puissant. Au point de vue de l’exploitation technique, on accordera sans doute la préférence à la machine qui a le plus petit collecteur.
- Nous venons de citer les principales raisons qui militent en faveur d’une faible fréquence. La valeur moyenne à adopter est 15. Elle permet d’établir la comparaison la plus exacte entre les besoins contradictoires des turbines, générateurs et transformateurs d’une part, de la ligne et des moteurs d’autre part. On pourra admettre de légers écarts, en plus ou en moins, par rapport à cette valeur lorsqu’il s’agit de produire dans la même usine et avec un nombre égal de tours des turbines, le courant triphasé à 50 périodes universellement employé en Allemagne pour l’éclairage et la force motrice et le courant monophasé pour la traction ou d’obtenir par transformation le courant monophasé avec des moteurs triphasés à 50 périodes.
- . La limite supérieure est fixée à 16 2/3 périodes pour qu’on puisse produire, avec les nombres de tours 1,000, 500, 250, 200, 167, 125, 100, aussi bien du courant triphasé à 50 périodes que du courant monophasé à 16 2/3 périodes, ou transformer le triphasé en monophasé, ou réciproquement. Les nombres de pôles qui conviennent pour le triphasé à 50 périodes sont : 6, 12, 24, 30, 36,48, 60; pour le monophasé à 16 2/3 périodes, ils sont réduits au tiers de ces chiffres. La limite inférieure peut être fixée à 13 1/3 périodes : elle permet d’obtenir, pour 200 et 100 tours, avec 10 et 20 pôles, du courant triphasé à 50 périodes, et avec 8 et 16 pôles, du monophasé à 13 ij3 périodes.
- Pour la tension .en ligne, les administrations de chemins de fer d’Etat allemands ont adopté une valeur de 10,000 volts. Elle ne répond pas au maximum de l’isolation, car en Suisse et en Suède on a essayé 15,000 volts en service. Toutefois, il ne
- (0 Elektrolechnische Zeitschrift, 1909, nos 27 et 28,
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- faut pas seulement tenir compte de la ligne de distribution, mais aussi des appareils à haute tension des locomotives et automotrices, plus faciles à isoler et à entretenir sous 10,000 volts que sous 15,000. La tension de 10,000 volts suffit pour résoudre les problèmes de la traction des trains lourds; les intensités correspondantes n’atteignent pas une limite excessive pour la facile captation du courant. On réalise aussi avec cette tension un espacement économique des transformateurs et l’ensemble conserve la souplesse nécessaire pour qu’on puisse faire la part des augmentations de trafic.
- IV
- Prix de revient comparatif.
- La question YI1I comprend la comparaison du prix de revient entre le courant continu et le courant alternatif (monophasé et polyphasé).
- Une comparaison des trois formes de courant a été établie pour le chemin de fer local de Murnau-Oberammergau, mentionné dans le premier chapitre; cette comparaison, qui a été publiée, mérite de retenir l’attention parce que le courant monophasé a été adoptéjsur cette ligne, bien que les installations pour le courant triphasé fussent déjà montées’enjmajeure partie (1).
- La'comparaison s’étend aux trois modes d’application suivants :
- Courant continu avec sous-stations de transformation;
- Courant triphasé à 5,000 volts dans la ligne d’alimentation et 800 volts dans]la ligne de distribution ;
- Courant monophasé à 5,000 volts dans les lignes d’alimentation et de distribution.
- Le rendement entre les alternateurs et les roues motrices s’est élevé, d’après les expériences, à 62 p. c. pour le courant continu, 66 p. c. pour le courant triphasé et li p. c. pour le courant monophasé. En prenant pour unité les frais d’établissement pour le courant monophasé, on trouve que les frais pour le triphasé représenteraient 1.16 et pour le continu 1.25.
- Mais cela ne démontre pas que le courant monophasé constitue dans tous les cas la meilleure solution, en supposant qu’on puisse en envisager l’emploi.
- Nous donnerons aussi, à titre d’exemple, les résultats des calculs pour un chemin de fer métropolitain.
- Ce chemin de fer a une longueur, en voie unique, de 38 kilomètres. Les trains, composés de cinq voitures dont chacune offre soixante-quinze places assises, se
- O Voir Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1905, nos 20 et 21.
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- suivent de dix en dix minutes. L’espacement moyen des stations est de 1.3 kilomètre, et la vitesse commerciale de 33 kilomètres.
- Il a été présenté trois projets :
- Projet n° 1 : courant continu à 600 volts, avec troisième rail. Usine génératrice de courant triphasé et sous-stations de transformation sans batterie d’accumulateurs;
- Projet n° II : courant continu à 1,200 volts, avec ligne aérienne caténaire; transmission de courant triphasé et sous-stations de transformation sans batterie d’accumulateurs;
- Projet n° III : courant monophasé avec ligne aérienne caténaire pour 15,000 volts et transformateurs dans l’usine génératrice.
- Dépense d’établissement :
- I : 4,800,000 marcs (6 millions de francs).
- II : 4,500,000 marcs (5,625,000 francs). Différence avec I : —300,000 marcs
- (375,000 francs) = —6.25 p. e.
- III : 4,450,000 marcs (5,562,500 francs). Différence avec 1 : —350,000 marcs
- (437,500 francs) = —17.3 p. c.
- Frais d’exploitation, pour les chapitres qui diffèrent, savoir : génération du courant, entretien et renouvellement des automotrices et-de l’équipement de la ligne :
- I : 603,000 marcs (753,750 francs).
- II : 594,000 marcs (742,500 francs). Différence avec I : —9,OOOmarcs(H ,250 francs)
- = —1.5 p. c.
- III : 556,000 marcs (695,000 francs). Différence avec I : —47,000 marcs (58,750 francs)
- = — 7.8 p. c.
- Des recherches comparatives sur le coût des trois formes de courant pour les lignes de chemins de fer principales n’ont pas été communiquées par les administrations allemandes intéressées.
- Dans la plupart des cas, les devis de ce genre sont basés sur des estimations, lorsque les groupes électrogènes, lignes de transmission, locomotives, etc., n’existent qu’à l’état de projet; autant que possible, on rapproche ces projets d’appareils existants, de manière à obtenir des données plus exactes. En évaluant les prix, il importe de savoir aussi s’il s’agit de la fabrication d’un petit ou d’un grand nombre d’appareils. D’autre part, les différentes formes de courant présentent toute une série d’avantages et d’inconvénients qui ne peuvent pas être exprimés directement en sommes d’argent, mais qui, pour des raisons d’ordre technique, peuvent amener les intéressés à donner la préférence à telle forme de courant, à refuser telle autre.
- Les administrations de chemins de fer d’État allemands, s’appuyant sur les consi-
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- dérations exposées dans le chapitre III, ont arrêté leur choix sur le courant monophasé. On ne peut leur reprocher, de ce fait, aucune partialité, bien que le système monophasé ait été particulièrement perfectionné en Allemagne et que, dans leur appréciation du système triphasé, à part les services d’essai mentionnés dans le premier chapitre, elles aient été forcées de se baser surtout sur ce qui existait à l’étranger. En réalité, il importe moins de déterminer numériquement de combien telle forme de courant est plus économique que telle autre, que d’arriver à la certitude que le choix auquel on s’est arrêté répond aux conditions du service, que la forme de courant choisie permettra d’utiliser intégralement les avantages de la traction électrique et que la traction électrique coûtera moins cher ou, tout au moins, ne coûtera pas plus cher que la traction à vapeur.
- C’est en se plaçant à ce point de vue que l’administration des moyens de communication de Bavière, par exemple, a établi sa comparaison économique de la traction électrique avec la traction à vapeur, dans l’hypothèse de l’emploi du courant monophasé (x).
- On peut procéder de deux manières à cette comparaison.
- Ou bien, on calcule ce que peut coûter au maximum le kilowatt-heure pour que la dépense soit la même avec les deux modes de traction. Ce prix peut se déterminer d’après la différence entre les frais de la traction à vapeur et les frais de la traction électrique, non compris la dépense résultant de la consommation d’énergie. On tient compte dans cette détermination, des éléments de dépense qui se modifient par suite de l’électrification. Des exemples de calculs basés sur cette manière d’opérer sont donnés pour quelques lignes.
- Ou bien, en adoptant la seconde méthode, on considère le coût du kilowatt-heure comme donné et on calcule la consommation minimum d’énergie nécessaire pour justifier la transformation au point de vue financier : c’est la « consommation critique ». Elle correspond à la densité du trafic qui doit exister pour que l’exploitation électrique présente désavantagés économiques.
- On s’est servi de cette méthode pour donner un aperçu des chances d’extension de la traction électrique à l’ensemble du réseau des chemins de fer de l’Etat bavarois (2).
- Les exemples numériques donnés plus haut montrent que des sections isolées d’un grand réseau ne donnent toujours que de légers avantages en faveur de l’un ou l’autre système.
- Lorsqu’il s’agit de l’introduction de l’exploitation électrique sur tout un réseau, le choix s’arrêtera toujours sur le courant monophasé.
- û) Voir le mémoire plusieurs fois cité et le Bulletin du Congrès, 1909, n° 8, août, p.*839. O Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer, n° 8, août 1909.
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- Nous avons maintenant terminé l’étude des questions générales relatives au développement actuel de la traction électrique des trains sur les chemins de fer principaux allemands.
- Dans le tableau ci-après, nous donnons quelques chiffres concernant l’exploitation des lignes à traction électrique de Berlin-Grosslichterfelde efJd’Ohlsdorf-Hamboiirg-Altona-Blankenese, ainsi que les lignes du Wiesental et de Salzbourg-Reichenhall-Berchtesgaden dont l’électrification est en cours.
- Nous y ajoutons quelques renseignements sur la forme qui a été donnée en Allemagne, par les constructeurs et les chemins de fer agissant de concert, aux éléments les plus importants d’un chemin de fer principal à traction électrique, savoir l’équipement de la ligne et les locomotives.
- V
- Données numériques relatives à la construction et à l’exploitation des chemins de fer électriques de Berlin-Grosslichterfelde, Hambourg-Altona, du Wiesental et de Salzbouig-Ber chtesgaden.
- Numéro du OBJET. En exploitation En -construction
- question- naire. Berlin- Grosslichterfelde . Hambourg-Altona. Wiesental. Salzbourg- Berchtesgaden.
- 8 Longueur de la ligne eu kilomètres . . 9.24 26.66 49.232 40.38
- Nombre de voies 2 2 1 1 (sur 5.4 kilomètres seulement). 2
- 9 Déclivité et développement de la plus forte rampe 6.66 pour mille : 0.5 kilomètre. 12,5 pour mille : 0.268 kilomètre. 10 pour mille : 9.979 kilomètres. 40 pour mille, 5.7 kilomètres.
- Plus petit rayon de courbe, en mètres . 300 250 dans les gares. 300 en voie courante. 300 180
- Différence d’altitude entre les deux points extrêmes, en mètres .... 0.4 31.96 165 (Bâle-Zell). 83 (Schopfheim-Sâckingen). 116 (Salzbourg-Berchtesgaden). 269.5 (Salzbourg-Hallthurm).
- 10 Charge maximum par roue, en tonnes. 8 8.5 (Ohlsdorf-Altona). 7.6 (Altona-Blankenese). 7 7
- Vitesse maximum en kilomètres . . 50 50 Salzbourg-Freilassing : 80. Freilassing-Reichenhall : <0. Reichenhall-Berchtesgaden : 40.
- 11 Poids du mètre linéaire de rail, en kilogrammes \ . Longueur d’un rail, en mètres 41 15 33.4 1 43.43 > respect. 12 ) 15 36.2 1 43.8 9 i 18 respect. 12. 31.2 9 et 12.
- 31 Dépense d’établissement des usines génératrices appartenant au chemin de fer. Usine étrangère. 3,756,000 marcs (4,725,000 francs). Usine étrangère. 2,900,000 marcs (3,625,010 francs).
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- Numéro du OBJET. En exploitation En construction
- question- naire. Berlin- Grosslichterfelde. Hambourg-Altona. Wiesental. Salzbourg- Berchtesgaden.
- 33 Forme de courant dans l’usine, tension, fréquence Courant coatinu. 550 volts. Monophasé 6,310 respect. 30,000 volts, 25 périodes. Triphasé 6,800 volts, 50 périodes. | Transformé en monophasé à 1 10,000 volts, ' 15 périodes. Monophasé 10,000 volts, 15 périodes.
- 38-39 Ligne de distribution du courant. . . Troisième rail. Fil de contact. Fil de contact. Fil de contact.
- Section sur les voies principales, en millimètres carrés Profil normal, 8. (41 kilogrammes par mètre). 90 100 100
- Conductibilité 8 57 57 . 57
- Résistance à la traction 38 par mill. carré. 38 par mill. carré. 38 par mill. carré.
- 44 Longueur des lignes de distribution pour les voies accessoires des gares, en kilomètres 0.9 • 0.2 kilomètre dans les remises). 12.3 35 6.5
- Section Profil normal, 8. 90 70 80
- 46 Forme de courant dans la ligne de distribution Courant continu 550 volts. Monophasé, 6,300 volts, 25 périodes. Monophasé, 10,000 volts, 15 périodes. Monophasé. 10,000 volts, 15 périodes.
- 47 Nombre de locomotives . . ' . , . 12 6
- 48 Nombre d’automotrices 24 85 2
- Nombre et puissance des moteurs (PS =chevaux) 2 X 100 3XH5 et. 2 X 180 2 X 475
- 65 Nombre de places offertes dans les automotrices III' cl., 79 places. 128 places assises (jusqu’à 190 places en tout, avec les places debout). 65 places assises.
- 66 Dépense d’établissement d’une locomotive ou automotrice en ordre de marche 46,250 marcs. (57,812.5 francs), (wagon III. cl.) 100,000 marcs (125,300 francs).
- 67 Nombre de irains par jour 206 trains voyageurs. (196 le dimanche). 420 60 trains voyageurs. 22 trains marchandises. 36 trains voyageurs. 4 trains marchandises.
- 82 40
- Parcours annuel, trains-kilomètres. . 692,101 2,011,960 430,600 trains voyageurs. 93,800lrains marchandises. 234,942 (en l’année 1910).
- 524,400
- Tonnes-kilomètres 111,858,390 247,979,467 122,930,000 28,686,519 (en l’année 1910).
- 70 Charge maximum de l’usine en kilowatts •1,800 5,100 tjoursdesem.) 4,300 (le dimanche)) 2,500 2,500
- Charge moyenne par jour de 24 heures, les jours du plus grand trafic, en kilowatts 600 1,900 1,014 500
- ld. les jours du plus faible trafic . . . 400 1,540 250
- Kilowatts-heures utiles fournis dans une année au réseau du chemin de fer . 4,097,700 8,477,078 (du 1 octobre 1908 au 31 mars 1909). J 3,500,000 1,700,000 (en l’année 1910).
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- aasa,
- Numéro En exploitation En construction
- du OBJET.
- question- Berlin- Grosslichterfelde. ======s
- naire. Hambourg- Altona. Wiesental. kalzboürg- Berchtesgaden.
- 72 Prix de revient dukilow.-heure dans une 5.24 Pf. (6.55 centimes). 2-91 Pf, (3.63 centimes).
- usine appartenant au chemin de fer .
- Frais supplémentaires pour les lignes
- d’alimentation, y compris les transformateurs aux centres d’alimentation Idem pour la ligne de eontact. . . . . 0.48 Pf. (0.6 centime). 1.22 Pf. (1.53 centime). 0.59 Pf. (0.74 centime' 2.62 Pf. (3.28 centimes).
- 6.94 Pf. 6.12 Pf.
- (7.68 centimes). 1.5 Pf. (7.65 centimes).
- 73 Prix du kilowatt-heure lorsque l’énergie 7Pf. (1.88 centime), dans l’usine pour une fourniture de 8,000,000 de
- électrique est fournie par une usine étrangère. (8.75 centimes! dans l’usine. ...
- kilowatts-heures.
- Nombre de kilowatts-heures demandés
- par an 4,097,700 8,000,000
- 74 Dépense totale d'entretien, d’intérêt et
- d’amortissement des frais de premier . établissement du matériel roulant 212,000 marcs 461,000 marcs 106,OCO marcs 96,260 marcs.
- électrique. (265,0J0 francs). (576,250 francs). (132,500 francs). (120,325 francs).
- 75 Consommation en watts-heures par
- tonne kilométrique' brute : 36.1 (ton comp.is l’éclairage). 52.8 59
- a) mesurée dans l’usine . . .. . (y compris le chauffage et l’éclairage). 28.4 (y compris le chauffage et l’éclairage).
- . (noo compris le chauffage
- 6) mesurée au frotteur de prise de courant . 33.5 (non compris le chauffage). 38 (non compris le chauffage et l’éclairage). et l’éclairage). .55' (y compris le chauffage et l’éclairage).
- 76 Frais d’exploitation par tonne kilométrique brute sur la ligne 0.512 Pf. (0.6l centimej. 0.727 Pf. (0.91 centime). 0.4 Pf. (0.5 centime). 0.798 Pf. (0.9975 centime).
- Se décomposant comme suit : 0.173 Pf.
- 1. Frais relatifs à la consommation (0.2163 centime). _ le prix étant celui
- d’énergie rapportés à l’usine . 1 ’ 0.277 Pf.
- 0.256 Pf. (0.320 centimej. (0.34625 centime). n" 72
- 2. Frais relatifs aux lignes d’alimentation et aux transformateurs . 0.025 Pf. (0.3125 centime). 0.035 Pf. (0.4375 centime).
- 3. Frais relatifs à. la ligne de contact. 0.027 Pf. (0.3375 centime). 0.064 Pf. (0.80 centime). 0.156 Pf. , (0.195 centime).
- 4. Frais d’entretien du matériel rou- 0.164 Pf. 0.274 Pf. 0.331 Pf- , (0.4137 centime).
- lant électrique (0.205 centime). (0.3425 centime).
- 5. Frais de personnel pour la traction 0.043 Pf. 0.099 Pf- , (0.12375 centime).
- des trains (personnel des locomo- 0.040 Pf.
- tives) (0.05 centime). (0.05375 centime).
- 6. Frais de matières pour l’exploita- 0.025 PI. 0.044 Pf. 0.004 Pf. , (0.005 centime).
- tion courante (0.03125 centime). (0.055 centime).
- 0.512 Pf. ^ 0.727 Pf. 0.798 Pf-(0.9975 centime).
- (0.64 centime). (0.90375 centime).
- Somme que pourrait coûter le kilowatt-
- heure sans que la traction électrique soit plus coûteuse que la traction par la vapeur 2 Pf. (2.5 centimes). 4.9 Pf- , (6.125 centimes;.
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- Equipement des lignes principales à traction électrique.
- Pour les lignes principales à traction électrique, telles que nous les avons définies plus haut, il ne saurait être question d’employer le troisième rail. Son champ d’application embrasse les chemins de fer métropolitains, aériens ou souterrains, les lignes de banlieue de faible longueur, les chemins de fer pouvant utiliser du courant continu à tension modérée.
- L’exploitation des lignes principales de chemins de fer nécessite pour l’emploi du courant alternatif une ligne de transmission aérienne.
- Cette ligne aérienne, amenant le courant aux véhicules, doit satisfaire sur les chemins de fer principaux à traction électrique, à des conditions beaucoup plus difficiles que sur les tramways et les chemins de fer à voie étroite, dits « petits chemins de fer » {Kleinbahnen). Les types en usage sur ces derniers, comportant un fil de cuivre dur fixé avec isolement sur des fils transversaux ou des consoles, ne suffisent donc pas, car étant données les vitesses sensiblement plus élevées des chemins de fer principaux, l’appareil de prise de courant ne pourrait pas se prêter aux variations de hauteur du fil de contact. Il ne resterait donc pas en contact permanent avec le conducteur et il se formerait, d’autant plus qu’il s’agit de la transmission de quantités considérables d’énergie, des arcs dangereux qui, d’une part, occasionneraient des avaries au trolley et au fil de contact, et, d’autre part, provoqueraient des variations de courant et des excès de tension nuisibles.
- Sur les chemins de fer principaux, il faut que la ligne de distribution soit posée d’une manière aussi égale et aussi exactement horizontale que possible et munie d’un dispositif de compensation automatique des changements de longueur qui se produisent sous l’action des variations de la température.
- Une autre question importante est l’isolement du fil de contact par rapport à la terre. Gomme, sur les grands chemins de fer, les longueurs de transmission considérables impliquent l’emploi de tensions élevées, il convient de prêter une attention spéciale à ce que l’isolement soit aussi parfait et durable que possible. Il faut, de toute façon, qu’il soit double et qu’un des isolateurs suffise seul à toutes les conditions.
- Une autre condition est relative à l’assemblage du fil de contact avec l’appareil de support; le fil ne doit être soudé en aucun point, car il serait à craindre que la résistance du métal ne diminue à la suite des hautes températures de soudure. Cette condition s’appuie aussi sur le fait que l’assemblage et les réparations doivent être effectués rapidement. Comme on ne peut pas faire usage, sur les grands chemins de fer, du trolley à roulette des tramways et qu’il faut employer l’archet ou le rouleau, cette condition est facile à remplir. Le fil de contact a un profil rainuré.
- Les conditions qui viennent d’être exposées sont relativement faciles à remplir
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- avec les lignes unipolaires que nécessite le système monophasé adopté en Allemagne. Elles ont conduit à l’application du système de suspension multiple : on ne compte plus uniquement sur la résistance du fil de contact, mais on emploie de robustes câbles auxiliaires, d’une plus grande résistance que le fil de contact, qui garantissent le niveau à peu près uniforme et une flèche insignifiante du fil de contact, quelle que soit la température.
- Parmi les types créés en Allemagne, deux ont été expérimentés jusqu’à présent en service. L’un est dû à 1 ’AUgemeine Elektrizitàtsgesellschaft (A. E. G.), l’autre aux établissements Siemens-Schuckert (S. S. W.). Ces deux constructeurs ont résolu le problème d’une manière différente.
- Il convient de mentionner aussi différents types de suspension multiple unipolaire expérimentés par l’administration des chemins de fer de l’État prussien, avec le concours de l’A. E. G., sur la section d’essai de Nüderschônweide-Spindlersfeld lors des essais faits en 1904 et 1905 dans le but de s’assurer si les premiers moteurs monophasés Winter-Eichberg convenaient pour la traction des trains lourds G).
- La ligne aérienne Siemens-SchucLert-W erhe
- comprend trois conducteurs placés l’un au-dessus de l’autre, savoir : un fil de contact a rainuré, en cuivre dur (fig. 1), (sur les chemins de fer à voie normale on emploie ordinairement une section de 100 millimètres carrés, à cause des grandes quantités d’énergie qu’il s’agit de transmettre et surtout à cause de la résistance), un fil de support auxiliaire c en acier ou en bronze silicieux, et un câble porteur d, également en acier ou en bronze silicieux.
- Le fil de contact a est suspendu par des griffes spéciales b au fil porteur auxiliaire c régnant au-dessus de lui dans le même plan vertical et porté à son tour, par l’intermédiaire des fils de suspension e, par le câble d posé plus haut.
- Le câble, à sept fils en acier, a 50 millimètres carrés de section; le fil porteur auxiliaire a 6.S millimètres de diamètre, et les fils de suspension 5 millimètres. Pour les deux premiers fils, on emploie du métal dont la résistance à la rupture est de 70 kilogrammes par millimètre carré; les fils de suspension ont une résistance de 45 kilogrammes. Les dimensions des fils en bronze silicieux sont données plus loin.
- Les griffes b sont disposées de manière à maintenir le fil de contact a dans une position invariable, tandis que le fil auxiliaire c a un jeu suffisant pour que les griffes puissent s’y déplacer facilement en cas de dilatation ou de contraction du fil de contact. L’espacement des griffes est partout le même. Il dépend de la vitesse des trains et est en moyenne de 6 mètres. Avec ces multiples supports, le fil de contact ne peut prendre qu’une flèche très légère.
- Les fils de suspension e, dont l’espacement est le double de celui des griffes b, sont
- (J) Voir la Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1904, n° 9.
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- Tragsei! aus Stahl oder Siliziumbronze
- , TTragdrahtausStahiodSiBronze
- -,----------- - - 8,3^-m------
- ,Hiifsdraht aus StahijderX^_S[iziumbronze
- Verschiebbare Kiammer
- fàhrdraht
- Spannweite 100m
- Fig. 1. — Système employé sur la'lignefde banlieue"de Hambourg-Altona (1907).
- Fig. 3. — Coupe. Système nouveau.'!
- Spannschioss
- Tragsei! aus Stahiader Siliziumbronze
- ,,Hiifsdraht aus Stahlod. Si/iz. Bronzë~H
- Verschièbbare Mammer
- Fig. 2. — Système nouveau de la ligne badoise du Wiesental (en construction). (Voir fig. 1.) Fi,
- Suspension multiple pour grands chemins de fer. Type : Établissements Siemens-Schuckert, de Berlin.
- Fig. 1 à 4.
- Explication des termes allemands : Spannschioss = Tendeur. — Tragdraht aus Stahl < der Siliziumbronze = Fil de suspension en acier ou bronze silicieux. — Ililfsdraht aus Stahl oder Siliziumbronze = Fil auxiliaire en acier ou bronze silicieux. — Tragseil aus Stahl oder Siliziumbronze = Câble porteur en acier ou bronze'silicieux. — Verschiebbare Klammer = Agrafe mobile. — Spannweite = Portée. — Fahrdraht = Fil de contact.
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- invariablement liés par des agrafes f tant avec le câble porteur d qu’avec le fil auxiliaire e.
- Enfin, le câble porteur d est suspendu à chaque poteau à l’aide des isolateurs h, indépendamment du câble voisin, tandis que le fil auxiliaire c et le fil de contact a franchissent généralement les poteaux sans interruption.
- Les isolateurs h des câbles se composent de trois cloches, dont deux s’appuient par leurs bras de support cintrés sur le chapeau en fonte malléable de la troisième. Le support de cette dernière est fixé sur la console du poteau (voir ta fig. 9). Conformément à leur valeur isolante,] deux isolateurs sont groupés en parallèle entre eux, et associés, en série avec le troisième.
- Pour compenser les dilatations et contractions résultant des changements de température, 1© câble et le fit auxiliaire sont munis de raidisseurs S manœuvrables à la main ; le câble porteur en a un dans chaque portée, ceux du fil auxiliaire sont plus espacés* enfin le fil de contact est pourvu, tous les 1,500 mètres environ, d’appareils compensateurs qui fonctionnent automatiquement sous l’action de contrepoids.
- Les extrémités du câble porteur étant invariablement liées aux poteaux et les raidisseurs n’étant manœuvrables qu’à la main, sa flèche sera moindre aux basses températures, plus grande aux températures élevées : par suite, le fil auxiliaire et le fil de contact, suspendus au cable porteur, se trouveront à une hauteur au-dessus de la voie qui variera en raison inverse de la température. Le niveau du fil de contact diffère donc légèrement suivant la température. L’équilibre parfait,, à ce point de vue, n’est pas possible, ni d’ailleurs nécessaire. L*essentiel est qu’à, l’aide du compensateur automatique le El de contact soit sollicité à toutes les températures par le même effort de traction et prenne une position presque horizontale, sans flèche. En ce qui concerne l’archet,, il suffit de veiller à ce que les différents points de suspension soient espacés aussi également que possible. Si des écartements inégaux de poteaux se présentent sans transition, la flèche des câbles aura des valeurs inégales et la position horizontale du fil de contact sera moins bien garantie aux différentes températures.
- Un élément Important de l’ensemble de la suspension est l’appareil de compensation automatique, employé d’abord par les établissements Siemens-Schuckert sur la ligne de banlieue de Bambo.urg-Altona. Un dispositif de ce genre est absolument indispensable pour un équipement de chemin de fer à voie normale, car avec une circulation intense des trains l’ajustage du fil de contact à la main ne serait pas possible.
- Les; figures 5 à 8; et 10 montrent le compensateur S. S. W. qui remplit ici, en même» temps, l’office d'interrupteur de section et d’ancrage.
- Tandis qu’en général!des poteaux sont espacés d’au moins 70 mètres, si possible, en alignement droit, on les rapproche, dans la portée qui comprend L'interrupteur de section, à 12 mètres-
- Le fil de eontact «j venant d’un côté, se prolonge sous le câble porteur d± jusqu’à proximité du poteau le fil de contact a2, venant de l’autre côté, s’étend sous le
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- câble d2, à une distance horizontale de 300 millimètres de au jusqu’au poteau Les fils de contact remontent légèrement afin que les archets puissent passer sans difficulté.
- Le fil porteur auxiliaire ne se continue que jusqu’aux poteaux Mx etM2, auxquels il est relié par un isolateur double i3. Dans la portée de compensation, entre les deux poteaux, il est remplacé par des tubes en acier Sj. et s2, suspendus l’un au câble d±, l’autre au câble d2.
- Le fil de contact a± est suspendu à la première tringle creuse en acier sx par les deux griffes mobiles bl b±et attaché par son extrémité à une chaîne Kj. Un isolateur double Jx est interposé entre le fil de contact et la chaîne. Cette dernière passe sur les poulies Rj/q pour aller s’accrocher à un contrepoids, suspendu le long du poteau, qui maintient une tension uniforme du fil de contact ax à toutes les températures. De même, l’autre fil de contact o2 est suspendu à la tringle creuse en acier s2 et uniformément tendu par une chaîne K2 et un contrepoids. Pour permettre de mieux comprendre la liaison entre le fil de contact, la tringle en acier et le câble porteur, nous avons reproduit à part dans la figure 6 les pièces de l’appareil de suspension du côté gauche.
- Les éléments conducteurs de l’une des deux lignes sont isolés des pylônes par les isolateurs /qqJi, et ceux de l’autre par les isolateurs Â2i2J2.
- Les deux fils de distribution n’étant pas en contact entre eux et étant isolés des poteaux, la ligne aérienne est interrompue en ce point.
- Lorsque les compensateurs ne sont pas destinés à servir d’interrupteurs de section, on intercale entre les deux lignes de distribution des coupe-circuits à cornes à haute tension permettant d’établir une connexion entre les fils de contact.
- A l’extrémité de la ligne, un pylône spécial sert à recevoir le câble porteur, le fil auxiliaire et le fil de contact, ce dernier avec appareil de compensation automatique (fig. îi).
- Une question importante est le support du système de suspension sur les poteaux. Le câble est soutenu, en tous les points de support, par l’isolateur h. Le fil auxiliaire et le fil de contact, s’ils n’étaient pas autrement soutenus, pourraient prendre, par vent fort, de trop grandes oscillations latérales. Pour éviter ceci, le fil de contact et le fil auxiliaire sont fixés, à chaque poteau, sur un bras isolé k (fig. 9 et 10), consistant en un tuyau à gaz isolé du poteau par un isolateur double i et relié par l’agrafe l au fil de contact. Cette agrafe peut tourner sur l’isolateur de façon à obéir à la pression verticale, de bas en haut, de l’archet. 11 faut tenir compte aussi des écarts de la position du fil de contact par rapport à Taxe de la voie, car le premier doit être disposé en zigzag, afin que l’archet s’use sur une large surface.
- U convient de mentionner encore que, grâce à la suspension particulière du fil de contact, le sytème porteur reste intact en cas de rupture du fil. Les griffes mobiles b lui laissent toute liberté de mouvement jusqu’à ce qu’elles viennent buter contre le compensateur, et il pend d’autant moins que les griffes sont plus rapprochées.
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- .Tragseif
- Stahlrohr
- Fahrdraht
- Spanndraht
- /f, Spanndraht
- Fig. 7.
- Fig 5 à 8. — Interrupteur de section et compensateur automatique du fil de contact. Type Siemens-Schuckert.
- Ligne de banlieue de Hambourg-Altona.
- Explication des termes allemands : Tragseil = Câble porteur. — Stahlrohr = Tube en acier. — Fahrdraht = Fil de contact. — Hilfsdraht = Fil auxiliaire. — Spannscliloss = Tendeur. Miud. 5 500 ü. S. O. = Au moins 5.5 mètres au-dessus du rail. — Fahrdrahtklemme = Griffe de fil de contact. — Spanndraht = Fil tendeur.
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- | Schnitt
- Hambourg-fî/tonaer Voro.'tbahn
- 3,5m......- *|*--2,7Sm mn.
- — Z,7Sm min---
- Fig-. 9. — Ligne de banlieue de Hambourg-Altona (coupe).
- \,6ew/chc
- L-n
- Fig. 10.
- Tragsei!
- Fig. 11. — Attache extrême avec compensateur automatique du fil de contact.
- Explication des termes allemands : Tragseil-Isolator = Isolateur de câble porteur. — Tragseil = Câble porteur. — Hilfstragdraht = Fil porteur auxiliaire. Fahrdraht = Fil de contact. — Gewicht ca. 120 Kg. = Contrepoids d’environ 120 kilogrammes.
- l-S
- ce
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- Si le fil auxiliaire vient à casser, les fils de suspension l’empêchent de descendre notablement. Ce n’est qu’en cas de rupture d’un câble ou d’un de ses isolateurs que le système porteur pend beaucoup. Mais ce cas est très rare, en raison de la grande marge de sécurité avec laquelle on calcule la section du câble.
- La suspension du fil de contact reproduite dans les figures 1 et 5 à 11 est en service depuis le 1er octobre 1907 sur la ligne de banlieue de Hambourg-Altona. La seconde isolation a été ajoutée plus tard. Ce type a fait ses preuves. Dans un système plus récent (fig. 2 à 4), que les chemins de fer de l’Etat badois se proposent d’appliquer sur la ligne du Wiesental, les isolateurs à cloche Delta, avec chapeaux en fonte (fig. 9), sont remplacés par des isolateurs tubulaires (fig. 4) servant à guider le câble porteur. Ces gaines isolantes sont construites de manière à ne travailler qu’à la compression, tandis que les isolateurs de la figure 9 sont sollicités à la flexion, ce qui peut en amener la rupture.
- L’isolateur tubulaire r est enfilé sur un tuyau à gaz n, dont les deux extrémités reposent dans des isolateurs en cloche g portés par des supports m en fonte malléable qui sont vissés sur la traverse q ou sur la console. L’isolateur tubulaire est entouré d’un manchon s auquel le câble porteur se rattache de part et d’autre. La même combinaison d’isolateurs à cloche et tubulaires est aussi employée pour l’attache latérale du fil de contact aux poteaux. (Voir fig. 3.)
- En cas de rupture de l’un des isolateurs, le câble porteur ne peut pas tomber à terre, car il est maintenu par le manchon et par le tuyau à gaz. La construction nouvelle offre donc de grandes garanties de sécurité pour le maintien de l’ensemble du système porteur.
- Nous estimons que la disposition des isolateurs sur la ligne du Wiesental représente un progrès considérable par rapport à celle employée sur la ligne de banlieue de Hambourg-Altona.
- La ligne aérienne de VAllgemeine Elektrhitàtsgesellschaft.
- Le type moderne A. E. G. résultant des expériences faites en 1908 et 1909 sur la ligne d’essai de Spindlersfeld et sur la ligne d’études d’Oranienburg de l’Etat prussien, est représenté par les figures 12 à 18. Il comporte, pour le support et le redressement du fil de contact a (fig. 12), un câble porteur c et un fil auxiliaire d, l’un et l’autre en bronze silicieux. Le câble a 43 millimètres carrés de section, le fil auxiliaire a un diamètre de 6 millimètres. Pour le câble porteur et le fil auxiliaire, on emploie un métal de 75 kilogrammes par millimètre carré de résistance à la rupture et 40 p. c. de conductibilité; les fils de suspension ont une résistance de 46 kilogrammes et une conductibilité de 98 p. c. Le câble porteur c (fig. 12) est pose directement au-dessus du fil de contact a et règne sans interruption d’une extrémité de la portée à l’autre. Il est surmonté d’un fil de tension, d, dont la flèche est moindre que la sienne. Ce fil de tension n’est fixé au câble c qu’en deux points, Aa et A2, voisins des poteaux (fig. 13).
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- Tragsei/
- Fig. 13.
- Fig. 14.
- Jsolierrolle
- HalteseilH
- , 200kg Zugbelastung an*~S2Skg =
- nkmme
- Spanndraht
- K/emme
- 5mm 4 525kg Zugbelastung
- Jsolierrolle furflbspanndrühte
- .Itlemme
- 7x3mm $
- Tragseit,
- SHiziombronze
- ..Spanndraht
- -Hüngedraht
- Sitiziumbronze
- Kupfer-Rillendraht 500kg Zugbelastung
- b.J\ Fahrdrahtklemme
- Fig. 15.
- Fig. 12 à 15. — Suspension multiple pour grands chemins de fer. — Type de l’Allgemeine Elektrizitatsgesellschaft de Berlin, appliqué à titre d’essai sur la ligne d’Oranienburg. — Appliqué à titre définitif sur la ligne du Wiesental (en construction).
- Explication des termes allemands ; Spanndraht = Fil tendeur. — Hângedraht Siliziumbronze 3 mm. 0 = Fil de suspension en bronze silicieux de 3 millimètres de diamètre. — Fahrdrahtklemme = Griffe de fll de contact. — Zugbelastung = Charge à l’extension. — Tragseilklemme = Agrafe de câble porteur. — Isolierrolle = Poulie isolatrice. — Klemme = Agrafe. — Rollenbock = Support de poulie. — Anschlagklemme = Agrafe de butée. — Halteseil = Câble de retenue. — Tragseil und Spanndraht sind in gleicher Hôhe montiert = Le câble porteur et le fll tendeur sont montés à la même hauteur. — Isolierrolle fur Abspanndrâhte = Poulie isolatrice pour fils détendeurs. — Kupfer-Rillendraht = Fil de cuivre rainuré. — Schnitt A B = Coupe A B. — Stützstrebe = Support.
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- Le fil de contact a est suspendu directement au câble c, à l’aide des griffes fixes bb, par des fils de suspension simples e espacés de 6 mètres. Le fil auxiliaire d et le câble porteur c se réunissent, aux points ou A2A2, par l’intermédiaire d’une agrafe, dans un câble d’attacbe H qui passe sur une poulie fixée à la console du poteau, comme le montre la figure 15 à plus grande échelle. Pour ne pas avoir à les couper, le câble porteur et le fil auxiliaire continuent par-dessous la console.
- Les câbles d’attache H sont divisés, <Ui part et d’autre du poteau, par deux poulies isolantes (isolateurs à disque) JJ et isolés du point de suspension. Ces isolateurs sont représentés à plus grande échelle dans la figure 15.
- Comme le câble d’attacbe passe sur une poulie mobile du poteau, les points de suspension A^ et A2A2 de la transmission caténaire ne sont pas fixes ; ils peuvent, au contraire, se déplacer légèrement et transmettre les mouvements et changements de tension d’une portée à la portée voisine.
- Pour assurer la tension uniforme de la transmission caténaire sous toutes les températures, on l’a munie, tous les mille mètres environ, de compensateurs automatiques à contrepoids. Le point de suspension situé entre deux de ces compensateurs est fixe.
- Le fil de tension, qui, comme le montrent les figures 12 et 13, a une plus faible flèche que le câble porteur, est destiné à maintenir le fil de contact, pendant les changements de température, à une hauteur aussi égale que possible. Pour expliquer son action, considérons le mouvement du système porteur pendant un changement de température dans une portée.
- Supposons que la température s’abaisse : le fil auxiliaire se contracte et soulève les contrepoids fixés aux extrémités. Mais par suite de ce raccourcissement du fil de tension, les points de suspension du câble porteur AY et A2 se rapprochent en même temps entre les mêmes poteaux. De son côté, le câble porteur qui, comme le fil auxiliaire, est en bronze silicieux, et a donc le même coefficient de dilatation, subit un raccourcissement correspondant à la chute de la température. Si les points Ai et A2 étaient fixes, le câble prendrait une flèche plus faible. La conséquence en serait que les fils de suspension e et par suite le fil de contact a seraient relevés dans une proportion correspondant à la diminution de la flèche du câble porteur. Mais comme les points A]A2 se rapprochent sous l’action du plus grand changement de tension du fil auxiliaire, la flèche du câble entre AiA2 augmente et, de ce fait, les fils de suspension et de contact s’abaissent.
- Cet abaissement étant à peu près égal au relèvement, le fil de contact ne modifie pas, en cas d’abaissement de température, son niveau et reste tendu horizontalement.
- Lorsque la température s’élève, le fil auxiliaire d s’allonge, la tension produite par les contrepoids l’emporte, les points AiA2 de la même portée s’écartent.
- Par suite de réchauffement, le câble porteur C s’allonge également et sa flèche augmente. Si les points Ai et A2 étaient fixes, les fils de suspension et le fil de contact s’abaisseraient. Mais comme ces points s’écartent, l’ancienne flèche est
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- rétablie et la hauteur du fil de contact reste encore la même quand la température s’élève.
- On voit donc que, grâce à la disposition mobile du fil tendeur, jointe aux appareils de compensation automatique, le fil de contact d’une portée conserve assez exactement, sous toutes les températures, la même hauteur par rapport à la voie.
- Il nous reste à entrer dans quelques détails sur le dispositif du compensateur automatique, dont les figures 16, 17 et 18 représentent une portée.
- Le fil de contact a, venant d’un côté, est continué, avec le câble porteur correspondant Ci et le fil tendeur d±, jusqu’à un support vertical S placé entre deux poteaux, au milieu (fig. 16). Au delà de ce point, les trois fils se réunissent en un nœud de jonction kt auquel se rattache, comme le montre la figure 17 pour le côté gauche, spécialement reproduit, du fil de contact, un câble sx maintenu-tendu par le câble en acier Si s^' agissant par l’intermédiaire de moufles sous l’action d'un contrepoids Gx qui se meut le long du poteau. Deux paires d’isolateurs montés en série servent à isoler les trois fils du poteau.
- De même, le fil de contact a2, venant de l’autre sens de marche, avec le câble c2 et le fil tendeur d2 correspondants, est amené jusqu’au support S, réuni plus loin en un nœud &2 et maintenu tendu par les câbles s2, s'2 et s"2 ainsi que par le contrepoids G2 de l’autre poteau. La portée complète de compensation pour les deux fils est représentée par la figure 16 en élévation, par la figure 18 pour une ligne à double voie en plan. Dans la figure 16, l’échelle des hauteurs est plus grande que celle des longueurs, afin de pouvoir mieux indiquer la pose des différents fils.
- Le support qui a pour objet de maintenir l’espacement voulu entre les deux suspensions caténaires parallèles se"fait sous deux formes.
- Lorsque la ligne de distribution doit rester ininterrompue dans la portée où se fait la compensation, on la munit de jonctions transversales qui transmettent le courant d’un fil de contact à l’autre. C’est le type représenté par la figure 19. Si l’on veut que le compensateur serve en même temps d’interrupteur de section pour les deux lignes, on emploie un support à double isolement (voir la fig. 20).
- Il reste à mentionner que le câble d’attache H (fig. 15) porte des agrafes de butée qui, en cas de déviation excessive du câble, butent contre la chape de la poulie. Cette" disposition évite le déplacement excessif des points de suspension du câble porteur AXA2.
- Un boulon fixé au-dessus de la poulie empêche le câble H de s’échapper.
- Le fil de contact s’appuie transversalement sur le pylône par l’intermédiaire d’un tube en acier k (fig. 14), doublement isolé du poteau, d’abord par un isolateur à cloche g, ensuite par un isolateur à rainures r. Le premier porte un chapeau en fonte Malléable sur lequel le bras peut tourner. Le support proprement dit l du fil de contact peut se déplacer sur le tube en acier et est assujetti dans la position qui convient pour le fil de contact. L’axe du fil de contact et le centre de rotation du bras sont situés dans le même plan horizontal.
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- Fig. 17.
- 4,d,
- Sj_
- —ssf-
- L
- T
- Spreizefur Nachspannvorrichtung mit Streckenisoiierung
- Fig. 20.
- M ÆCtttt
- Spreize fur Nachspannvorrichtung ohne Streckenisolierung
- Fig. 19.
- ôleisachse
- Fig. 18.
- Fig.'16jà20. —'^Compensateur et interrupteur de section. Type A. E. GJ1 909.
- cplication deî termes allemands : Spreize filr 'Naohspannvorrichtung mit Streckenisolierung* = Clievalet pour compensateur avec interruption de section.
- SproW.u ti\v Nm'liK|)um>voiTicl\Uu« i>tm« StrockenisolieriuiK *=» Chevalet, pour romponsiiteur sans interruption de aootion. — (Hetsacl,;se —« Axe de lu voie.
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- Pour éviter les oscillations des câbles porteurs et tendeurs passant sous les consoles, on les réunit au support du fil de contact par un fil de suspension (fig. 15).
- L’isolation du fil de contact et de la suspension par rapport à la terre est partout double. Les isolateurs à disque généralement employés répondent au type de la General Electric Company, Schenectady, États-Unis d’Amérique. Ils ne sont sollicités qu’à la compression et offrent en tout cas de grandes garanties de sécurité contre la rupture. Si néanmoins il s’en produit une, la chute du système porteur n’est pas possible, puisque les différentes pièces de suspension sont solidaires entre elles. (Voir la fig. 15.)
- L’emploi de quatre isolateurs, dont deux sont constamment groupés en parallèle et deux en série, présente sur l’emploi de trois isolateurs dont deux sont associés en parallèle entre eux et en série avec le troisième, l’avantage que tous les isolateurs ont à absorber la même tension, tandis qu’avec le système de trois isolateurs les deux premiers absorbent un tiers, et le troisième les deux tiers de la tension. En cas de rupture de ce troisième isolateur à forte charge, il peut très bien arriver que les deux autres, moins chargés en temps normal, ne soient pas capables de résister à cette brusque surcharge. Aussi, avec quatre isolateurs, les courts-circuits dus à la charge excessive de tel d’entre eux sont-ils moins à craindre.
- En raison même du mode d’attache du câble porteur et du fil tendeur, il n’est pas nécessaire de les couper à chaque point de suspension pour intercaler les isolateurs. Grâce à cette circonstance, tout le système caténaire, avec le fil de contact, peut être préparé le jour, à côté de la voie, pour le montage et être tendu, pendant les battements du service, même la nuit, sur les mâts et fixé aux consoles.
- Les types décrits plus haut sont établis pour une tension de 10,000 volts.
- Résultats obtenus en service.
- L’exploitation des lignes de banlieue de Hambourg-Altona a montré qu’une isolation unique était insuffisante. A l’origine on n’employait que l’isolateur disposé verticalement sur le joug du poteau; les deux isolateurs avec support en arc, suspendus au chapeau en fonte du premier, ont été ajoutés plus tard à cause de l’isolation insuffisante.
- Il a été reconnu, en outre, que la porcelaine est actuellement l’isolant le plus sûr. On n’a pas obtenu de bons résultats avec un enduit du support d’isolateur en caoutchouc durci, etc.
- L’expérience a montré aussi que sur les lignes parcourues encore par des trains à vapeur, et notamment dans les balles des gares, où la fumée des locomotives se dégage avec une intensité particulière, l’acier n’est pas le métal qui convient pour les câbles porteurs, les fils auxiliaires et les fils de suspension, car il est sujet à s’oxyder très rapidement. A part la grande incertitude qui en résulte pour le fonctionnement, ce défaut donnerait lieu à des frais d’entretien très élevés et à des incidents très fâcheux. Aussi recommandons-nous l’emploi du bronze silicieux pour ces
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- pièces de suspension partout où une prompte oxydation est à craindre. La dépense d’établissement sera plus élevée, il est vrai, mais ce métal donne aussi plus de sécurité et la section dont on dispose au point de vue de la conductibilité est notablement plus grande qu’avec l’acier.
- Dans les mêmes conditions d’oxydation rapide, la fonte malléable n’a pas donné de résultats satisfaisants. Le cuivre rouge est préférable dans ce cas.
- 11 convient que le fil de contact soit placé à une hauteur d’au moins 5.5 mètres, 6 mètres dans les gares, au-dessus du niveau du rail. Sur les lignes qui continuent à être parcourues par des trains à vapeur, l’expérience des chemins de fer de l’État prussien sur la ligne de banlieue d’Altona a montré qu’une hauteur de 5.2 mètres était trop faible, car si les outils de la locomotive à vapeur ne sont pas maniés avec prudence, il peut se produire facilement des contacts avec le fil de distribution.
- Il est vrai qu’avec le fil posé à une faible hauteur, les frais d’établissement des poteaux sont moins élevés; mais dans cette question la sécurité prime les autres considérations. Nous serions même tenté d’exprimer l’opinion qu’en voie courante également on devrait adopter une hauteur minimum de 6 mètres pour le fil de contact. Dans les gares il faut, autant que possible, que les fils aient une plus grande hauteur encore au-dessus des voies dé chargement, ou bien que les conducteurs de ces voies soient démontables.
- La distance des poteaux à l’axe de la voie ne devrait pas être fixée à la limite minimum admise par le règlement pour la construction et f exploitation (Bail- und Betriebsordnung), afin que le personnel de la voie ne soit pas exposé à des accidents. Entre le profil de libre passage et la saillie extrême du poteau, il devrait rester de la place pour un homme.
- La suspension multiple permet de donner aux poteaux, dans le sens longitudinal, un espacement beaucoup plus grand que la suspension ordinaire. L’espacement pour lequel les frais d’établissement sont les plus faibles, peut atteindre, en alignement droit, 100 mètres. Un espacement rationnel est celui de 75 mètres ; le fil ne subit pas alors une trop grandeMéviation latérale sous la pression du vent. Ceci suppose l’emploi de poteaux plats, formés de deux U, ou de pylones~carrés, formés de quatre cornières, sur socle en béton. Les poteaux constitués par une poutre en I à larges semelles, dite Grey, nécessiteraient moins de frais d’entretien que les pylônes à treillis, mais on a reconnu que leur dépense d’établissement est trop élevée à cause de l’emploi d’une quantité excessive de matière; en effet, le profil, déterminé d’après le plus grand effort exercé sur le pied du poteau, est beaucoup trop grand à l’extrémité supérieure.
- Les poteaux en bois ne peuvent pas être employés pour les chemins de fer principaux. On n’a pas encore essayé, en Allemagne, de poteaux en béton armé pour les chemins de fer.
- Sur la ligne badoise du Wiesental, qui sera en.partie du type A. E. G., en partie du type S. S. W., les poteaux sont espacés de 60 mètres dans le premier système; dans les courbes de 240 à 250 mètres de rayon, le fil de contact est muni d’un gui-
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- dage latéral. Dans le système Siemens-Schuckert, les poteaux, sont espacés de 72 mètres en alignement droit et plus ou moins rapprochés, suivant le rayon, en courbe.
- Une question importante est la disposition des poteaux dans les gares. Pour franchir plusieurs voies, jusqu’à quatre ou davantage, on a employé avec succès de légers cadres sur la ligne de banlieue d’Altona. Dans les petites gares, l’ensemble des voies devra être surmonté d’un réseau de fils conducteurs. Pour les grandes gares, à nombreuses voies de triage, la dépense d’établissement est très élevée et les fils de, contact sont très mal utilisés. Il y aura lieu d’examiner dans les cas de ce genre si des locomotives à accumulateurs ou à vapeur ne permettraient pas de réaliser un service de gare plus économique.
- Pourlesvoies principales, on a généralement adopté 100 millimètres carrés comme section du fil de contact, avec une conductibilité 57 à 15° G. et une résistance de 38 kilogrammes par millimètre carré.
- Cette grande section n’est pas seulement avantageuse au point de vue des pertes d’énergie, elle est encore plutôt nécessaire au point de vue de la durée. Le profil varie : la figure 8 représente celui de la ligne de banlieue d’Altona et la figure 21 celui qui sera employé par l’État bavarois. Ce dernier est circulaire, avec rainures latérales offrant à la griffe des surfaces latérales d’ajustage et de pression qui empêchent le fil de s’échapper. Dans ce profil le centre de gravité coïncide presque exactement avec le centre du cercle.
- fur liauptgleise.
- fùr Nebeng/eise
- Profils de fils de contact de l’État bavarois.
- Fig. 21.
- Explication des termes allemands : Fur Hauptgleise, fur Neben-gleise = Pour voies principales, accessoires.
- Un élément important de l’équipement de la voie est l’éclissage électrique: cette question n’a pas encore reçu de solution complètement satisfaisante. Il semble douteux que, comme on le prétend de divers côtés, l’éclissage électrique puisse être radicalement supprimé sur les chemins de fer à courant alternatif.
- Sur la ligne de banlieue d’Altona, on emploie des connecteurs de rails constitués
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- par 2 bandes de cuivre de 25 millimètres carrés chacune, fixées dans l’âme du rail par des chevilles de cuivre en deux pièces et des coins d’acier. Depuis quelque temps on rive les deux bandes de cuivre entre deux fers plats munis d’œils rivés et reliés aux rails par les boulons des éclisses mécaniques. On empêche ainsi les vols; de plus, les connecteurs peuvent être remployés en cas de remplacement des rails. Pour les mêmes raisons et pour rémédier aux inconvénients que présentent les connecteurs américains, placés sous les éclisses mécaniques, l’Etat bavarois a étudié (en 1907) un connecteur] représenté par la figure 22. Le contact doit avoir lieu par frottement; les connecteurs sont appuyés, par des tôles d’acier rivées, contre les noyaux en cuivre rivés dans l’âme. Ces connecteurs peuvent être facilement posés et retirés par le personnel d’entretien, au moment des réparations de la voie. On ne peut pas encore faire connaître de résultats.
- Sur la ligne d’Altona, la voie est reliée à des intervalles d’environ 1 kilomètre par des plaques de terre aux nappes souterraines;
- Coupe A-B.
- Vue de la connexion après enlèvement de l’éclisse mécanique antérieure.
- Profil
- de rail lit».
- Le connecteur en cuivre a, inséré avec jeu entre l’éclisse mécanique et l’âme du rail, est appuyé' par la lame de ressort b contre les bouts du noyau en cuivre ou en bronze c. Les dimensions des noyaux en cuivre, la section et la flèche du ressort seront déterminées à part pour chaque profil de rail.
- Fig. 22. — Éclissage électrique pour lignes à courant monophasé de l’État bavarois.
- Explication Au terme allemand: Schnitt = Coupe.
- Nous allons ajouter ici quelques remarques sur l’influence des lignes de distribution à courant alternatif des chemins de fer.
- Effets produits sur les lignes à faible tension.
- La question importante des meilleurs moyens de combattre l’influence des lignes à courant alternatif sur les lignes à faible tension des services de signaux, de
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- télégraphes et de téléphones, n’a encore reçu aucune solution complète sur les chemins de fer allemands en exploitation.
- Sur la ligne de banlieue, à courant continu, de Berlin-Grosslichterfelde, toutes les distributions de courant à faible tension sont munies de conducteurs spéciaux de retour. Sur le chemin de fer militaire voisin, des incidents se produisaient sous forme de déclenchement automatique des apparails à cloches, avec retour par la terre, et il fallut donc munir ces appareils également d’un double conducteur.
- Sur la ligne de banlieue de Hambourg, à courant alternatif de 2o périodes, les câbles téléphoniques ont été posés le plus loin possible des conducteurs de courant à haute tension. Néanmoins, il se produisait des bruits parasites d’une intensité gênante pour les conversations. On ne réussit à remédiera cet inconvénient que par le couplage en parallèle des téléphones initialement associés en série.
- Dans les appareils de bloc, de cloche et de télégraphe Morse des grandes lignes parallèles au chemin de fer à-traction électrique, des incidents eurent lieu, même après l’adjonction de conducteurs de retour. On les fit cesser en reportant les plaques de terre sur la grande ligne à 2 ou 3 kilomètres en dehors du chemin de fer électrique et en prolongeant les conducteurs de retour jusqu’aux plaques de terre. De plus, les batteries locales communes furent remplacées par une batterie locale pour chaque usine.
- Dans les autres applications, où il s’agit de services électriques s’étendant sur une longueur beaucoup plus grande et exerçant une influence plus considérable sur l’exploitation des grandes lignes de chemins de fer, les expériences détaillées et heureuses faites par l’administration suisse des postes et chemins de fer et par la Maschinenfabrik Oerlikon avec le concours des établissements Siemens-Schuckert, fourniront des indications extrêmement précieuses. Nous renvoyons à ce sujet à la très intéressante conférence de Behn-Eschenburg, publiée dans Elektrische Kraft-betriebeund Bahnen, 1908, nos 28 à 31 (1).
- Ces recherches ont montré que l’on peut remédier aux inconvénients qui se déclarent, sans être forcé de poser les conducteurs à faible tension sous forme de câbles souterrains. Ce fait a une importance considérable, car dans le cas contraire les frais de la traction électrique sur les chemins de fer à voie normale subiraient une augmentation très notable.
- Les moyens suivants ont été reconnus efficaces :
- Emploi d’isolateurs en porcelaine à haute tension pour les conducteurs de courant à faible tension, dans le but de remédier aux incidents dus à la transmission du courant ;
- O Voir aussi: Studer, « Traction sur la ligne de Seeback-Wettingen (Schweizerische Bauzeitung. Yol. l, nos i5 à 20); Dahlander, « Essais de la traction électrique sur les chemins de fer de l’État suédois >•; Schrottke, * Influence des lignes à haute tension sur les lignes téléphoniques de service » Eleh h -ôte ch n is ch e Zeitschrift, nos 28 et 29.
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- Croisement des deux fils d’une boucle, dans le but de rémédier aux incidents dus à l’induction électro-dynamique;
- Adjonction de bobines de décharge entre les pôles, avec mise à la terre de leur centre, dans le but d’éviter les incidents dus à l’induction électrostatique.
- Les incidents dus aux vibrations d’ordre supérieur partant des générateurs et des moteurs sont évités, d’après les recherches faites en Suisse, par des moyens qui s’opposent à la modification de la résistance magnétique pendant un tour. Ce sont les suivants :
- Obliquité des arêtes de pôles et des encoches. On recommande parfois de fermer complètement les encoches, mais il eni résulterait un entretien plus difficile des enroulements du moteur. Les encoches fermées à moitié, permettant l’exécution facile du bobinage, suffiront, selon toutes les prévisions. ——»
- La réduction de la fréquence ne sera pas sans influence sur la gravité des incidents.
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- Locomotives électriques.
- Outre le transport des voyageurs par automotrices, qui offre les avantages notoires des relations rapides et fréquentes, l’exploitation électrique des grands chemins de fer aura pour objet essentiel d’assurer le service des trains-omnibus et express de grand parcours et des trains de marchandises lourds dans les mêmes conditions que le font actuellement les locomotives à vapeur. A côté des automotrices, dont la construction ne présente rien de particulièrement nouveau, il faudra donc établir des locomotives pour la remorque des trains de marchandises et des express.
- La construction des locomotives électriques a eu pour point de départ le moteur électrique à marche rapide, avec transmission par engrenages.
- Locomotive à engrenages de la ligne d'Oranienburg. — Ce type de locomotive, avec moteurs à courant alternatif, est représenté par la locomotive à marchandises en service sur la ligne d’essai d’Oranienburg des chemins de fer de l’État prussien. La figure 23 en montre, la construction, particulièrement intéressante à cause de sa simplicité; on en trouvera une description détaillée dans le n° 17 de 1908, de Y Elektrotechnische Zeitschrift.
- Trois moteurs Winter-Eichberg, d’une puissance continue de 250 chevaux chacun, actionnent chacun un essieu par des engrenages dont le rapport de réduction est 1 : 4.21 ; on pourra encore ajouter un quatrième moteur pour le quatrième essieu.
- La facilité d’inscription dans les courbes est réalisée par la division de la locomotive en deux unités à deux essieux.
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- La locomotive développe un effort de traction continu de 6,480 kilogrammes à la vitesse de 31.3 kilomètres et un effort maximum, au démarrage, de 13,500 kilogrammes. Sa vitesse maximum est de 50 kilomètres.
- Cette locomotive est en service depuis 1907 et fournit chaque jour, en vingt heures de service, un parcours de 615 kilomètres (1).
- L’essai fait sur la ligne d’Oranienburg montre d’une façon parfaite que le moteur monophasé est capable d’une grande puissance et que les véhicules électriques peuvent trouver un vaste champ d’emploi.
- Autres types. — Si la commande par engrenages peut se justifier sur les locomotives à marchandises, à cause de leur faible vitesse, les ingénieurs de chemins de fer se sont néanmoins efforcés de remplacer les engrenages, même sur les locomo" tives à marchandises, mais surtout sur les locomotives pour trains de voyageurs, omnibus ou express, par des organes de transmission plus appropriés au but; c’est ce que mentionne le mémoire bavarois, page 12 de l’annexe.
- On songe naturellement tout d’abord à transmettre le mouvement de rotation des moteurs électriques aux roues de la locomotive, en montant les moteurs directement sur les essieux moteurs. Mais le moteur « gearless » présente de graves inconvénients. Par suite de sa position basse entre les roues et les longerons, ses dimensions et, par conséquent, sa puissance sont limitées ; d’autre part, les grandes masses, difficiles à suspendre élastiquement, des moteurs et la position basse du centre de gravité exercent sur la voie une action nuisible à la sécurité.
- Pour obtenir un roulement stable et doux aux vitesses élevées et sur des lignes sinueuses, il faut que le centre de gravité des locomotives soit aussi élevé que possible et que les masses non suspendues soient réduites au minimum.
- Ces conditions fondamentales ne peuvent être satisfaites autrement qu’en plaçant les moteurs dans le châssis, à une certaine distance des essieux; il ne reste alors, en fait de masses non suspendues, que les roues et les essieux. De cette façon, les bogies ne sont pas soustraits à leur véritable rôle qui est de donner à la locomotive une bonne orientation. Si les moteurs sont montés sur les bogies, ceux-ci, même munis de ressorts de rappel, perdent de leur mobilité.
- Commande par bielles motrices et d’accouplement. — Les conditions auxquelles la construction de la locomotive doit satisfaire au point de vue de son bon état de circulation sont sans doute le mieux remplies par la commande à l’aide de bielles motrices et d’accouplement (2).
- Avantages de la commande par bielles. — Au point de vue de la construction, la commande par bielles offre divers avantages.
- P) "V oir Zeitung des Vereins deutscher Ingenieure, 1909, p. 651. (2) Voir Grlasers Awncden, 1902, p. 86, conférence Wittfeld.
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- Fig. 23.
- Locomotive à marchandises de l’Etat prussien en service sur la ligne d’essai d’Oranienburg. Trois moteurs de 250 chevaux de puissance continue chacun.
- Motorenleistung 2x 800 Pferdestârken.
- a-6/fnungen zumd'n-u. flusbpu d. Motoren. 2Transformatoren; vmax *75km ^
- Zmax » 13500H g
- Motor
- Trans=
- formater
- formater
- Fig. 24. — Locomotive à courant monophasé pour trains lourds de voyageurs et de marchandises (ligne des Alpes bernoises; en construction). Type Allgemeine Elektrizitàts-Gesellschaft, Berlin; fabrique de locomotives Krauss, Munich.
- Motor/eistung 2x 1200 FS 2 Trans/ormatoren
- Vmax = 120 km
- -3200----H 1173
- fofofofo/fl -formatif
- Fig. 25. — Locomotive à courant monophasé pour trains express lourds (projet).
- Type Allgemeine Elektrizitàts-Gesellschaft, Berlin.
- Explication des termes allemands : Motorleistung 2 X 800 P. S. =2 moteurs de 800 chevaux. — Z max. = effort de tra maximum. — a = ouvertures pour descendre en place et retirer les moteurs.
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- Fig. 26. — Locomotive à voyageurs et express 4-4-0 des chemins d’Etat prussiens-hessois (projet).
- F = Cabine du mécanicien. — L = Réservoir d’air. — K = Compresseur. — T = Transformateur. M = Moteur monophasé de 1,000 chevaux.
- Motor/eistung2x800PS 7C.
- 1 Trans/o rmator Vmax "
- formator
- 12 18 18 18 12
- Fig. 27. — Locomotive à courant monophasé pour trains lourds de voyageurs et de marchandises (Midi français. En construction). — Type A. E. G-.
- Nk?
- Motor/eistung2X1200PS 1 Transformator
- Vmax = 1208m
- Motor
- X
- [jfïF-
- t/Vi /! A‘>nsJormator\^22\,
- 16 16 16
- Fig. 28. — Locomotive à courant monophasé pour express lourds (projet).
- Type A. E. GL
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- Le moteur peut être placé tout à fait en dehors de l’espace compris entre les roues et par suite recevoir de plus grandes dimensions et une plus grande puissance. Cette circonstance est particulièrement importante pour le moteur monophasé qui, avec son collecteur, nécessite une plus grande largeur de construction que le moteur triphasé dont les hagues peuvent être reportées à l’extérieur.
- L’équipement électrique peut devenir aussi simple et aussi économique que possible du fait qu’on emploie un nombre minimum de moteurs très puissants. Aussi les constructeurs sont-ils invités par les administrations de chemins de fer à construire désormais non seulement les petits moteurs qui conviennent plutôt pour les automotrices, mais aussi de grands moteurs pour locomotives, avec réduction proportionnelle du nombre de tours, de façon que la puissance que doit développer la locomotive puisse être produite par deux moteurs (1). Comme un seul essieu moteur ne peut pas transmettre la puissance de si grands moteurs, par suite de la faible charge par roue, il faut accoupler plusieurs essieux. Pour les lignes à profil acci-denté_, il est très avantageux de disposer d’autant d’essieux couplés que possible ; car avec les charges de trains actuellement en usage, on ne peut guère réduire le temps de trajet des express qu’en augmentant la vitesse en rampe : or, ceci nécessite un grand effort de traction.
- Un autre avantage de la position élevée 'des moteurs est leur accessibilité : ils sont faciles à démonter et à retirer pour la réparation. De plus, on n’est pas forcé de fermer le moteur complètement, et il peut donc se refroidir sans moyen artificiel. Ce refroidissement spontané, dû à la position, est important pour les moteurs monophasés, car leurs pertes constantes sont plus élevées que celles des moteurs à courant continu et, par suite, il se dégage plus de chaleur. On ne devrait d’ailleurs pas employer d’autre moyen que le refroidissement spontané : le refroidissement artificiel à l’aide de compresseurs à commande électrique est trop incertain.
- L’emploi de bielles donne donc lieu à une construction extrêmement simple et robuste de la locomotive : par conséquent, il est aussi de la plus haute importance pour le coût et l’économie des locomotives électriques, comparées avec les locomotives à vapeur.
- Cadre d’accouplement. — La commande par bielles s’est développée dans deux sens.
- Abstraction faite des premiers types, elle a été introduite par Kando, concurremment avec un cadre rigide d’accouplement, sur les locomotives des chemins de fer de l’État italien. (Brevet allemand n° 148987.)
- Le cadre d’accouplement constitue un système qui permet de réaliser la liaison des moteurs avec les essieux moteurs, sans interposition d’aucun autre organe de transmission donnant lieu à des pertes par frottement. Toutefois, il résulte du
- (J) Voir le mémoire bavarois, p. 12 de l’annexe.
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- mode de construction du cadre d’accouplement que les moteurs sont encore placés relativement bas dans le châssis de la locomotive. C’est pourquoi on a imaginé en Allemagne le type suivant.
- Bielles d’accouplement avec faux arbre. — Entre l’essieu porteur et le premier essieu moteur, on dispose, des deux côtés de l’axe transversal de la locomotive, un faux arbre, placé au niveau de l’essieu moteur au milieu de la hauteur du châssis de la locomotive et relié aux essieux par des bielles d’accouplement horizontales, aux moteurs par des bielles motrices placées verticalement ou obliquement. (Voir les fig. 24 à 31.)
- Avec cette disposition, les réactions nuisibles sur le fonctionnement des manivelles sont évitées tout autant qu’avec le cadre d’accouplement de Kando. •
- Comme il suftit d’allonger ou de raccourcir la bielle de commande entre le moteur et le faux arbre pour loger le moteur en un point convenable quelconque, on peut mentionner comme un avantage du faux arbre sur le cadre d’accouplement que le centre de gravité peut avoir la position élevée nécessaire pour l’allure stable en courbe et aux grandes vitesses.
- On peut construire de cette façon des locomotives de grande puissance et d’un bon roulement, non seulement pour le service des express, mais aussi pour le service des trains lourds de voyageurs et de marchandises.
- (Au sujet des limites d’emploi de la commande par bielles sur les locomotives à marchandises, par rapport au diamètre des roues motrices et au nombre de tours des moteurs, voir Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1909, p. 425.)
- L’inconvénient du système est l’adjonction d’une nouvelle pièce tournante, d’où augmentation du travail de frottement.
- Après avoir énoncé ces principes généraux de la construction de la locomotive électrique, nous allons examiner rapidement quelques-uns des plus importants types avec commande par bielles et faux arbres pour moteurs monophasés. De ce nombre seront des machines destinées à l’étranger (Suisse et France) et construites en Allemagne. Toutes les locomotives dont il s’agit ici sont munies d’essieux porteurs assurant la douceur de leur roulement.
- S’il est exact en principe qu’aux vitesses relativement élevées la bonne inscription dans les courbes ne peut être obtenue qu’avec des roues porteuses dont le diamètre ne dépasse pas 1 mètre, l’augmentation de poids qu’il faut donner aux locomotives à courant monophasé, à cause du transformateur, par rapport aux locomotives à courant continu ou triphasé, sans transformateur, n’est pas désavantageuse pour les locomotives à voyageurs et express à roues motrices de plus de 1 mètre de diamètre. Elle n’est même pas nuisible pour les locomotives à marchandises, car il est utile que celles-ci aient un plus grand nombre d’essieux moteurs. Il n’y a inconvénient que quand un poids excessif nécessiterait un nombre d’essieux dépassant celui qui conviendrait pour l’exploitation.
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- Locomotive à six essieux dont quatre couplés par paires.— La figure 24 représente la locomotive à courant monophasé du type 2-4-0 + 0-4-2. Cette machine, qui est actuellement construite par l’A. E. G. et la fabrique de locomotives Krauss, à Munich, est destinée à la traction dé trains lourds de voyageurs et de marchandises sur le chemin de fer des Alpes bernoises (tunnel du Lôtschberg).
- Afin d’assurer le passage.facile dans les courbes, la locomotive est divisée en deux unités réunies par une commande électrique du train et ayant chacune deux essieux moteurs et un essieu porteur. Ce dernier est réuni avec l’essieu moteur voisin en un bogie Krauss-Helmholtz et une articulation de la flèche d’accouplement permet à l’essieu moteur de prendre un certain jeu latéral. Au-dessus des essieux porteurs se trouvent les deux transformateurs, contigus aux cabines du mécanicien qui sont suivies des compartiments renfermant les moteurs. Chaque moteur est surmonté, dans la toiture de la locomotive, d’une ouverture a avec couvercle démontable par laquelle on peut retirer les moteurs, pour réparation, à l’aide d’une grue roulante. Un couloir règne dans toute la longueur de la locomotive.
- Chacun des deux moteurs, du type Winter-Eichberg, peut développer une puissance de 800 chevaux. La locomotive doit fournir au démarrage un effort de traction de 13,600 kilogrammes. Sa vitesse maximum est de 76 kilomètres à l’heure. Les caractéristiques du moteur sont représentées dans la figure 36.
- Voir aussi, pour les caractéristiques çt schémas de construction des moteurs Eichberg, la Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1908, p. 1146.
- Locomotive à quatre essieux couplés sur huit (accouplement discontinu). — De la locomotive à 4/6 essieux couplés dont il vient d’être question, l’A. E. G. a déduit, pour des puissances et des vitesses plus considérables encore, le projet d’une locomotive duplex à courant monophasé type 4-4-0 + 0-4-4 pour express lourds (fig. 26). Pour améliorer le roulement et porter le poids à la limite correspondant à la puissance augmentée, l’essieu porteur de chaque unité est remplacé par un bogie. En outre, les deux transformateurs ont été ra pprochés du milieu de la locomotive et les cabines ont été placées contre les parois extrêmes. On réalise ainsi l’avantage d’offrir au mécanicien une meilleure vue sur la ligne et on obtient un grand compartiment, placé sous une toiture commune, où tous les organes mécaniques peuvent être logés de façon qu’on puisse les voir et y accéder sans difficulté.
- Un autre avantage de ce système consiste en ce que la locomotive et le train peuvent être réunis par un soufflet. On peut donc facilement passer de l’une à l’autre; en même temps, la résistance atmosphérique est diminuée. Ghacun des deux moteurs développera 1,200 chevaux; la vitesse maximum sera de 120 kilomètres à l’heure.
- Outre la grande facilité de passage en courbe, ce mode d’accouplement présente Davantage que la demi-locomotive peut encore servir de véhicule lorsque les appareils de traction et de choc sont montés aux deux extrémités.
- Ces demi locomotives peuvent aussi être employées dans le service de banlieue, a
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- Fig. 29. — Locomotive express à courant monaphasé 4-6-4 (projet). Type Siemens-Schuckert, de Berlin,
- et J. A. Maffei, de Munich.
- 30. — Locomotive à courant monophasé pour la ligne badoise du Wiesental, en construction. Type Siemens-Schuckert et Maffei.
- Transformateur avec régulateur du potentiel.
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- Fig. 31. — Locomotive courant monophasé pour la ligne badoise du Wiesental, en construction. Type Siemens-SchuckertJet Maffei
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- la place des automotrices, aux deux extrémités, du train, en développant la même puissance, de sorte qu’un train defce genre peut, comme un train à automotrices, repartir des points terminus sans ’qu’il soit nécessaire de le virer. De cette façon l’équipement électrique est complètement indépendant des voitures à voyageurs.
- Locomotives duplex 2 X|2/4 de l’État [prussien. — Les chemins de fer de l’État prussien ont l’intention (*) d’employer sur la ligne de Magdebourg-Leipzig-Halle des locomotives 2/4 à voyageurs et express (type 4-4-0), qui, en cas de lourdes charges, pourront être utilisées sous forme d’unité double (4-4-0 -f- 0-4-4). Ainsi que le montre la figure 26, le moteur et le transformateur seront placés à découvert sur le châssis.
- Le moteur, d’une puissance de 1,000 chevaux en une heure, agit sur le faux arbre par une bielle motrice verticale.
- Lorsque la locomotive est employée comme demi-unité, il faut la virer aux points terminus afin que le bogie se trouve en tête du train.
- Locomotives à châssis continu. — A côté de ce type de locomotive duplex avec accouplement discontinu ou normal, on a créé un autre système dans lequel on a réuni les deux moteurs sur un châssis continu.
- Locomotives 3/5 à châssis continu. — La figure 27 représente une locomotive de ce genre, du type 2-6-2. Elle est actuellement construite par l’A. E. G. et la fabrique de locomotives Heuschel, de Cassel, pour le chemin de fer du Midi français. Destinée à la remorque de trains lourds de voyageurs et de marchandises, elle a trois essieux moteurs et deux essieux porteurs. La charge par essieu est de 18 tonnes pour les essieux moteurs.
- Les essieux porteurs sont à convergence radiale, tandis que les essieux moteurs sont rigides; seul celui du milieu a un faible jeu latéral, pour faciliter l’inscription dans les courbes.
- La locomotive aura deux moteurs'de 800 chevaux chacun, sa vitesse maximum est de 75 kilomètres à l’heure. Sa construction est parfaitement symétrique. Contrairement au type des figures 24 et 26, on n’a prévu ici qu’un seul transformateur pour les deux moteurs : il est placé à égale distance de l’un et de l’autre. L’ensemble du châssis est surmonté d’une caisse de section rectangulaire. Ce système offre les mêmes avantages que celui*de la figure 25.
- Locomotive 3/7 à châssis continu de VA. E. G. — A cette;!ocomotive 3/5 correspond, pour les très grandes puissances et vitesses, le type de locomotive express 3/7 (4-6-4) représenté par le projet de l’A. E. G. (fig. 28). Les deux moteurs ont une puissance de 1,200 chevaux chacun. La vitesse maximum est de 120 kilomètres à l’heure. Pour améliorer le passage en courbe, les essieux porteurs sont remplacés par des bogies à jeu latéral, avec ressorts de rappel.
- (1) Voir Eleklrische Kraftbetriebe. uncl B-ahnen, 1909, p. 313.“
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- La concentration de toutes les lourdes masses au centre du véhicule exercera une influence capitale sur le roulement des locomotives représentées dans les figures 27 et 28, car le moment d’inertie polaire rapporté à l’axe de gravité vertical de la locomotive est relativement faible, tandis que l’empattement directeur, compté à partir du pivot, est très grand.
- Au surplus, cette locomotive présente les mêmes avantages que celles décrites précédemment.
- Locomotive 3/7 à châssis continu des établissements Siemens-Schuckert. — Un autre type de locomotive a été étudié par les établissements Siemens-Scbuckert avec le concours de la fabrique de locomotives Maffei de Munich : c’est une locomotive express 3/7 (4-6-4), reproduite dans la figure 29.
- Les deux moteurs, d’une puissance de 1,200 chevaux chacun, sont placés ici, d’après les indications du rapporteur, sur les bogies, comme les cylindres des locomotives à vapeur modernes; puis viennent les transformateurs; la cabine du mécanicien se trouve au milieu. Les transformateurs et les moteurs sont protégés par des écrans. Dans ce type le moteur est franchement en dehors de l’espace compris entre les roues.
- Afin qu’on puisse donner aux moteurs une largeur aussi grande que possible et des appuis largement suffisants, le longeron est découpé par le travers des bogies et élargi par une cuvette en acier moulé. La cuvette sert en même temps à renforcer le longeron.
- Cette locomotive, destinée à atteindre une vitesse de 120 kilomètres à l’heure, présente une construction complètement symétrique, avec répartition égale des charges sur le châssis.
- Toutefois les masses sont situées à une distancé relativement grande de l’axe vertical passant par le centre de gravité. Par contre, la position de la bielle qui réunit le moteur au faux arbre, se rapprochant davantage de l’horizontale, exercera une influence avantageuse sur la douceur de roulement de la machine.
- En ce qui concerne la circulation des agents entre la locomotive et le train, pendant la marche, elle est moins facile avec cette construction qu’avec le type à caisse de voiture représenté dans les figures 24 à 28.
- Locomotive 3/5 à châssis continu. — Le type qui précède a servi de point de départ à l’étude de la locomotive 2-6-2 pour trains lourds de voyageurs et de marchandises représenté schématiquement dans la figure 30. Cette locomotive à courant monophasé est actuellement construite par les établissements Siemens-Schuckert et les ateliers de locomotives Maffei pour la ligne du Wiesental.
- Locomotive de la ligne du Wiesental. — La figure 31 est une vue en élévation de cette locomotive.
- La vitesse maximum étant moins élevée, les bogies sont remplacés par des essieux porteurs du type Adam à plans inclinés, pouvant prendre un jeu de 40 millimétrés
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- MotormLagern 107S0kg Stangen a. Lager 200 • B/eche 2000 *
- Balancier 200 •
- Heizkass«j' 1300kg BOB 3001,
- Wasser SOO • 2Trans/àrmatoren12000 HUfetransform.1000 • Stufenscha/ter 300 B/eche aWnke!3300 • 2Sg00h
- ht/ Ootmùalregler beiOotentiafregler
- Fig. 32. — Locomotive à courant monophasé pour la ligne du Wiesental.
- Explication des termes allemands : Belastuugsübersieht = Distribution des charges. — Luftpumpe = Pompe à air. — Zug- u. Stossvorr. = Appareil de traction et de choc. — Bleche u. Winkel = Plats et cornières. — Fusstritte = Marchepieds. — Motor m. Lagern = Moteur avec paliers. — Stangen u. Lager = Bielles et coussinets. — Bleche = Tôles. — Balancier = Balancier. — Drosselspulen = Bobines de réaction. — Blindwelle u. Lager = Faux arbre et paliers. — Stangen = Bielles. — Stromabnehmen = Appareils de prise de courant. — Heiz-kessel = Chaudière. — Wasser = Eau. — Hilfstransform = Transformateur auxiliaire. — Bleche u. Winkel = Plats et cornières. — Holz = Bois. — 2 Transformatoren = 2 Transformateurs. — Stufenschalter = Combi-nateur à échelons. — Bei Potentialregler = Avec régulateur du potentiel.
- Masses suspendues........................ 59,100 kilogrammes.
- Masses non suspendues.................... 9,500 — •
- Poids total. . . 68,600 kilogrammes.
- Support de palier pour la locomotive électrique de la ligne du Wiesental.
- Explication des termes allemands : Mitte Motorwelle = Axe de l’arbre du moteur.
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- \JfmAsle l/mfrtfcazas/saM
- Fig. 34. — Caractéristiques du moteur monophasé Siemens-Schuckert de la ligne du Wiesental.
- Chaque locomotive est munie de 2 moteurs ; diamètre des roues motrices 1.2 mètre; effort de traction d’une locomotive :
- 850
- continu................2X 2,850kilogrammes.
- 1,250
- en 1 heure.............2X «*• 4,100 —
- 2,400
- au démarrage . . . . 2X = 8,000 —
- 3,i50
- maximum................2 X "q-^" = 10.500 —
- Puissance d’un moteur à la tension de Travail continu 850 kilogrammètres. Travail en 1 heure 1,250 kilogramme”’.
- n V PS n V PS
- 275 volts 325 74 390 270 61 475
- 300 volts 358 81 425 302 68 528
- Explication des termes allemands : PS = Chevaux. — v in km. bei 1.2 m. Raddurchmesser — v en kilomètres pour un diamètre de roues de 1.2 mètre. — Wirkungsgrad = Rendement. — Umdrehungen in der Minute = Tours par minute. — Pferdestarken = Chevaux-vapeur. — Hôchste Umdrehungszahl = Nombre maximum de tours. — Drehmoment mkg = Moment tournant en kilogrammètres. — Dauerleistung = Puissance continue. — Stundenleistung = Puissance en 1 heure. — Anfahrleistting = Effort au démarrage. — Maximale Zugkraft = Effort de traction maximum.
- de part et d’autre de la position normale. Les moteurs sont rapprochés davantage du milieu du véhicule et les transformateurs sont placés au centre de la cabine du mécanicien. Le schéma figure 32 indique la répartition des charges entre les roues.
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- Le support des paliers (fig. 33), en acier moulé, affecte la forme d’une cuvette. 11 est accolé au longeron à la façon d’un nid d’hirondelle. C’est sur cette cuvette que reposent les paliers du moteur. Des cales en tôle permettent de régler la position de l’induit.
- Chacun des deux moteurs développe une puissance continue de 390 chevaux ; la puissance en une heure est de 475 chévaux. La locomotive fournit ainsi un effort de traction continu de 3,000 kilogrammes, à une vitesse de 74 kilomètres, et un effort en une heure de 4,000 kilogrammes, à une vitesse de 61 kilomètres; au démarrage l’effort de traction est de 8,000 kilogrammes. La figure 34 donne les caractéristiques du moteur : vitesse, effort de traction, intensité du courant, consommation d’énergie, puissance en chevaux aux diverses tensions obtenues avec l’emploi de eontacteurs.
- Les moteurs sont du type série, avec enroulement compensateur de l’armature et excitation auxiliaire.
- Fig. 35. — Caractéristiques du moteur monophasé WE 151 de l’Allgemeine Elektrizitâts-Gesellschaft.
- Alpes Bernoises, 15 Périodes.
- Explication d,es termes allemands : Zugkraft in kg. eines Motors = Effort de traction d’un moteur en kilogrammes.
- Le diamètre extérieur des moteurs est de 2.180 mètres, celui du rotor de 1.500 mètre. Le collecteur a un diamètre extérieur de 1.400 mètre, avec une largeur de 300 millimètres ; les divisions sont de 6 millimètres. Les balais de charbon ont une section de 12.5x60 millimètres, et 50 millimètres de hauteur.
- L’entrefer est de 2.5 millimètres. Les moteurs sont facilement accessibles et on peut les retirer sans difficulté.
- Les transformateurs ont un rapport de réduction de 10,000 : 300.
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- Les machines n’auront pas de contacteurs, mais seront munies de la graduation finement divisée avec régulateur de potentiel.
- Les deux cabines sont surmontées de deux appareils de prise de courant, consistant en des cisailles qui peuvent être soulevées ou abaissées, par l’air comprimé ou à la main et qui portent un archet facile à mouvoir, de faible masse, avec frotteur en aluminium.
- Les appareils à haute tension sont logés dans une chambre spéciale.
- La locomotive est munie d’une chaudière à vapeur pour le chauffage des trains de voyageurs.
- On construit dix machines de ce type‘pour la ligne du Wiesental. La première doit être terminée pour la fin de cette ahnée et expérimentée sur la ligne de Mur-nau-Oberammergau.
- Nous ne possédons encore aucun renseignement sur la construction des deux autres locomotives qui seront fournies pour la ligne du Wiesental par la maison Brown, Boveri & Cie.
- Quant aux locomotives de la ligne bavaroise de Salzbourg-Reichenhall-Berchtes-gaden, on en établit actuellement les projets.
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- EXPOSÉ N” 2
- (Amérique)
- Par Geo. GIBBS,
- INGÉNIEUR EN CHEF DE LA. TRACTION ÉLECTRIQUE DU “ LONG ISLAND RAILROÀL
- AVANT-PROPOS.
- Nous tenons à préciser que cet exposé n’a pour objet que l’étude de la pratique américaine de la traction électrique appliquée dans les conditions des chemins de fer à vapeur et notamment de l’électrification de ces derniers; il ne comprend pas les services urbains à voitures isolées, ni l’extension du même système aux chemins de fer économiques à trolley, interurbains ou ruraux. Ces derniers se sont quelquefois développés en réseaux ferrés très importants, avec plate-forme indépendante, et se rapprochant, au point de vue de la longueur et des vitesses, des conditions qui existent sur les chemins de fer . à vapeur, mais ils se différencient de ceux-ci par la nature moins complète des règlements de la circulation des trains, des installations de la ligne, telles que stations, voies de garage, signaux, etc., et de l’organisation adoptée pour assurer le service général des transports, locaux et en correspondance, de voyageurs et de marchandises.
- La question de la traction électrique offre un très grand intérêt pour les directeurs et les ingénieurs de chemins de fer, au double point de vue des économies qu’il est possible de réaliser avec les méthodes d’exploitation existantes et des moyens de conserver et d’augmenter leur trafic, concurremment avec de nouvelles lignes construites exclusivement pour le nouveau mode de traction. /
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- Aperçu historique.
- La traction électrique a pris un essor rapide. La première application industrielle, en Amérique, du moteur électrique au service de la traction fut faite sur des tramways en 1888, et ses avantages sur la traction animale furent si évidents que son emploi ne tarda pas à se répandre, pour cet usage, dans les différentes grandes villes des États-Unis. Son application fut limitée aux tramways jusqu’en 1895, année où la Compagnie du « Baltimore & Ohio Railroad » entreprit l’expérience hardie d’équiper pour la traction électrique sa ligne en souterrain et sa gare de la ville de Baltimore. Conçue en vue de la remorque électrique des plus lourds trains de marchandises et de voyageurs de grande ligne sur une section de faible longueur, mais en forte rampe continue, cette installation franchissait d’un coup de nombreuses étapes de l’évolution du nouveau mode de traction. Tout en étant expérimentale sous beaucoup de rapports, elle démontra qu’il était matériellement possible de remorquer électriquement des trains lourds et répondit à son objet, qui était la suppression de la fumée dans le tunnel.
- La première démonstration de l’utilité de la traction électrique pour le service des voyageurs sur les lignes suburbaines fut faite sur un chemin de fer aérien de faible longueur, à l’Exposition universelle de Chicago, en 1893, où des trains légers furent remorqués électriquement dans l’enceinte de l’exposition. Elle fut suivie, en 1895, de l’équipement d’un nouveau réseau de chemins de fer aériens (le « Metropolitan »), dans la même ville. Dans ces deux cas, des voitures automotrices placées en tête des trains remorquaient des voitures d’attelage. L’installation suivante, en 1898, sur un autre réseau de chemins de fer aériens de Chicago, eut pour objet l’électrification d’un chemin de fer à vapeur ; elle marqua un nouveau pas, et un pas important, dans l’évolution de la traction électrique, par l’introduction du système « à unités multiples », consistant à mettre plusieurs voitures automotrices dans un train et à les commander simultanément de la voiture de tête. Ces différentes installations établirent des types normaux pour l’électrification successive de tous les réseaux de chemins de fer aériens du pays ; il en résultait plusieurs avantages ; la locomotive à vapeur était supprimée pour la traction des trains circulant dans l’intérieur des villes, la capacité de transport des lignes était notablement augmentée et la vitesse moyenne du service devenait sensiblement plus grande.
- Après l’installation du ce Baltimore & Ohio », aucune nouvelle application de la traction pouvant être considérée comme rentrant dans le cadre de cet exposé ne fut faite avant 1905, date de l’électrification des lignes de banlieue du « Long Island Railroad », près de New-York City. Cette installation constitue le véritable point de départ de l’évolution en question; elle fut à cette époque — et reste encore maintenant — la transformation la plus importante d’un chemin de fer à vapeur existant par la traction électrique à unités multiples dans un service de banlieue. Elle fut suivie, en 1906, d’un équipement analogue du « West Jersey & Seashore Railroad » (réseau du Pennsylvania), de Camden, près Philadelphie, à Atlantic City; la longueur
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- de la ligne est de 65 milles (104.6 kilomètres) : on peut dire que c’est le premier exemple de traction électrique pour le service des express de grande ligne.
- La même année un autre progrès dans cette voie fut réalisé : ce fut l’introduction de la traction électrique sur le « New-York Central & Hudson River Railroad » pour l’entrée dans sa gare de New-York City. Elle peut être regardée comme le premier exemple d’un service électrique de très gran.de gare pour tous les trains de voyageurs d’une ligne de premier ordre et sera étendue, quand la construction de la nouvelle gare sera terminée, à la remorque électrique de tous les trains dans un-rayon de 30 milles (48 kilomètres). En 4907 vint l’électrification du « New York, New Haven & Hartford Railroad », aux abords de New-York, imposée d’abord par la condition de son entrée sur les voies du « New York Central » et étudiée pour assurer électriquement un service local et direct très intense sur un chemin de fer à quatre voies et sur'une longueur de 34 milles (54.7 kilomètres), à partir de New-York. Cette distance comprend 13 milles (21 kilomètres) de voies du a New York Central ».
- La traction électrique pour la remorque de trains de marchandises dans les districts ruraux fut inaugurée en 1907 sur une nouvelle ligne, le « Spokane & Inland Railway», dans l’Etat de Washington. Sans rentrer dans les électrifications de chemins de fer à vapeur, c’est un exemple de traction électrique réalisant les conditions d’un chemin de fer à vapeur. La même année, le service électrique fut inauguré sur une division du « West Shore Railroad » (réseau du « New York Central »), entre Utica et Syracuse, ainsi que sur la division de Rochester de 1’ « Erie Railroad ». Ces deux installations sont destinées à vérifier les résultats que donne, au point de vue de l’exploitation économique et du développement du trafic, la traction électrique appliquée au service local de voyageurs sur les chemins de fer à vapeur.
- En 1908, le « Grand Trunk Railway » électrifia sa ligne dans le tunnel passant sous le détroit, à Sarnia, Ontario; c’est un exemple d’une section intermédiaire de grande ligne sur laquelle on emploie la traction électrique pour remorquer des trains de voyageurs et de marchandises dans des conditions locales spéciales.
- En 1909, a été terminée l’installation faite par la Compagnie du « Great Northern Railway », dans son tunnel de la Cascade, État de Washington. Elle fut décidée surtout, comme on l’avait fait dans les tunnels de Raltimore et de Sarnia, pour supprimer la fumée dans un long souterrain; on se propose, toutefois, d’étendre plus tard ce système à la traction sur une division de montagne d’une grandeùigne directe de l’Ouest.
- Il y a lieu de prévoir qu’au moment où cet exposé sera soumis au Congrès, l’importante entreprise du « Pennsylvania Railroad », qui consiste à amener son trafic de grandes lignes dans la ville de New-York par des tunnels passant sous l’Hudson et l’East River, sera terminée et mise en exploitation. La conception de ce projet grandiose se fondait sur l’emploi du courant électrique pour la traction des trains.
- L’aperçu historique qui précède comprend les faits les plus importants qui ont
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- marqué en Amérique l’évolution du nouveau mode de traction et son adaptation aux diverses conditions qui se rencontrent sur les chemins de fer à vapeur. On trouvera en annexe un résumé succinct des caractéristiques des différentes installations.
- On verra que presque toutes les conditions d’un chemin de 1er à vapeur sont remplies par les installations citées plus haut, dont beaucoup sont d’une nature extrêmement importante et étendue. Il reste maintenant à examiner les résultats d’exploitation, à perfectionner le système et à déterminer dans quelle mesure le remplacement de la locomotive à vapeur est justifié par des conditions économiques-ou de trafic.
- Systèmes employés.
- Nous ne les examinerons ici que d’une manière très générale, car il serait inutile,, pour les besoins de cet exposé, d’étudier en détail les caractéristiques électriques des différents systèmes de traction.
- Dans les premières installations, on employa le système « à courant continu », comportant la production de courant continu dans une usine génératrice, sa transmission sous le voltage de production par les conducteurs de la ligne, c’est-à-dire par un fil à trolley ou un troisième rail, et son utilisation dans des moteurs à courant continu.
- A mesure que les distances et la consommation d’énergie augmentèrent, on substitua à ce système la production de courant alternatif, sa transmission sous des tensions relativement élevées, sa transformation en courant continu à plus faible tension dans des sous-stations et sa distribution aux conducteurs de la ligne, enfin son utilisation dans des moteurs à courant continu comme précédemment. Dans presque toutes les applications de la traclion électrique à des trains lourds faites jusqu’en 1907, on a employé ce dernier système, que nous désignerons en abrégé sous le nom de système alternatif-continu.
- En 1907, le système purement alternatif fut adopté; il comprend la production de courant alternatif, sa transmission comme monophasé sous une tension relativement élevée aux conducteurs de la ligne, et sa transformation en courant à faible tension, pour être utilisé dans les moteurs à courant alternatif des locomotives; nous appellerons ce système « monophasé ». On en trouve des exemples dans lés installations du « Spokane & Injand », du « Grand Trunk » et du « New York, New Haven & Hartford ».
- • L’installation faite par le « Great Northern Railway » dans son tunnel de la Cascade a inauguré en Amérique le système à courant alternatif polyphasé. Du courant alternatif triphasé est produit et fourni aux conducteurs de la ligne sous une tension relativement élevée, pour être transformé et utilisé dans des moteurs triphasés sur la locomotive. Nous lui donnerons la dénomination abrégée de « système triphasé ».
- Les éléments de tous ces systèmes sont les mêmes, en ce sens qu’ils comportent la
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- production du courant dans une usine centrale, sa transmission à des lignes de contact posées le long des voies et sur lesquelles le courant est capté pour être employé dans les moteurs des trains. Par contre, ils diffèrent radicalement par les détails de construction, et par bien des côtés leurs particularités caractéristiques individuelles sont des questions extrêmement importantes et intéressantes pour l’ingénieur qui étudie ce sujet; mais il ne serait guère opportun de les examiner dans une note générale du genre de cet exposé. Pour l’ingénieur de traction d’un chemin de fer à vapeur, ils se distinguent surtout entre eux par le système de conducteurs de service, par le dispositif employé pour la captation du courant, par la simplicité relative des méthodes d’exploitation et d’entretien, enfin par leur puissance de débit, leur souplesse et leur économie.
- Parmi les différents systèmes énumérés plus haut, celui qui emploie uniquement le courant continu est le seul qui ne soit plus actuellement appliqué à la traction des trains sur les grands chemins de fer ; nous ne nous en occuperons pas ici, à cause du rayon limité de son emploi. Un système que nous avons passé sous silence et dont on ne paraît malheureusement pas envisager l’application au service général des chemins de fer est la traction électrique à l’aide d’appareils autonomes placés sur les locomotives ou les voitures, en d’autres termes, un système qui élimine la ligne de contact, faisant partie intégrante de l’évolution actuelle. Or, quel que soit le degré actuel de perfection de cet élément d’un système de traction électrique, sa suppression ne serait pas beaucoup regrettée par les praticiens des chemins de fer.
- Le système alternatif-continu étant en service depuis plus longtemps et sur une bien plus grande échelle que tous les autres, on peut réunir plus de faits et de chiffres à son sujet et par suite c’est surtout à ce système que s’appliquera la discussion des résultàts. Sans doute l’année 1910 fournira de nombreux renseignements sur les intéressants systèmes monophasé et triphasé ; nous espérons d’ailleurs que la discussion qui aura lieu au Congrès complétera notre exposé surtout en ce qui concerne ces systèmes.
- Méthodes d’exploitation.
- La nature du service détermine le choix entre les automotrices ou les locomotives; à ce point de vue, la traction électrique diffère de la traction à vapeur avec laquelle on assure tout le service au moyen de locomotives. En général, les méthodes de traction électrique tendent, aux États-Unis, à employer des trains à unités multiples pour tous les petits parcours et pour le service local. Les locomotives électriques ne sont utilisées qu’en cas de nécessité, c’est-à-dire pour les longs parcours d’express pour lesquels il faut que les voitures franchissent la zone électrique, pour les services spéciaux de marchandises, tels que le service de poussée dans les fortes rampes et le service des tunnels, enfin pour les manœuvres de gare. Cette division est logique, car elle utilise une propriété particulière de la traction électrique, nous voulons dire la possibilité de concentrer une grande puissance sur le train en munissant de
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- moteurs un nombre déterminé d’essieux et en utilisant ainsi la partie nécessaire de la charge comme poids adhérent. Il en résulte une accélération rapide du train, au démarrage, et une réduction proportionnelle du temps de trajet total sur les lignes à fréquents arrêts et démarrages. On se fera une idée nette de cet avantage des trains à unités multiples en considérant que les services locaux sont surtout alimentés par une catégorie de voyageurs, connus sous le nom d’abonnés, qui font chaque jour le trajet entre leur résidence et leur bureau. En règle générale, il ne faut pas que le voyage, dans chaque sens, dépasse une heure par jour, soit une distance de 24 milles (38.6 kilomètres) par les trains locaux à vapeur les plus rapides, dont les arrêts sont espacés de 1 à 2 milles (1.6 à 3.2 kilomètres). Un train électrique à unités multiples parcourt, dans ces conditions, une distance d’environ 23 p. c. plus grande, soit 30 milles (48 kilomètres), dans le même temps ; ou, inversement il fournira un trajet de 24 milles (38.6 kilomètres) en quarante-cinq minutes, au lieu de soixante. En d’autres termes, l’augmentation de vitesse réalisée par la traction électrique représente, pour une catégorie importante des clients du chemin de fer, ou bien une économie de 23 p. c. sur le temps passé chaque jour dans le train, ou bien la possibilité d’habiter plus loin de la ville sans augmenter la durée de leur voyage. Cet élargissement de la zone du service de banlieue est évidemment une considération qui a de l’importance pour un chemin de fer lorsqu’il s’agit de conserver et de développer une nombreuse clientèle.
- D’autres faits importants conduisent à l’adoption générale du système des trains à unités multiples : c’est d’abord la grande souplesse qui caractérise ce système au point de vue de la formation des trains, sans qu’il en résulte des manœuvres compliquées et longues dans les gares ; c’est ensuite la facilité avec laquelle on réexpédie les trains à leur arrivée au point terminus, quand il s’agit d’un service à départs fréquents, et la réduction au minimum de la place qu’ils occupent dans les gares s’étendant sur des terrains d’un prix élevé. Pour tirer le meilleur parti de ces avantages, il faut que chaque voiture du train soit une automotrice; mais lorsque le service est relativement facile, on a souvent avantage à composer le train d’un certain nombre de remorques, car, à nombre égal de places offertes, il en résulte une économie de premier établissement et de poids.
- Lorsqu’on emploie des locomotives électriques, les méthodes d’exploitation sont à peu près les mêmes qu’avec les locomotives à vapeur, si ce n’est que deux locomotives électriques peuvent être conduites comme une seule unité, ce qui facilite la double traction.
- Nature de l’équipement.
- Nous résumerons dans ce chapitre les caractéristiques générales les plus importantes de la pratique ordinairement suivie pour l’équipement électrique, en y rattachant des observations succinctes sur leur sûreté de fonctionnement sur la mesure dans laquelle elles répondent au service demandé.
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- Usines génératrices. — Presque partout on emploie des usines centrales avec chaudières et machines à vapeur, car, dans la partie Est du pays, on ne dispose généralement pas de forces hydrauliques suffisantes pour établir des usines hydroélectriques. L’extension du rayon de transmission par l’emploi de voltages très élevés permettra sans doute plus tard d’utiliser la force hydraulique dans une certaine proportion, bien que le nombre de sources possibles de cette force soit limité dans les régions à population dense des États-Unis. D’ailleurs, l’économie due à son emploi n’est pas toujours aussi considérable qu’on le suppose : d’abord, parce que la charge d’un chemin dé fer est de nature très variable, et ensuite parce qu’il n’est généralement pas possible de donner à la station hydro-électrique un emplacement central relativement aux charges de traction, ni même de la placer sur la ligne même du chemin de fer. Dans les cas de ce genre, le problème de la transmission par une voie située sur terrain étranger ou acheté prend de l’importance dans le projet d’électrification, et les frais et les difficultés d’exploitation d’une usine mal située peuvent contrebalancer une partie plus ou moins considérable des économies établies par le calcul. Dans un certain nombre d’installations des premiers temps, on a jugé utile de doubler les usines génératrices, afin de disposer d’une réserve en cas d’accident, et souvent le faible voltage de transmission a conduit à la création de plusieurs usines, pour économiser la dépense en cuivre de la ligne. Dans ces derniers temps, toutefois, on a une tendance à centraliser la production d’énergie dans, une seule usine; on a constaté, en effet, que l’arrêt total d’une usine génératrice moderne et un fait qui se produit rarement, et qu’une fermeture temporaire est de si courte durée que le service peut être repris dans l’usine en moins de temps qu’il n’en faudrait pour effectuer les manœuvres compliquées nécessaires pour obtenir une énergie suffisante de l’usine auxiliaire. En outre, l’emploi de deux ou plusieurs usines entraîne une plus grande dépense d’établissement en machines de réserve, un plus faible facteur de charge pour chaque usine et un surcroît de frais d’exploitation.
- Lignes de transmission. — Excepté dans les grandes villes, on se sert généralement de lignes de transmission aériennes. Elles sont portées par de robustes poteaux ou pylônes, de préférence en acier; lorsqu’on emploie deux ou plusieurs circuits, on a généralement reconnu inutile de doubler les lignes de poteaux, car le dérangement complet de la ligne principale directe est un fait qui se produit rarement. Les incidents dans les lignes de transmission sont surtout dus à des ruptures d’isolateurs, généralement par suite d’actes de malveillance, et à des effets de la foudre ; mais ils n’intéressent généralement qu’un seul circuit. Les lignes principales posées sur des poteaux ou pylônes en acier peuvent porter de cinq à huit circuits à trois fils ou câbles nus de cuivre, d’environ 0.2 pouce carré (129 millimètres carrés) de section. Pour les distances de transmission atteignant 20 milles (32 kilomètres), la tension généralement adoptée est de 11,000 volts; pour les distances plus importantes, la tendance est de porter le voltage de transmission à 22,000, 33,000, 66,000 volts et même au delà.
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- Dans les grandes villes, la transmission par câbles souterrains devient nécessaire; les câbles passent dans des conduits en terre cuite, posés dans du béton, avec des trous d’homme espacés de 400 pieds (122 mètres). Les câbles sont généralement du type à trois conducteurs, avec isolant en papier et gaine en plomb. Les lignes souterraines doivent être employées le moins possible, à cause de leur très grande dépense de premier établissement et de la difficulté d’assurer un emplacement permanent et un bon drainage Elles soilt exposées à des détériorations sans fin, occasionnées par l’humidité et l’électrolyse, et en cas d’un défaut d’isolation, elles ne peuvent pas être réparées économiquement ni promptement. Il faut, en particulier, éviter une combinaison de transmission aérienne et souterraine, à cause des risques que les câbles courent du fait de la foudre; lorsque la ligne mixte est absolument nécessaire, il faut protéger l’entrée et la sortie de la partie souterraine au moyen de parafoudres.
- Sous-stations. — Le système alternatif-continu nécessite la présence de sous-stations renfermant des appareils transformateurs et convertisseurs pour changer le courant alternatif transmis de l’usine génératrice en courant continu du voltage employé sur les voitures. Ges sous-stations sont situées à la plus grande distance compatible avec l’économie de cuivre dans les feeders. En règle générale, leur espacement ne dépasse pas 8 milles( 13 kilomètres). Dans le service pratique, ces sous-sta-tions ont été reconnues d’un fonctionnement extrêmement sûr; les machines employées sont simples et capables de résister à de fortes fluctuations de charge sans s’avarier, de sorte qu’il arrive rarement que les rapports leur imputent une insuffisance de distribution de courant.
- Dans les premières installations de chemins de fer, les sous-stations à convertisseurs tournants, décrites plus haut, étaient souvent complétées par des sous-stations à batteries d’accumulateurs, pour assurer la continuité absolue du courant fourni aux trains en cas d’avarie temporaire aux sous-stations ou aux lignes d’alimentation ; la capacité de ces stations d’accumulateurs était suffisante pour porter la charge pendant une heure ou deux. Elles étaient destinées, en outre, à servir d’amortisseurs de charge pour l’usine génératrice et les sous-stations à convertisseurs, et à assurer de cette façon l’économie des appareils et de l’exploitation. Les stations d’accumulateurs étaient justifiées dans ces installations du début par la grande importance de leur rôle de tampons, à une époque où l’expérience qu’on avait des stations à convertisseurs tournants et des lignes de transmission à longue distance, était limitée et où l’on ne savait pas encore s’il était possible de compter sur leur bon fonctionnement.
- A Actuellement, au contraire, on établit rarement des sous-stations d’accumulateurs pour la traction électrique des lourdes charges, parce qu’on les juge inutiles, tant au point de vue de la sécurité que de l’économie d’exploitation. Lorsqu’elles ont ete installées, on estime maintenant plus économique de les regarder simplement comme des dispositifs de sûreté et non comme des régulateurs des fluctuations de la charge. Par suite, elles restent généralement chargées à leur limite supérieure et ne sont pas régulièrement intercalées dans la ligne.
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- Dans les systèmes à courant alternatif, simple ou polyphasé, on emploie également des sous-stations ou leur équivalent, mais elles sont beaucoup plus simples et plus économiques que dans le cas du système alternatif-continu. Quelquefois, ce sont de simples stations de sectionnement, servant à diviser la ligne en sections de feeders; mais elles peuvent servir aussi à transformer la haute tension d’alimentation en une plus faible tension de distribution. En raison du haut voltage employé dans les conducteurs de service, ces sous-stations peuvent être établies à des intervalles moins fréquents que pour le système alternatif-continu .; leur espacement dépend surtout des conditions de sectionnement et d’aiguillage. Comme elles ne renferment pas de machines tournantes, elles peuvent, dans certains cas, se passer d’un personnel de surveillance régulier, ce qui donne lieu à la suppression d’un chapitre important de frais d’exploitation du système alternatif-continu; néanmoins, sur les lignes à circulation intense, le personnel de surveillance sera probablement jugé nécessaire pour les manœuvres d’urgence et d’aiguillage et pour assurer le bon fonctionnement de l’ensemble du réseau et la prompte localisation des défauts.
- Conducteurs de service. — Nous entendons par ce terme le conducteur ou les conducteurs régnant au-dessus ou le long de la voie pour distribuer l’énergie aux trains par le contact des appareils de prise de courant montés sur les voitures. Le type bien connu de fil à trolley aérien, employé avec succès pour le service des voitures isolées légères, ne convient pas pour la traction des trains rapides et lourds, à cause de la capacité insuffisante du fil pour fournir le courant, de la difficulté de maintenir le contact en vitesse et de capter de grandes quantités de courant sur une petite surface. Pour le système alternatif-continu, on a substitué au fil un troisième rail, posé le long de la voie qu’il dessert et monté sur des isolateurs qui reposent sur la voie. Il prend souvent la forme d’un rail normal à patin, mais depuis quelque temps on emploie de préférence un profil spécial et une qualité spéciale d’acier doux, destinés à augmenter sa conductivité. Dans l’installation du « Pennsylvania Railroad », ce conducteur pèse 150 livres par yard (74.41 kilogrammes par mètre) et équivaut, au point de vue de la conductivité, à 1.9 pouce carré (1,226 millimètres carrés) de section transversale de cuivre. D’une façon tout à fait générale, le troisième rail est protégé contre les contacts accidentels par une enveloppe en bois; mais en pleine campagne, sur lés chemins de fer à plate-forme indépendante, cette enveloppe est souvent supprimée, h’American Railway Association a récemment établi des cotes normales pour l’emplacement et l’écartement des troisièmes rails conducteurs (voir annexe B), pour faciliter-l’échange de trafic entre les différents chemins de fer et dans le but d’empêcher que le matériel roulant ou l’équipement de la voie pénètre dans l’espace nécessaire pour le troisième rail.
- Deux types de troisième rail (voir annexe B) sont généralement employés : le rail à contact supérieur et le rail à contact inférieur. Dans le premier type, le courant est capté par un patin frottant sur la surface supérieure du rail ; ce type, qui a été
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- employé tout d’abord, est maintenant encore en usage dans beaucoup de cas. Le second type a la surface de contact ou de frottement placée en dessous ; il a été employé dans ces derniers temps pour un certain nombre d’installations importantes; les frais d’établissement et d’entretien sont plus élevés qu’avec le rail à contact supérieur, mais on peut le garantir d’une manière plus efficace contre les contacts accidentels de personnes et contre les effets préjudiciables de la neige et de la glace.
- Les tensions employées avec le troisième rail varient de 500 à 650 volts et étaient fixées initialement par les conditions de construction du moteur, qui limitèrent la pression admissible à ce maximum. Cependant, les récents perfectionnements apportés aux moteurs à courant continu permettront d’employer un voltage plus élevé, pouvant atteindre environ 1,200 volts, et on a recommandé de faire usage de cette tension élevée dans les conducteurs de service, ce qui, à puissance égale, réduirait de moitié le courant nécessaire avec une tension de 600 volts ; il en résulterait une économie sur les lignes de distribution et d’alimentation et une diminution du nombre de sous-stations nécessaires. On n’a pas encore une expérience assez longue de ce système à courant continu de 1,200 volts pour pouvoir affirmer qu’il répondra en pratique à toutes les conditions des chemins de fer ordinaires. Il semblerait que l’emploi d’un conducteur à si haute tension, dans les conditions normales du service des ehemins de fer, donnera lieu à des difficultés et qu’il en résultera un surcroît de danger pour le personnel et pour les autres personnes. L’expérience montre que, sous une tension de 600 volts, l’isolation du troisième rail peut être assurée pratiquement, même dans les cas où les isolateurs sont couverts de poussière et d’humidité ; mais lorsque le voltage est sensiblement augmenté, les difficultés d’entretien deviennent plus grandes. Il ne faut pas oublier que les conditions sont assez imparfaites dans le voisinage d’une voie de chemin de fer et qu’il faut donc que les appareils soient de nature à fonctionner, même quand ils sont plus ou moins négligés ou mal employés.
- L’introduction des systèmes de traction à courant alternatif a déterminé le retour aux conducteurs aériens au lieu du troisième rail, à cause des hautes tensions employées. Un voltage élevé dans la ligne de distribution est la condition essentielle de ces systèmes et constitue l’innovation importante sur les méthodes d’électrification décrites précédemment. Le conducteur de service est, dans un système de traction, l’élément que l’on peut considérer comme le plus vulnérable ; il représente le moyen d’appliquer l’énergie à un train, sans interruption, par l’intermédiaire d’un appareil de prise de courant qui est en mouvement. La ligne de contact à haute tension a nécessité ou permis, si on préfère l’envisager ainsi, un changement radical dans la nature physique du conducteur de service, au grand avantage, affirme-t-on, de cet anneau principal et faible de la chaîne des éléments d’un système complet. Ses partisans prétendent qu’une plus grande économie de premier établissement, la simplicité de l’installation et la sûreté de fonctionnement sont les conséquences de l’emploi d’un conducteur aérien.
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- Pour les trains lourds et rapides, la construction de ce système aérien est radicalement différente de celle de la ligne à trolley ordinaire pour trains légers, établie pour le courant continu à basse tension. Le système de suspension dit « caténaire » est employé pour maintenir le fil dans un plan parallèle à la voie, il faut que les méthodes d’isolement soient perfectionnées, et l’appareil de prise de courant monté sur la voiture prend la forme d’un patin frotteur. Ce système étant encore tout à fait nouveau et dans sa période d’évolution, il sérail prématuré, à l’heure actuelle, de vouloir se prononcer avec certitude sur ses résultats pratiques dans le service des grands chemins de fer. On a éprouvé des difficultés à maintenir le fil de contact dans un plan invariable et à lui donner en même temps une flexibilité suffisante, avec les compensations nécessaires de la dilatation et de la contraction occasionnées par les changements de température, pour assurer la captation sans étincelles du courant pour les trains lourds marchant à grande vitesse. Aux vitesses modérées, ne dépassant pas, par exemple 40 milles (64.4 kilomètres) à l’heure, la captation sans étincelles n’est pas difficile à réaliser, mais il en est autrement aux vitesses plus élevées : les formations d’étincelles sont fréquentes et gênantes, l’usure rapide des frotteurs en est la conséquence. On a constaté aussi que les « points durs » de la ligne, tels que ceux causés par les aiguillages et les descentes.brusques sous les ponts, etc., étaient particulièrement gênants à cause des étincelles et de l’usure des lignes aériennes. Il devient plus difficile de remplir toutes ces conditions sur les lignes à voies multiples, cependant de grands progrès ont été réalisés dans la combinaison des détails d’un système à conducteur aérien à haute tension fonctionnant dans de bonnes conditions.
- En ce qui concerne le troisième rail, on en connaît assez bien les caractéristiques et les limites d’emploi grâce à l’expérience d’un certain nombre d’années sur les réseaux qui l’emploient. D’une manière générale, il a démontré sa sûreté de fonctionnement; il n’a pas été reconnu particulièrement dangereux pour le personnel ni pour les autres personnes ; il n’a pas ajouté notablement aux frais ni aux difficultés d’entretien de la voie; enfin, il fournit un moyen sûr d’amener, sans étincelles pour ainsi dire, de fortes quantités de courant à un train marchant à grande vitesse. Les inconvénients du troisième rail peuvent être énoncés d’une manière générale comme suit : Dans les gares compliquées il est impossible, en certains points, de poser le rail de manière à assurer le contact continu pour les locomotives électriques, et il faut employer simultanément un contact aérien auxiliaire; par contre, quand il s’agit de trains à unités multiples de plus de deux voitures, le contact continu peut être assuré dans tous les points sans qu’on ait à recourir à des conducteurs aériens. L’hiver, il peut se produire des incidents dus à la neige et à la formation de glace sur le rail, occasionnant des étincelles et des ruptures de contact. La neige n’est généralement un inconvénient que quand elle atteint une certaine épaisseur, qu’elle est sèche et qu’elle s’abat en tourmentes ; mais, en Amérique, il se produit, au commencement et à la fin de l’hiver, de brusques changements atmosphériques qui se traduisent par une pluie fine et froide, provoquant la formation de glace sür un
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- rail précédemment refroidi au-dessous du point de congélation. La glace peut être -enlevée par des lames spéciales fixées sur les châssis des voitures, ou en laissant tomber sur les rails une solution de chlorure de calcium, d’un véhicule avançant lentement ; mais les tempêtes arrivent si subitement qu’il est parfois difficile d’appliquer les remèdes en temps utile pour empêcher les retards. Les lignes aériennes à haute tension ne sont pas complètement indemnes des inconvénients dus à la glace mais il en résulte moins fréquemment des retards.
- Moteurs. — Le moteur de chemin de fer à courant continu de 600 volts a été porté à un degré élevé de perfectionnement mécanique et électrique. Le type le plus récent, dit « interpole », comprend de petits pôles de commutation entre les pôles inducteurs principaux ; ils ont pour effet de relever dans une proportion sensible la limite d’une bonne commutation et de supprimer à peu près complètement les étincelles aux balais.
- L’augmentation du poids des véhicules a entraîné l’élévation progressive du poids et de la puissance des moteurs, et aujourd’hui il semble qu’on ait atteint la limite des dimensions du moteur que l’on peut sans inconvénient placer sur un bogie. Cette limite pratique est tracée tant par les dimensions maximums que peuvent recevoir les bogies que par les pressions que les engrenages peuvent subir en faisant un service d’une certaine durée. Le plus grand moteur actuel est celui connu dans le commerce sous le nom de moteur de 200 chevaux, puissance d’une heure. Avec la ^ventilation forcée, il peut prendre, sous 600 volts, 200 ampères d’une manière continue, ce qui représente une puissance continue de 140 chevaux. La ventilation forcée est assurée en montant, sur le châssis ou la caisse de la voiture, un petit ventilateur, actionné par un moteur, qui envoie une grande quantité d'air à basse pression dans les enveloppes des moteurs. Ce système a été en usage en 1908, avec de bons résultats, sur le « Long Island Railroad », qui l’applique maintenant à tout son matériel neuf. Des essais ont montré qu’avec un ventilateur d’une puissance d’un cheval, la puissance continue des moteurs de la voiture est augmentée d’environ 40 p. c.; c’est une différence très importante dans un service local avec des arrêts fréquents.
- Les moteurs « gearless » (à induit monté concentriquement sur l’essieu) n’ont guère été employés pour les voitures automotrices, car ils sont coûteux et lourds pour une production donnée, représentent des masses excessives non' suspendues sur ressorts et nuisent à la construction rationnelle des bogies. Dans la pratique ordinaire, on emploie des moteurs avec engrenages à simple réduction.
- Il est d’usage de munir chaque voiture automotrice de deux moteurs sur l’un des bogies, l’autre étant porteur. Lorsque les voitures sont légères, les trains sont composés, d’une manière tout à fait générale, d’automotrices et de remorques jusqu à concurrence de la limite de puissance des moteurs dans un service donné; la proportion ordinaire dans les trains mixtes est de trois automotrices pour deux remorques. Par suite de l’augmentation progressive du poids des voitures, on en est
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- arrivé à ne former les trains que d’automotrices : nous noterons, en passant, que ce fait est avantageux pour la souplesse dans la distribution du matériel et donne des facilités pour la formation des trains.
- Pes moteurs de traction à courant alternatif simple ont été introduits dans la pratique, mais on n’en a pour ainsi dire pas d’expérience, sauf sur des voitures isolées;' cependant, si le système monophasé vient à être appliqué avec succès pour le service local, il faudra les employer. Les moteurs monophasés, tels qu’on les construit actuellement, sont un peu plus grands, pèsent davantage à production égale et ont un rendement légèrement inférieur à celui des meilleurs types de moteurs à courant continu; ils ont aussi une caractéristique de vitesse plus élevée et nécessitent une plus grande réduction par engrenage pour les conditions de vitesse des trains du service local. En considérant les poids relatifs d’un équipement électrique complet,, moteurs et appareils de manœuvre, on a calculé que pour le cas particulier d’un service suburbain à unités multiples, avec des voitures lourdes, un équipement monophasé à 11,000 volts, 15 périodes, pèse environ 50 p. c. de plus qu’un équipement à courant continu de la même puissance, et correspond à une augmentation d’environ 12 p. c. du poids total d’une lourde voiture à courant monophasé par rapport au poids d’une voiture avec moteurs à courant continu de la mémo puissance.
- Les moteurs pour locomotives électriques sont susceptibles d’un traitement spécial et ont suivi une évolution plus ou moins indépendante, comme nous le verrons plus loin.
- Commande des moteurs. — Le système de commande par unités multiples est universellement employé pour les automotrices lourdes, isolées ou réunies en trains; il est vrai que l’appareil est compliqué, encombrant, lourd et coûteux, mais par contre on l’a trouvé en service d’un fonctionnement extrêmement sûr. Deux systèmes sont d’un usage général : le Sprague-General Electric, qui est un système de commande purement électrique, et le système électro-pneumatique Westinghouse qui, comme son nom l’indique, emploie l’air comprimé et l’électricité. Les deux systèmes fonctionnent bien et sont employés l’un et l’autre tant avec des moteurs à courant alternatif qu’avec des moteurs à courant continu.
- Locomotives électriques. — Les locomotives électriques pour trains lourds ne sont pas encore sorties de la période de développement ; on a tenté de nombreux efforts pour perfectionner leur construction, mais il reste beaucoup à faire avant que les questions de construction et de service pratique aient atteint le degré de connaissances accumulées que nous possédons sur ces éléments dans les locomotives à 'apeur. Au début, l’attention se portait surtout sur le perfectionnement des appareils électriques; on n’appréciait pas à toute sa valeur l’importance des particularités Mécaniques de la machine et son adaptation aux conditions de la voie. En fait, on Présumait que les caractéristiques de mouvement rotatif et de couple uniforme que
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- présente un moteur électrique faisaient de son application à la locomotive une chose très simple et mettaient fin à l’un des principaux défauts de la locomotive à vapeur, à savoir les masses à mouvement alternatif non équilibrées et l’effort de rotation dissymétrique, que l’on jugeait destructifs pour la voie. L’expérience a montré, toutefois, qu’il y a d’autres éléments d’une locomotive qui peuvent être plus destructifs encore, notamment l’abaissement excessif du centre de gravité et la distribution irrationnelle des poids et des essieux. Les défauts de construction, à ces points de vue, se font particulièrement remarquer dans une machine où l’énergie est appliquée sous une forme exceptionnellement compacte et où les organes nécessaires pour son développement sont naturellement groupés autour des essieux moteurs, avec les masses concentrées au-dessous des sommets des roues. Il paraît démontré que les types actuels de locomotives électriques, d’un poids total et d’un poids par roue donnés, causent plus de dommage à la voie que le même poids distribué comme dans les locomotives à vapeur. Il est à noter d’ailleurs que, même avec les voitures automotrices, les charges d’essieu tout à fait modérées d un bogie moteur exercent un effet défavorable sur les dépenses d’entretien de la voie.
- Aussi se rend-on compte, à l’heure actuelle, de l’importance d’une étude du problème de la locomotive électrique à d’autres points de vue que celui du développement d’énergie et recherche-t-on pour cette étude la coopération des praticiens des chemins de fer.
- Les premières locomotives électriques furent, en réalité, de puissantes automotrices : nous voulons dire que l’on monta des moteurs électriques à réduction simple sur des bogies portant une caisse et une cabine pour loger les appareils décommandé. Puis on commença à copier la construction des locomotives à vapeur, par l’emploi de longerons rigides portant quelquefois quatre essieux et moteurs; on adopta, en même temps, des moteurs « gearless » d’une grande puissance et d’un grand poids. Dans la plupart des premiers types, tout le poids était utilisé comme poids adhérent: on supposait qu’il en résulterait un grand avantage de la locomotive électrique sur la locomotive à vapeur.
- Ces lourdes et puissantes locomotives, en circulant à grande vitesse, ne tardèrent pas à manifester leurs mauvaises qualités de roulement et on les accusa de « dégrader la voie ». Afin d’élucider ces faits par voie expérimentale, la compagnie du « Pennsylvania Railroad », qui allait étudier des locomotives pour son tunnel d’accès dans New-York City, construisit une voie d’essai spéciale, avec des appareils servant à mesurer les pressions latérales exercées sur le rail; elle construisit des locomotives-spécimens de différents essais et entreprit une série d’essais de locomotives électriques et à vapeur dans le but de déterminer leurs qualités respectives de roulement pendant la marche à grande vitesse. Nous ne nous proposons pas, dans cet exposé, d’entrer dans des détails sur les résultats de ces essais, mais il nous semble intéressant d’énoncer quelques conclusions générales importantes qui ont influe sui la décision prise par le « Pennsylvania » d’adopter certaines innovations radicales dans la construction de ses locomotives à grande vitesse.
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- On a constaté que tous les types de locomotives avaient une stabilité à peu près irréprochable aux vitesses de moins de 40 milles (64.4 kilomètres) à l’heure, mais qu’au-dessus de cette limite il se produisait des différences sensibles, et que les machines ayant le roulement le plus doux étaient celles à centre de gravité élevé et à long empattement dissymétrique. En d’autres termes, plus on se rapproche de la construction de la locomotive à vapeur au point de vue de la disposition des roues, de la répartition du poids, de la hauteur du centre de gravité et du rapport des masses suspendues sur ressorts aux masses non suspendues, moins sont grandes les pressions latérales exercées sur le champignon du rail.
- Outre les pressions transversales excessives sur le champignon du rail, pressions dues aux oscillations et aux mouvements de lacet d’une machine à centre de gravité bas, des effets anormaux sur la voie peuvent être causés par le galop dû à une grande masse de moteurs non suspendue sur des ressorts ou à des masses imparfaitement amorties par des ressorts. Pour remédier à tous ces défauts, il faut modifier radicalement la construction d’une locomotive à grande vitesse, au double point de vue de ses organes de roulement et de la forme donnée à la commande de ses moteurs. Il en résulte une combinaison de roues motrices et porteuses, un empattement à disposition dissymétrique et la fixation des moteurs sur les longerons principaux au-dessus des essieux. L’étendue des innovations pratiques, jugées nécessaires pour les locomotives lourdes à grande vitesse, est indiquée dans les diagrammes et photographies de la locomotive du « Pennsylvania ». On remarquera que c’est une « locomotive double », dont les deux moitiés, invariablement réunies, représentent la disposition des roues de deux locomotives à vapeur du type American (4-4-0) adossées entre elles. Chaque moitié de locomotive a un seul très gros moteur sans engrenage, monté à la partie supérieure des longerons et actionnant un faux arbre par des bielles, et ensuite les roues par l’intermédiaire de bielles motrices et d’accouplement. On pourrait aussi, en reprenant les principales particularités de ce type, combiner les engrenages des moteurs avec des bielles sur une locomotive à faible vitesse, pour réduire la dépense relative aux moteurs ; toutefois, on a jugé que la commande par bielles seulement convenait plutôt pour le service des trains express. On remarquera avec intérêt, en examinant le schéma de cette locomotive, son analogie avec une locomotive à vapeur au point de vue de la hauteur du centre de gravité et du rapport des masses suspendues aux masses non suspendues sur ressorts.
- Dépenses d’établissement.
- Il est difficile, sinon pratiquement impossible, de donner un aperçu général des dépenses premières de l'électrification qui puisse s’appliquer, sans risque de mécompte, aux cas individuels. Lorsqu’il s’agit d’une ligne entièrement nouvelle, construite en vue de la traction électrique, on peut établir des chiffres unitaires de dépenses ; mais dans le cas de la transformation d’une ligne à vapeur existante, il importe de considérer de nombreux frais accessoires, venant s’ajouter à ceux de
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- l’équipement électrique. Il est rare qu’un chemin de fer à vapeur électrifié soit exploité exactement dans les mêmes conditions qu’auparavant. En d’autres termes, le service de trains à unités multiples et à départs fréquents remplacera, en partie ou en totalité, le service de trains à vapeur se succédant à de longs intervalles ; il faut modifier plus ou moins profondément les voies et les gares, les stations, la signalisation et les lignes télégraphiques, pour adapter le chemin de fer au nouveau genre de service ; il faut faire construire, en partie du moins, un matériel roulant spécial et acquérir, en certains points, de nouveaux terrains.
- Il résulte de ce que nous venons de dire, que chaque électrification doit être traitée comme un problème distinct et indépendant, et que les chiffres concernant les frais qui s’appliquent à telle situation ne conviendront généralement pas à telle autre, même si le second chemin de fer est d’un caractère analogue. D’une manière générale, les frais de transformation d’un chemin de fer à vapeur sont très élevés dans les conditions qui existent aux États-Unis ; si l’on tient compte des modifications qu’il faut apporter à la propriété matérielle et à l’équipement, c’est une opération qui entraînera quelquefois le doublement de la capitalisation actuelle.
- Les frais élevés de la transformation des chemins de fer à vapeur existants seront une raison pour surseoir à toute construction électrique nouvelle en attendant qu’il existe un nombre suffisant d’installations pour fournir la preuve des avantages et de l’économie de la traction électrique : d’ailleurs, les directeurs de chemins de fer, tout en suivant de près, et avec beaucoup d’intérêt, les résultats des premières installations de traction électrique sur des chemins de fer à vapeur, ne se sont pas pressés de reprendre l’expérience à leur compte et attendent les résultats.
- Ainsi que nous l’avons dit plus haut, les systèmes en usage pour la traction des trains lourds sont l’alternatif-continu et le système à courant alternatif seulement, simple ou triphasé. Les chiffres comparatifs des frais d’établissement pour ces deux systèmes seraient intéressants, mais on ne peut les trouver que sous forme de devis, pour les raisons données plus haut et parce que les deux systèmes ne sont pas arrivés au même degré de leur développement. Ainsi, les données concernant l’alternatif-continu seraient plus exactes que celles relatives au monophasé, parce que les chiffres qui se rapportent à ce dernier système ne peuvent être établis que d’après des hypothèses basées sur les méthodes d’application actuelles, et que ces méthodes sont, de l’avis général, susceptibles de modifications importantes.
- En ce qui concerne la partie électrique de l’installation, les principaux éléments de dépenses peuvent être groupés sous trois chapitres : l’usine génératrice, le système de transmission de l’iisine aux véhicules et l’équipement des trains.
- Sur ces trois chapitres de dépenses, c’est généralement l’usine génératrice qui occupe le dernier rang, et l’équipement des trains le premier. A titre d’exemple, et pour permettre de comparer les chiffres relatifs aux deux systèmes, nous donnerons une estimation s’appliquant au cas d’une grande ligne, avec trafic de banlieue intense, assuré par trains à unités multiples, et avec service direct important, assure
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- par des locomotives électriques. La proportion de la dépense électrique totale, afférente aux trois chapitres de l’équipement électrique, a été la suivante :
- Usine génératrice.....................
- Transmission, de l’usine aux voitures . Équipement des trains . .
- N
- Système
- alternatif-continu.
- 23 p. c.
- 35 —
- 42 —
- Système monophasé. 25 p. c. 22 —
- 53 —
- iOO p. c. 100 p. c.
- Nous donnons ces chiffres pour montrer l’importance relative, au point de vue de la dépense d’établissement, des trois éléments dans les deux systèmes; ils montrent que c’est l’équipement des trains du système monophasé qui représente la plus forte part proportionnelle dans les frais.
- La valeur réelle, en argent, des differentes dépenses ne serait une indication utile que si elle était accompagnée de renseignements détaillés sur le cas particulier. Mais le fait important constaté a été qu’il existait peu de différence entre les dépenses totales d’établissement des deux systèmes; en d’autres termes, dans l’état actuel de la question, il paraît démontré que pour un service suburbain intense assuré au moyen de trains à unités multiples ou pour la traction par locomotives dans les gares ou sur de courtes sections d’une grande ligne, il y aurait peu de différence, dans les frais de premier établissement, entre le système alternatif-continu à troisième rail et le système monophasé : nous dirons même que les différences, exprimées en chiffres, sont si petites qu’elles sont de l’ordre des erreurs de calcul. Mais à mesure que la longueur de la ligne augmente, que la fréquence des trains est moindre et leur poids plus grand, le système monophasé l’emporte, au point de vue de la dépense de premier établissement, sur le système alternatif-continu, et une économie appréciable d’établissement peut être réalisée par l’emploi du monophasé sur ces lignes. Pour l’exploitation des longues lignes de grande communication et avec la densité moyenne de trafic qui existe sur les chemins de fer américains, la dépense de premier établissement du système alternatif-continu serait certainement prohibitive, tandis que l’on trouvera des cas où il n’en sera pas de môme pour le système monophasé. Il sera inutile d’insister sur l’importance que présente la question de la réduction des frais de premier établissement. On peut la résoudre soit en diminuant le prix des appareils, soit par un changement radical de système, soit par les deux moyens à la fois. 11 semble qu’il y ait raisonnablement lieu de s’attendre à une diminution importante du prix des appareils électriques, à mesure que leur marche s’élargit; cependant, les fabricants ne promettent pas de réductions bien appréciables. Quant aux chances d’introduction d’un système qui soit, par sa nature, même, plus simple et plus économique que ceux qui existent actuellement, il ne servirait à rien de prédire ce que l’avenir peut nous réserver; il semblerait qu’un système qui éliminerait l’élément transmission, de l’usine aux voitures, serait susceptible de donner lieu à une importante simplification et à une réduction proportionnelle des frais, mais un tel système ne paraît pas être en cours de développement.
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- Frais d’exploitation.
- Cette question est de la plus haute importance pour les fonctionnaires des chemins de fer, car le chiffre du produit net est la base sur laquelle on s’appuie pour engager une nouvelle dépense. Il peut arriver que des frais élevés de premier établissement empêchent l’introduction rapide d’un perfectionnement, mais à la longue le nouveau système s’imposera si les résultats d’exploitation, appréciés d’après le produit net, accusent une amélioration. Nous donnerons plus loin un résumé des avantages de la traction électrique et un aperçu d’ensemble de ses applications probables ; pour le moment, nous nous proposons de citer des exemples pratiques de frais d’exploitation d’après les renseignements que nous avons pu recueillir. Il est à regretter que la liste n’en soit pas plus longue, mais elle comprend probablement les seuls cas dans lesquels des installations importantes ont été en exploitation complète pendant une période assez longue pour fournir des chiffres détaillés.
- Les installations dont il s’agit sont celles du « Long Island Railroad» et du «West Jersey & Seashore Railroad»; nous donnons les chiffres de deux années complètes d’exploitation dans chaque cas.
- Nous avons condensé dans les tableaux ci-après, compilés d’après les états mensuels et annuels complets, les chiffres qui peuvent être utilement donnés sans de longues explications. Nous nous contenterons donc de dire quelques mots de chacun de ces tableaux.
- Le tableau j (statistiques) donne un aperçu succinct des caractéristiques matérielles comparatives des installations électriques sur les deux chemins de fer en question et permet de se faire une idée générale de l’importance de l’exploitation.
- Le tableau ,2 donne le nombre moyen de voitures formant les trains et le poids moyen par voiture. On remarquera que le poids moyen de la voiture change légèrement dans les deux années, par suite d’une modification survenue dans la proportion des voitures automotrices et des remorques.
- Le tableau 3 donne des chiffres comparatifs de quantités et rendements électriques et est intéressant en ce qu’il montre la distribution des différentes pertes d’énergie électrique entre l’usine génératrice et les voitures. Les chiffres de consommation d’énergie par tonne-mille et par voiture-mille représentent des moyennes assez exactes pour les installations électriques du genre dont il s’agit et sous un climat qui nécessite une dépense considérable d’énergie en hiver pour le chauffage des voitures. Pour montrer que le chauffage électrique augmente très notablement la dépense d’énergie, nous ferons remarquer que dans les mois d’été la consommation aux sous-stations du « West Jersey & Seashore Railroad » n’a été que d’environ 63 watts-heures, tandis que dans les mois de plein hiver elle s’est élevée à 100 watts-heures; cet écart est dû en majeure partie à la dépense d’énergie nécessaire pour éclairer et chauffer les voitures en hiver. Il est intéressant de noter aussi que le rendement du système électrique, entre l’usine génératrice et le point où le courant
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- quitte la sous-station pour entrer dans le troisième rail, varie de 70 à 80 p. c., suivant la charge pendant les différents mois; dans les mois de grande activité, le rendement atteint quelquefois 85 p. c. Les pertes qui se produisent entre la sous-station et les voitures dans le système à feeders à courant continu ne peuvent pas être mesurées exactement; mais, dans les cas cités, on estime qu’elles varient entre. •5 et 10 p. c. Les chiffres mentionnés comme « courant employé à d’autres usages » montrent la consommation considérable et utile d’énergie pour actionner les moteurs d'ateliers, les stations d’éclairage et le système de signalisation.
- Le tableau 4 indique les frais de génération du courant à l’usine centrale et le prix de revient du courant au moment de sa fourniture aux moteurs des voitures. Les premiers de ces chiffres comprennent toutes les dépenses d’exploitation et d’entretien de l’usine génératrice, mais ne comprennent aucune espèce de charges fixes, d’impôts ni d’amortissement. La rubrique « prix du courant livré » comprend les frais d’exploitation et d’entretien des lignes de transmission, troisième rail, connecteurs de la voie et sous-stations, et les allocations pour pertes dans la transmission du courant et sa transformation en courant continu capté par les patins de contact. Il convient de noter, toutefois, que les chiffres ci-dessus ne comprennent aucuns frais d’entretien autres que pour les appareils électriques, ni aucune partie des frais généraux du chemin de fer.
- Le tableau 5 donne le parcours mensuel des voitures et les frais par voiture-mille, le parcours total annuel et les frais moyens par voiture-mille, et les frais annuels moyens par 1,000 tonnes-milles transportées. Les frais par voiture-mille comprennent les éléments suivants : le coût de l’énergie, l’entretien du troisième rail et des éclissages électriques de la voie, l’entretien des caisses et châssis de voitures, l’entretien de la voie et les frais d’équipement, les frais du service de transport et du trafic, les frais généraux, les salaires des motormen et des agents de train, en un mot, tous les frais d’exploitation du chemin de fer. En comparant les dépenses par voiture-mille, il convient de noter les différences de poids des voitures, indiquées par le tableau 2; il faut ajouter que, dans le cas du «Long Island Rai 1-road », tous les trains peuvent être qualifiés de « locaux », car la longueur moyenne des étapes sans arrêt des trains dits express n’est que d’environ 2 x/2 milles (4 kilomètres) ; sur le « West Jersey & Seashore Railroad », au contraire, environ le tiers du parcours total des trains est fait en rase campagne par des express franchissant sans arrêt des étapes moyennes d’environ 25 milles (40 kilomètres), tandis que le service dit « local » comprend des parcours de 2 1/2 milles (4 kilomètres) en moyenne, sans arrêt, et correspond donc à peu près au service des express du « Long Island Railroad ». En d’autres termes, l’installàtion du « Long Island » peut être considérée comme un service purement local dans une région à population dense, tandis que le service du « West Jersey » se rapproche des conditions d’une grande ligne de chemin de fer à longs parcours.
- Le tableau 6 donne une liste des principaux défauts signalés; il est intéressant en montrant quels sont les organes de l’équipement des trains qui nécessitent
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- le plus de soins et d’attention. Le chapitre des fusibles fondus paraît excessivement élevé, mais il ne faut pas oublier que l’objet de ces fusibles est de prévenir tout excès de courant dans les diverses parties délicates de l’équipement et que les fusibles sont disposés à dessein de manière à fondre dans des conditions exceptionnellement rigoureuses ; ils sont facilement et rapidement remplacés par les agents du train et il en résulte peu de retard dans le service. Le nombre excessif de fusibles fondus sur le « Long Island Railroad », en 1908, a été dû en partie à l’emploi de coupe-circuit qui ont été reconnus un peu trop petits pour les conditions plus rigoureuses résultant des lourdes charges et du service plus dur au cours de cette année. Le nombre considérable de cas d’étincelles aux balais des moteurs sur le « Long Island Railroad » a également eu pour cause principale un service local très dur. Les ruptures de patins frotteurs sont dues presque uniquement à la rencontre d’objets laissés par les ouvriers de la voie sur le chemin des patins; quelquefois aussi ils cassent en heurtant les plans d’approche aux points où un troisième rail est interrompu, à la traversée des rues, par exemple. On remarquera que de nombreux poteaux défectueux de fil à trolley ont été signalés sur le « West Jersey & Seashore Railroad » : la cause en est l’emploi de trolleys à roulettes et du type ordinaire de fil à trolley aérien sur fils transversaux ; ce fait montre que, si parfaite que soit l’installation, ce type de construction ne convient pas en service pratique avec des trains de trois ou plusieurs voitures, circulant à une vitesse assez élevée.
- Dans le tableau 7 nous avons groupé par catégories les principaux retards de tous genres, dus a l’équipement électrique, en indiquant le nombre total de minutes de retard. Nous donnons aussi les totaux ramenés aux unités « voitures-milles par retard » et « voitures-milles par minute de retard ». En compilant ce tableau nous avons négligé les retards causés par les collisions et déraillements, parce qu’ils ne se rattachent pas directement au fonctionnement de l’équipement électrique.
- Remarques générales au sujet de ces tableaux. — Ainsi que nous l’avons dit plus haut, les deux chemins de fer dont il s’agit dans les tableaux sont en exploitation depuis assez longtemps pour qu’on puisse se prononcer d’une façon plus ou moins définitive sur le fonctionnement de tous les appareils en service pratique; rien n’indique que dans les années ultérieures d’exploitation il se développera des causes d’une dépense exceptionnelle d’entretien de tels ou tels détails, par suite d’un service prolongé. Il est à noter toutefois que l’on n’a pas fait la part des progrès de l’art de l’électricien qui pourraient faire paraître l’équipement suranné ; en d’autres termes, il n’a pas été tenu de compte de « dépréciation », ou d’amortissement. Or, dans un art qui fait des progrès si rapides, les remplacements motivés par des a changements de type » sont des éventualités qui rentrent tout à fait dans le cadre des choses a prévoir, mais les opinions sont très partagées, en Amérique, sur l’ensemble de celte question, et ce n’est pas dans un exposé général comme celui-ci que nous pourrons en examiner le pour et le contre.
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- Tableau 1. Statistiques.
- Long Island Railroad. West Jersey & Seashore Railroad.
- 1907 1908 1907 - 1908
- Longueur des lignes en milles (en kilomètres) . 37.6 (60.51) 43.9 (70.65) 74.6 (120.05)
- Longueur en voie unique, en milles (en kilomètres) . 90.0(144.84) 98.69(158.82) 152.5 (245.42)
- Longueur des lignes de poteaux à haute tension, en milles (en kilomètres) 41.0 (65.98) 42.0 (67.59) 69 59 (111.99)
- Longueur du circuit à haute tension (triphasé), en milles (en kilomètres) 70.24(113.04) 80.03(128.79) 417.54 (671.95)
- Longueur du circuit à haute tension (monophasé), en milles (en kilomètres) 14.1 (22.69) 9.7 (15.61) Néant.
- Longueur des conduits, en milles (en kilomètres) 9.09 (14.63) 9.09 (14.63)
- Voltage de la transmission à haute tension . . 11,000 11,000 33,000
- Nombre de sous-stations 6 6 8
- Nombre de sous-stations mobiles . . . 2 2 Néant.
- Puissance des sous-stations 19,500 19,500 17,000
- Puissance des sous-stations mobiles .... 2,000 2,000 Néant. 4
- Puissance de l’usine génératrice . . . 16,500 16,500 8,000
- Nombre d’automotrices 430 132 80
- Nombre de remorques 84 82 Néant.
- Nombre de fourgons à bagages et poste . 5 5 8
- Tableau 2. Poids des voitures et composition des trains.
- Long Island Railroad. West Jersey & Seashore Railroad.
- 1907 1908 1907 1908
- Nombre moyen de voitures par train. . 3.70 3 94 2.95 345
- Poids moyen d’une voiture, en tonnes de 2,000 livres (en tonnes métriques) . . . 37.8 (34.3) 36.5 (33.1) 47.9.(43 5) 47.4 (43.0)
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- Tableau 3, Consommation d’énergie.
- 1907 1908
- Long Island West Jersey Long Lsland West Jersey
- Railroad. Seashore Railroad. Railroad. Seashore Railroad.
- 1. Kilowatts-heures de courant alternatif reçus aux sous-stations. .... 20,341,826 21,899,739
- 2. Rendement de la transmission à haute tension 96 2 97.7
- 3. Kilowatts-heures de courant continu fournis par les sous-stations. . . . 16,138,965 14,585,900 18,138,515 16,088,300
- 4. Kilowatts-heures de courant continu employés à la traction électrique . . 13,466,995 13,530,659 16,201,962 14,780,145
- 5, Kilowatts-heures de courant continu employés à, d'autres usages . . . . 896,075 389,672 901,934 731,771
- 6. Kilowatts-heures perdus dans la conversion du courant alternatif en courant continu. . . 4,202,861 5,882,510 3,761,224 5,997,020
- 7. Rendement entre t’usine génératrice et les barres collectrices des sous-stations 78.52 p. c. 72.15 p. c. 81.3 p. c. 73.8 p. c.
- 8. Tonnage-milles total (tonnes-kilomètres), voyageurs 141,541,106 (206,642,485) 184,615,535 (269,528,860) 180,129,860 (262,980,013) 192,472,541 (280,999,670)
- 9. Voitures-milles (voitures-kilomètres), voyageurs 3,808,479 (6,129,012) 3,855,580 (0,204,842) 4,945,719 (7,959,219) 4,044,025 (6,508,110)
- 10. Trains-milles (trains-kilomètres), voyageurs . . . ' 1,021,102 (1,643,275) 1,305,663 (2,101,223) 1,251,877 (2,014,664) 1,172,894 (1,887,556)
- 11. Watts-heures par tonne-mille (watts-heures par tonne-kilomètre), aux sous-stations 95.2(138.99) 73.29 (107) 90.Ü (131.40) 76.8(112.12)
- 12. Watts-heures par tonne-mille (watts-heures par tonne-kilomètre),à l’usine génératrice 121.2(176.95) 101.58(148.30) 110.6(161.47) 104.0(151.83)
- 13. Kilowatts-heures par voiture-millefkilowatts-heures par voiture-kilomètre), à l’usine génératrice 4.51(7.26) 4.86 (7.82) 4.028(6.482) 4.95 (7.97)
- 14. Kilowat's-heures par voiture-mille (kilowatts-heures par voiture-kilomètre) aux sous-stations 3.54 (5.70) 3.51 (5.65) 3.276(5.272) 3.66(5.89)
- Tableau 4. Frais de génération du courant et frais d’entretien.
- Long Isiand Railroad. West Jersey & Seashore Railroad.
- 1907 1908 1907 1908
- Coût du kilowatt-heure à l’usine génératrice, en cents (en centimes) 0.804 (4.020) 0.697(3.485) 0.680 (3.400) 0.592 (2.960)
- Coût du kilowatt-heure sur les voitures, en cents (en centimes) 1.705 (8.525) 1.461 (7.305) 1.302 (6.510) 1.151(5.755)
- Dépense par voiture-mille pour l’entretien de l’équipement électrique des toitures, en cents (en centimes par voiture-kilomètre) 0.71 (2.206) 0.76 (2.361)
- Production nette, eu kilowatts-heures, de l’usine génératrice 31,517,200 22,887,800
- Consommation de houille en livres (en kilogrammes), par kilowatt-heure. . . 3.29(1.49) 3.36 (1.52)
- ] Prix de la tonne (américaine) de houille en dollars (en francs par tonne 1 ,, métrique) 2.512 (13.8450) 2.1814 (12.0229)
- | Nombre.et puissance des groupes électrogènes Trois : 5,500 kilow. Quatre: 2,000kilow.
- Il Puissance totale de l’usine génératrice * ’ ’ — ---t — 16,500 - ... 1 8,000 — U
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- Tableau 5.
- Dépenses pa,r -voiture-mille.
- " MOIS. VOITURES-MILLES (VOITURES-KILOMÈTRES). FRAIS PAR VOITURE-MILLE (par voiture-kilomètre)
- West Jersey & Seashore Railroad. Long Island Railroad. West Jersey & Seashore Railroad. Long Island Railroad.
- 1907 1908 1907 1908 1907 1908 1907 1908
- Janvier Février Mars Avril . . Mai Juin Juillet Août . Septembre. . Odobre Novembre Décembre. . Total. . . Frais par 1,000 tonnes-milles, en dollar,s (en francs par 1,000 tonnes-kilomètres.) 1 294,672 (474,220) 255,344 (410,929) 270,286 (434,975) 244,431 (393,366) 267,317 (430,197) 292,767 (471,154) 435,860 (701,436) '478,041 (769,318) 411,359 (662,006) 317,141 (510,380) 292,349 (470,482) 295,097 (474,904) 281,723 (453,381) 271,542 (436,997) 291,959 (469,854) 331,224 (533,044) 323,584 (520,749) 344,523 (554.446) 451,149 (726,041) 485,565 (781,427) 369,204 (594,165) 312,833 (503.447) 282,322 (454,345) 292,397 (470,559) 235,828 (379,522) 214,242 (344,783) 241,024 (387,884) . 281,509 (453,037) 347,211 (558,772) 349,133 (561,865) 392,514 (631,679) 400,880 (645,142) 299,798 (482,469) 306,138 (492,672) 245,748 (395,486) 212,144 (341,407) 201,128 (323,678) 186,256 (299,745) 224,919 (361,965) 271,224 (436,485) 382,195 (615,072) 478,793 (770,529) 628,511 (1,011,472) 632,388 (1,017,711) 509,213 (819,484) 441,638 (710,735) 345,640 (556,244) 360,325 (579,876) Oeuts. (Centimes.) 27.50 (85.44) 30.90 (96.00) 23.90 (74.26) 24.30 (75.50) 21.50 (66.80) 22.50 (69.90) 15.30 (47.54) 14.90 (46.29) 15.85 (49.24) 23.50 (73.01) 21.40 (66.49) 22.60 (70.22) Cents. (Centimes.) 29.29 (91.00) 28.53 (88.64) 26.57 (82.55) 21.34 (66.30) 19.97 (62.05) 18.92 (58.78) 16 17 (50.24) 13.71 (42.60) 17.17 (53.35) 19.55 (60.74) 20.42 (63.44) 22.68 (70.46) Cents. (Centimes.) 28.16 (87.49) 30.04 : (93.33) 28.05 : (87.15); 24.05 (74.72) -21.39 ; (06.46) 22 32 il (69.35): 15.73 ( (48.87) 15.59 (48.44) 19.87 (61.73) 22.37 (69.50) 25.93 (80.56) 27.48 (85.38) Cents. (Centimes.) 26.97 (83.79) 27.87 (86.59) 24.77 (76.96) 23 94 (74.38) 20.90 (64.93) 18.00 (55.92) 13.53 (42.04) 13.26 (41.20) 14.79 (45.95) 17.21 (53.47) 22.29 (69.25) 22.45 (69.75)
- 3,854,664 (6,203,367) 4,038,025 (6,498,455) 3,526,169 (5,676,718) 4,662.230 (7,502,996) 21.30 (66.18) 20.46 (63.57) 22.45 (69 75) 17.80 (55.30)
- ... ... 4 406 (15.09) 4.307 (14.750) 5.94 (20.343) 4.86 (16.644)
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- Tableau 6. Défauts de l’équipement du train.
- y 1907 1908
- Long Island Railroad. West Jersey & Seashore Railroad. Long Island Railroad. West Jersey & Seashore Railroad.
- Etincelles aux balais 23 Néant. 42 i
- Fusibles de ligne fondus 50 60
- Fusibles de frotteur fondus 1,169 844 4,812 1,934
- Fusibles de trolley fondus Néant. 358 Néant. 711
- Fusibles de barre collectrice fondus . 158 51 182 169
- Fusibles de contrôleur fondus .... Néant. 138 Néant. 118
- Fusibles du chauffage et de la pompe fondus 379 359 590 383
- Nombre total de fusibles fondus \ . . 2,023 1,955 6,028 3,504
- Chauffages de coussinets d’essieux moteu rs 6 8 25 2
- Chauffages de coussinets d’essieux porteurs 6 44 34 28
- Induits mis à la terre. . . . . . 9 27
- 6 6
- Induits en court-circuit 1 9
- Inducteurs mis à la terre 1 2 2 1
- Commutateurs 5 Néant. 16 Néant.
- Patins de contact remplacés .... 500 925 672 564
- Induits de moteurs de pompes .... 10 1 15 2
- Commande 86 180 139 99
- Appareils du frein. . 15 40 26 15
- Courts-circuits (divers) ...... 5 9
- Poteaux de ligne à trolley 981 469
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- Tableau 7.
- Retards imputables à l’équipement électrique.
- 1907 1938
- — Long Island Railroad. West Jersey & Seashore Railroad. Long Island Railroad. West, Jersey & Seashore Railroad.
- Nombre. Train. Minutes. Nombre. Train. Minutes. 'Nombre. • Train. Minutes. Nombre. Train. Minutes.
- Moteurs 13 197 21 404 35 270 20 134
- Appareils de commande 21 286’ 180 2,209 72 644 99 509
- Freins à air comprimé 0 84 40 247 38 428 14 54
- Appareils mécaniques divers. ... ... 7 74 80 1,073 57 964 45 427
- — électriques divers 58 1,006 316 1,564 44 781 183 693
- Insuffisance d’énergie due au troisième rail . . . 17 218 8 103 36 792 3 47
- — — — au trolley . '. 86 1,122 223 3,498
- Insuffisance d’énergie due aux sous-stations et à la transmission 5 25 13 80 31 190 36 284
- Incidents de la voie 7 263 7 146 1 15 1 18
- Neige et glace sur le troisième rail 8 161 72 1,751 16 244 9 69
- Fusibles de patin frotteur fondus 107 1,881
- Causes diverses et inconnues 15 179 120 844 53 552 27 108
- Total. . . 159 2,493 943 9,543 490 6,761 661 5,841
- Voitures-milles (voit.-kilom.) (voyageurs et bagages) 3,526,227 (5,674,810) 3,855,580 (6,204,842) 4,662,230 (7,502,996) 4,044,025 (6,508,110)
- — — — par retard .... 22,177 (35,690) 4,088 (6,579) 9,514 (15,311) 6,118 (9,846)
- — — — par minute de retard. 1,414 (2,276) 404 (650) 689 (1,109; 692 (1,114)
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- Sur la dépense totale par voiture-mille, le tiers est imputable aux frais de fourniture de l’énergie à la voiture, y compris l’entretien de tous les organes du système électrique sur la voiture, et la moitié environ de ce chiffre est absorbée par la puissance seule. Sur les deux chemins de fer en question, les conditions de charge aux usines génératrices ne sont pas favorables et la quantité d’énergie produite est moins grande qu’on ne prévoit qu elle le sera dans un avenir rapproché, de sorte que le chapitre des dépenses en énergie devra subir une réduction notable à mesure que l’importance de l’exploitation prendra de l’extension. De même, d’autres éléments de la dépense totale, à savoir les frais généraux de différentes espèces et les salaires des motormen et des agents de train, dépendent beaucoup de l’intensité du trafic et tendent à s’abaisser.
- La liste des retards présente un aspect tout à fait formidable, mais à l’analyse on constate que le résultat général est satisfaisant. Les moteurs, nous l’avons dit précédemment, ont été portés à un haut degré de perfection, et les retards causés par leur dérangement en cours de route sont rares et dus le plus souvent à des surcharges. On a toujours une tendance, dans le service de traction électrique, à surcharger les moteurs, soit en traçant les trains pour une marche plus rapide, soit en augmentant le nombre des arrêts, soit en ajoutant des voilures de remorque : c’est que la limite apparente des moteurs de traction est leur capacité d’observer l’horaire et que souvent on oublie que.cette limite dépasse de beaucoup la capacité d’éehaufîement des moteurs.
- Lorsque toutes les voitures d’un train sont des automotrices, la surcharge peut être moins facile à réaliser que quand le train renferme des remorques, surtout si les automotrices ont été étudiées en vue d’une marche prolongée, avec le nombre minimum d’arrêts, comme c’jest généralement le cas.
- Le système de commande par unités multiples est un assemblage très compliqué d’appareils délicats, mais il fonctionne d’une façon singulièrement satisfaisante et l’on a constaté qu’avec un bon entretien il donne lieu à très peu d’incidents.
- Le tableau 6 ne mentionne que les retards et incidents dus à l’équipement du train. Mais on trouvera dans le tableau 7 les incidents dus aux autres éléments de l’installation électrique : troisième rail, lignes de transmission, sous stations et usine génératrice; il est intéressant de noter le retard inévitable causé par ces parties intégrantes d’une installation électrique.
- Frais comparatifs de la traction électrique et de la traction à vapeur.
- ' En examinant les chiffres pour l’année 1908, on remarquera que sur le « Long Island Railroad », les frais de traction électrique se sont élevés à 17.80 cents par voiture-mille (55.303 centimes par voiture-kilomètre), alors qu’avec les trains remorqués par des locomotives à vapeur ils ont été de 27.95 cents (86.838 centimes par voiture-kilomètre) ; la différence en faveur de la traction électrique est donc de 10.15 cents par mille (31.535 centimes par kilomètre). Sur le « West Jersey &
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- Seashore Railroad », les frais de traction électrique se sont élevés à 20.46 cents par voiture-mille (63.567 centimes par voiture-kilomètre), les frais de traction à vapeur à 22.30 cents (69.284 centimes par voiture-kilomètre) ; l’économie en faveur du service électrique est donc de 1.84 cent par voiture-mille (5.717 centimes par voiture-kilomètre).
- Le résultat relativement défavorable donné par la traction électrique sur le « West Jersey » au point de vue économique s’explique par la différence de la nature du service des deux lignes, comme nous l’avons dit plus haut, et par le fait que, sur le « Long Island », la longueur moyenne des trains à vapeur était à peu près la même qu’avec la traction électrique et que les arrêts étaient fréquents; par suite, le service était coûteux. Sur le « West Jersey », le nombre moyen de voitures des trains à vapeur était double de celui des trains électriques, et une grande partie du service comprenait des express à long parcours, avec peu d’arrêts, et présentait un caractère exceptionnellement économique.
- Frais d’exploitation du système alternatif-continu et du système monophasé.
- A l’heure actuelle, une comparaison de ce genre ne peut être basée que sur des estimations et des opinions, car on ne dispose pas de chiffres relatifs aux frais d’exploitation des systèmes à courant alternatif. Nous sommes d’avis, personnellement, que les frais d’entretien du système monophasé, tel qu’on l’applique maintenant, seront un peu plus élevés que ceux de l’alternatif-continu, mais que la différence ne sera pas grande; plus tard, il semble qu’il devra s’établir un équilibre à peu près complet entre les frais d’entretien des deux systèmes. Par contre, le chiffre de la dépense totale d’exploitation sera probablement moindre pour le système monophasé, à cause de son plus haut rendement moyen et des frais d’exploitation plus faibles des sous-stations. L’importance des économies qui pourront être réalisées avec le monophasé dépendra de la nature et de l’importance du service de traction; elles seront plus grandes à mesure que la longueur de la ligne augmentera et que la densité du trafic diminuera. Toutefois, il est impossible de généraliser et on devra examiner chaque cas à part.
- Une estimation peut être établie pour le cas particulier mentionné sous le chapitre K dépense de premier établissement » : on a calculé que l’usine génératrice avait à produire 13 p. c. d’énergie de moins pour le système monophasé que pour le système alternatif-continu. En y ajoutant l’économie que donne le service des sous-sfations, 0n obtient une économie d’exploitation d’environ 1 cent par mille (3.10 centimes Par kilomètre), soit entre 4 et 5 p. c. de la dépense totale d’exploitation.
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- ANNEXE A.
- Description succincte des installations importantes.
- Nous donnons ci-après, dans l’ordre chronologique, une description succincte des plus importantes installations actuelles de traction électrique de grandes lignes; on trouvera, dans les tableaux 8 et 9, d’autres détails des systèmes adoptés.
- Baltimore & Ohio Railroad. — C’est un exemple d’exploitation électrique spéciale d’une gare, ayant eu pour objet initial la suppression de la fumée dans un long tunnel. Le service fut inauguréen 1895 sur l’entrée en souterrain dans la gare Mt. Royal de la Compagnie, dans la ville de Baltimore, Le système d’exploitation consiste à faire remorquer le train entier, y compris la locomotive à vapeur, par une locomotive électrique Comme la déclivité principale dans le tunnel est dirigée dans un sens seulement, les trains n’ont du renfort que dans la direction de la rampe et les locomotives électriques rentrent ordinairement haut-le-pied; en pente, les trains traversent le tunnel à régulateur fermé
- Pour la traction électrique on emploie du courant continu à 625 volts, et sous sa forme initiale le conducteur de service était une barre en Z fixée à la voûte du tunnel. Mais on ne tarda pas à lui substituer un troisième rail, posé près de la voie, car on constata que le conducteur aérien se corrodait rapidement par suite du passage des locomotives à vapeur, et on ne put pas maintenir un contact sans étincelles. Les trains de marchandises et de voyageurs sont remorqués dans le souterrain et jusqu’aux quais de la gare à l’aide de locomotives électriques dont l'effectif est aujourd’hui de 8
- Les locomotives ont été achetées à différentes époques, à mesure que le trafic augmentait, et il en résulte qu’un certain nombre de types sont en usage. Les locomotives à voyageurs (voir fi g. 14) pèsent environ 96 tonnes (87 tonnes métriques) et sont munies de 4 moteurs sans engrenages; chacune d’elles est capable de développer un effort de traction maximum, sur la barre d’attelage, de 48,000 livres (21,770 kilogrammes). Les locomotives à marchandises (voir fig. 15) pèsent •environ 80 tonnes (72.5 tonnes métriques) et sont employées en double traction sur les fortes rampes; elles développent un effort maximum sur le crochet de 80,000 livres (36,290 kilogrammes).
- L’usine génératrice comprend cinq groupes électrogènes de dynamos à courant continu de -625 volts, 500 kilowatts, et de machines sans condenseurs, avec des batteries d’accumulateurs servant de réserve. Par suite des conditions locales et du caractère nouveau des appareils, qu il fallut créer de toutes pièces, les frais d’exploitation sont élevés.
- Long Island Railroad — C’est en 1905 que la Compagnie du « Long Island Railroad » inaugura la traction électrique sur une partie de ses lignes. On n'avait pas encore électrifié d autre chemin de fer à voyageurs de banlieue, et la section exploitée, dans ces conditions, est encore .maintenant une des plus importantes des États-Unis ; l’électrification sera étendue sous peu, en raison "des adjonctions devenues nécessaires pour le service des tunnels du Pennsylvania abouti-sant à la gare des voyageurs de New York City.
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- A l’origine, lelectrification fut entreprise à l’occasion de l’« Atlantic Avenue Improvement qui consistait à supprimer de nombreux passages à niveau dans le quartier de Brooklyn (New York City) et à reconstruire environ 9 milles (14.5 kilomètres) de lignes posées en tranchée pour en faire des chemins de fer souterrains et aériens. Ces améliorations entraînèrent la suppression des locomotives à vapeur sur cette ligne particulière ; de plus, pour établir un service pratique sur la section « améliorée », en correspondance avec la zone suburbaine desservie, il fallut étendre l’électrification à un certain nombre de lignes excentriques, de façon que les voyageurs pussent faire le trajet dans toute cette zone de banlieue sans changer de train. 11 en résulta la transformation d’environ 44 milles (70 kilomètres) de lignes, représentant environ 110 milles (177 kilomètres) de voies.
- On adopta le service de trains à unités multiples ainsi que l’emploi de voitures tout en acier.
- Le système de traction est l’alternatif continu à troisième rail. L’énergie est fournie par une usine centrale construite par la Compagnie du « Pennsylvania Railroad » pour l’usage commun du « Longlsland Railroad » et la nouvelle « Pennsylvania Tunnel and Terminal Line ». Cette usine génératrice est située dans une position centrale par rapport au service commun ultérieur, et se trouve ainsi à 8 milles (13 kilomètres) de toutes les lignes initialement électrifiées du “ Long Island ». Du courant triphasé à 11,000 volts est envoyé de l’usine génératrice par des lignes de transmission en partie souterraines, en partie aériennes, à un point, central du réseau « Long Island », et de là à des sous-stations convenablement espacées pour la distribution à un système de conducteurs de service constitué par des troisièmes rails.
- Toute l’installation a été faite avec beaucoup de soin, et l’on s’est attaché, avec une attention particulière, à mettre partout les appareils en double, afin de parer aux risques de dérangement ou de rupture. En pratique, le système a donné des résultats extrêmement satisfaisants et, comme on le verra par les chiffres mentionnés dans cet exposé, l’électrification a été justifiée par l’augmentation de capacité de la ligne, due à la marche plus rapide et aux départs fréquents que l'on peut réaliser avec le service de trains à unités multiples ; les résultats économiques sont remarquables.
- West Jersey & Seashore Railroad. — C’est la plus longue de deux lignes exploitées par la Compagnie du « Pennsylvania Railroad » entre Philadelphie et la plage d’Atlantic City, New Jersey : sa longueur est de 65 milles (104.6 kilomètres), contre 60 milles (96.6 kilomètres) pour l’autre ligne, exploitée par la vapeur. Sur les 30 premiers milles (48 kilomètres) à partir de Camden (près de Philadelphie), la ligne dessert une zone suburbaine, mais sur le restant de la ligne, jusqu’à Atlantic City, il y a peu de trafic local. L’objet principal de l’électrification de cette ligne a été de vérifier les avantages que présente, au point de vue de l’extension du trafic et de l’exploitation économique, la traction électrique appliquée à un service de grande ligne, comprenant des trains express et des trains locaux.
- Le système employé est le même que sur le “ Long Island Railroad » : c’est l’alternatif-con-tinu. Un troisième rail sert de conducteur, sauf sur une faible longueur dans la ville de Camden et sur un des embranchements, où Ton a jugé préférable d’installer provisoirement le trolley aérien. L’énergie est produite dans une seule usine génératrice située à l’extrémité, côté Camden, de la ligne, et transmise sous forme de courant triphasé à 33,000 volts par une ligne de poteaux dont la longueur est d’environ 75 milles (120 kilomètres). L'es circuits sont établis en double sur une seule ligne de poteaux, et bien qu’il s'agisse ici d’un voltage beaucoup plus élevé que ceux qu’on avait essayé jusqu’alors d’employer sur un service de chemin de fer à longue distance, on a constaté que la sûreté de fonctionnement du système ne laisse rien à désirer.
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- 84
- VIII
- Tableau 8.
- Caractéristiques générale
- Baltimore & Ohio Railroad.
- Long Island Rail
- roo4.
- Données générales.
- Classification..................................
- Date de la mise en service......................
- Système de traction ............................
- Longueur de la ligne en milles (en kilomètres) . Longueur des voies, en milles (en kilomètres,. .
- Plus forte rampe, en pour cent..................
- Courbe la plus raide, en degrés (rayon en mètres)
- Conducteurs.
- Type de con lucteurs de service, voltage, emplacement, etc. . .
- Usines génératrices.
- Nombre d’usines génératrices et type.........................
- Puissance nominale de chacune................................
- Nombre de générateurs dans chaque usine, puissance et type . .
- Type de moteur des groupes électrogènes......................
- Chaudières : nombre par usine, type, puissance de chacune . .
- Consommation de combustible, en livres (en kilogrammes) par
- kilowatt-heure...................... .....................
- Vaporisation : livres d’eau par livre de charbon.............
- Rapport de la puissance des chaudières à la puissance des groupes électrogènes........................................
- Transmission à haute tension et sous-stations.
- Feeders : longueur et type.............................. . .
- Sous-stations : no nbre. puissance, espacement moyen . . . .
- Puissance des convertisseurs rotatifs......................
- Matériel roulant.
- Locomotives ou voitures....................................
- Effectif et type...........................................
- Composition des trains, tonnes (tonnes métriques)..........
- Locomotives : poids en tonnes (en tonnes métriques)........
- Nombre de moteurs par locomotive...........................
- Puissance par moteur en 1 heure............................
- Effort de traction au démarrage, en livres (en kilogrammes) . .
- Effort de traction au démarrage sous la charge prévue, en livres
- (en kilogrammes) ........................................
- Effort de traction au démarrage à la vitesse maximum en palier,
- en livres (en kilogrammes)...............................
- Automotrices : poids, non compris les voyageurs, en livres (en
- kilogrammes).............................................
- > ombre de places offertes.................................
- Nombre,de moteurs..........................................
- Puissance nominale de chaque moteur........................
- Effort de fraction par voiture, au démarrage, en livres (en kilog.) Effort de traction sous la charge prévue, en livres~(en kilog.) . .
- Effort de traction à la vitesse maximum en palier, en livres (en kilogrammes)........................................... .
- Remorques : nombre par train . . .................. . . .
- Poids et nombre de place* offertes.........................
- Poids par essieu moteur, en Livres (en kilogrammes)........
- Poids par essieu porteur, en livres (en kilogrammes).......
- Vitesse prévue, en milles (en kilomètres) à l’heure . . ... .
- Espacement moyen des arrêts, en milles (en kilomètres). . , .
- Service de gare. 1895
- Courant continu. 3.7 (6)
- 8-4 (13.5)
- 1-4
- iO" (175)
- Troisième rail à contact supérieur, 500 volts.
- Une, à vapeur.
- 2,500 kilowatts.
- Cinq dynamos à courant continu,
- 500 kilowatts, 625 volts. Machines à vapeur sans condensation. Trente-trois, à tubes d’eau.
- 250 chevaux-vapeur.
- 0’94
- Néant.
- Néant.
- Néant.
- Locomotives.
- Cinq locomotives à marchandises, trois à voyageurs.
- Charge remorquée : marchandises 1,300 (1,179): voyageurs, 250(227), non coin pris la locomotive à vapeur qui reste attelée au train.
- Voyageurs 96 (87): marchandises 80 (72.6) 4
- Voyageurs 48,000 (21,770) ; marchandises, 40,000 (18,140).
- Marchandises, 33,000 (17,240).
- . Voyageurs, 48,000 (21,770) ; marchandises, 40,000 (18,140).
- Voyageurs, 20 (32); marchandises, 10 (16)
- Service de banlieue J uillet 1905. Altei natif-eontinu 43.9 (70.6) 110.0(177 2
- 9’ (1941
- Troisième rail protégé, à contact supérieur, 650 volts.
- Une, à vapeur.
- 16,500 kilowatts.
- Trois alternateurs triphasés, 5,5)01 watts, 11,000 volts, 25 périodes. " Turbines à vapeur. Trente-deux, à tubes d’eau.
- 524 chevaux-vapeur.
- 3.29(1.49)
- 7.83
- (Voir « Pennsylvania Railroad. prolongement du tunnel de New-Urk,
- 70.4 milles (113.3 kilomètres) de circara aériens; 26.5 milles (42.6 kilomèire en souterrain; 11,000volts. Huit : de 2,000 à 4,500 kilowatts; deux de 2 1/2 milles (4 kilomètres) séparément.
- 1,000 et 1,500 kilowatts.
- Trains à unités multiples. 134 automotrices et 84 remorques
- Moyenne, 3.95 voitures; maximum, 10 voitures.
- 83,800 (38,010)
- 52
- 2
- 200 chevaux-vapeur.
- 6,800 (3,080)
- 6,000 (2,720)
- 800 (363) à 48 milles (77.2 kilomètre-' par heure.
- Une remorque et deux automotrice5-39,000 (17.690); 5 i voyageurs-29,000 (13,150)
- 16,400 (7,440)
- Omnibus, 22(35.4); Express, ’ Omnibus, 0.1 à 1.2 (0.4 à 1-9 !
- moreaof-
- çjjeiques installations importantes.
- Pennsylvania Railroad,
- West Jersey & Seashore Railroad.
- Tableau 8.
- New York Central & Hudson River Railroad.
- Erie Railroad.
- Service d’express et local de grande ligne. s Septembre 1906.
- Alternatif-continu.
- 74.6(120.1)
- 162.7(261.8)
- 3.0
- 12° 30' (140 mètres).
- Troisième rail non protégé, à contact supérieur; 650 volts ; de plus, 13.7 milles (22 kilomètres) de lignes à trolley avec fils tendeurs.
- Une, à vapeur.
- 8,CU0 kilowatts.
- Quatre alternateurs triphasés, 2,000 kilowatts, 6,600 volts, 25 périodes.
- Turbines à vapeur.
- Seize, à tubes d’eau.
- 358 chevaux-vapeur.
- 3.36 (1.52)
- 7.96
- 0.53
- Lignes triphasées aériennes; 130 milles [209.2kilomètres) de circuit; 33,000 volts.
- Neuf, dont une dans l’usine génératrice.
- 1,000 à 2,500 kilowatts en moyenne ;
- 91/2 miles (15.3 kilomètres) séparément. 500, 750 et 1,000 kilowatts.
- Trains à unités multiples. 89 automotrices.
- Moyenne, 3 voitur,
- es ; maximum, 8 voitures.
- 89,000 (40,370)
- 58
- 2
- 200 chevaux-vapeur. 4,500 (2,010)
- 1*0.476)
- milles (80.5 kilomètres) par heure. Néant.
- 26,850(12,180)
- 17,650 (8,010)
- mnibus,30(48.3);
- 0m
- 1Dibus* 1-37 (2.2,;
- express, 45 (72.4). express, 22 (35.4).
- Service de gare. Décembre 1906. Alternatif-continu. 22.5 (36.2) 101.0(162.5)
- 1 25
- 6° (291 mètres).
- Troisième rail protégé, à contact inférieur 650 volts.
- Deux, à vapeur.
- 20,0-0 kilowatts.
- Quatre alternateurs triphasés; 5,000 kilowatts; 11,000 volts : 25 périodes.
- Turbines à vapeur.
- Seize, à tubes d’eau.
- 625 chevaux-vapeur.
- 2.5(1.13) •
- 8.0
- 0.374
- 18.5 milles (29.8 kilomètres) de circuits aériens 58.5 milles (94.1 kilomètres) en souterrain 11,000 volts.
- Cinq -, 3,000 ou 4,500 kilowatts ; 4 à 6 milles (6.1 à 9.7 kilomètres) séparément.
- 1,000 et 1,500 kilowatts.
- Locomotives et trains à unités multiples.
- 47 locomotive?, 125 automotrices et55 remorques.
- Moyenne, 4 voitures; maximum, 10 voitures.
- 95 et 115.
- 4
- 550
- 33,500 et 35,500 (15,200 et 16,100)
- 23,000 (10,430)
- 5,050 (2,290)
- avec 435 tonnes (395 tonnes métriques). 106,000 (48,080)
- 64 2
- 200 chevaux-vapeur.
- 6,200 (2,810)
- 5,650 ;2,560)
- 716(325) à 52.3 milles (S4.2 kilomètres) par heure.
- Une remorque et deux automotrices. 88,000 (39,920); 64 voyageurs. Locomotives, 33 500 et 35.500 (15,200 et 16,100;;
- voitures, 30,000 (13,610). Locomotives, 28,OCX) et 22,0C0 (12,700 et 9,980) ; voitures, 23/CO (10,430).
- Omnibus, 21 à 24 (33.8 a 38.6) ; express, 28 et 29 (45 et 46.6;.
- Omnibus, 1.05 et 1.45 (1.7 et 2.3) ; express, 7.25 et 12.56 (11.7 et 20.2).
- Service de banlieue. Juin 1907. Monophasé.
- 38 (61.2)
- 38 (61.2}
- 0.94
- 5' 44' (305 mètres).
- Lignes sur poteaux en bois et consoles, suspension caténaire simple. Fil à trolley à 21 pieds (6.40 mètres) au-dessus du rail.
- Energie fournie par la Niagara Falls Water Power Company et transmise sur une distance de72milles (115.9 kilomètres) au chemin de fer.
- Ligne aérienne, 60,000 volts ; longueur du circuit 144 milles (231.8 kilomètres).
- Néant.
- Néant.
- Trains à unités multiples.
- Six automotrices.
- Moyenne, deux automotrices ; maximum, deux automotrices et deux remorques.
- 96,000 913,550)
- 4
- 100 chevaux-vapeur.
- Néant.
- 24,000(10,390)
- 35 (56.3) 2.84 (4.6)
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- /
- Tableau 9.
- Caractéristiques générai
- New York, New Haven & Hartford Railroad.
- Spokane & Inland Rail,
- rooA
- Données générales.
- Classification..............................................
- Date de la mise en service..................................
- Système de traction................................. ..
- Longueur de la ligne, en milles (en kilomètres) . . ... .
- Longueur des voies, en milles (en kilomètres)...............
- Plus forte rampe, en pour cent..............................
- Courbe la plus raide en degrés (rayon en mètres)............
- Conducteurs.
- Type de conducteurs de service, voltage, emplacement, etc. . Usines génératrices.
- Nombre d’usines génératrices et type........................
- Puissance nominale de chacune. .............................
- Nombre de générateurs dans chaque usine, puissance et type.
- Type de moteur des groupes électrogènes.................
- Chaudières : nombre par usine, type, puissance de chacune.
- Consommation de combustible, en livres (en kilogrammes] kilowatt-heure..........................................
- par
- Vaporisation : livres d’eau par livre de charbon. ............
- Rapport de la puissance des chaudières à la puissance des groupes électrogènes..........................................
- Transmission à haute tension et?sous-stations. Feeders : longueur et type...............................
- Sous-statiohs : nombre, puissance, espacement moyen Puissance des convertisseurs rotatifs...............
- Matériel roulant. Locomotives ou voitures............
- Effectif et type . . . Composition des trains
- Locomotives : poids en tonnes (en tonnes métriques)
- Nombre de moteurs par locomotive..............
- Puissance par moteur en 1 heure...............
- Effort de traction au démarrage, en livres (en kilogrammes)
- Service d’express etlocal degrandeligne Juillet 1907.
- Monophasé.
- 21.5 (34.6)
- 100.0 (160)
- 0.57
- 3° 8' (559).
- Double caténaire avec fil de service en acier; fil aérien secondaire' en cuivre; fil aérien à 22 pieds (6.70mètres) au dessus du rail. 11,000 volts.
- Une, à vapeur.
- 15,500 kilowatts.
- Trois alternateurs triphasés, 3,750 kilowatts, et un, 4,250 kilowatts; 11,000 volts, 25 périodes.
- Turbines à vapeur.
- Douze, à tubes d’eau.
- 550 chevaux-vapeur.
- 3.25(1.47)
- 8.5
- 0.318
- Conduite aérienne.
- Néant.
- Néant.
- Locomotives.
- 41 locomotives.
- Charge remorquée, moyenne, 240 tonnes (217 tonnes métriques) ; maximum, 320 tonnes (290 tonnes métriques) ; une locomotive.
- 100 (90-7)
- \ 4
- 250 chevaux-vapeur.
- 20,000 (9,070)
- Service de marchandises 1907 ’
- Monophasé 135 (217.3) 135 (217.3) 2.0
- 10" (175'.
- Suspension caténaire simple en bots avec consoles; fil aéri»,
- rail ; 6,600 volts.
- Une, hydro-électrique 15,000kilowatts.
- Trois alternateurs triphasés;5,000kik watts; 6,600 toits ; 60 périodes.
- Turbines hydrauliques. Néant.
- Lignes triphasées aériennes ; 180 mille» (289.7 kilomètres de circuits ; 45,000 volts.
- Une station de changementde fréquent deux sous-stations de transformation.
- Locomotives pour marchandises; trait à unités multiples pour voyageurs. 9 locomotives ; -4 automotrices et 12 remorques.
- Moyenne. 2 voitures; maximum o « tures; charge moyenne remorque 350 tonnes (318 tonnes métriques.
- 6 à 50 (45.4), 3 à 72 (65).
- 4
- 50 tonnes (45.4)-locomotives;
- 125 chevaux vapeur.
- 72 tonnes (65.3'-locomotives,
- Effoi t de traction au démarrage, sous la charge prévue, en livres
- (en kilogrammes).........................................
- Effort de traction au démarrage à la vitesse maximum en palier,
- en livres (en kilogrammes)...............................
- Automotrices : poids, non compris les voyageurs, en livres (en
- kilogrammes).............................................
- Nombre dé places offertes.................................
- Nombre de moteurs.........................................
- Puissance nominale de chaque moteur.......................
- Effort de traction par voiture, au démarrage, en livres (en kilog.) Effort de traction sous la charge prévue, en livres (en kilog.) . . Effort de traction à la vitesse maximum en palier, en livres (en kilogrammes)..............................................
- S,400 (3,810)
- 19,000 et 46,000 (8,620 et tO,S7f
- 94.C0Ü (42,640)
- 4
- 100 chevaux vapeur.
- Remorques : nombre par train..................
- Poids et nombre de places offertes............
- Poids par essieu moteur, en livres (en kilogrammes) Poids par essieu porteur, en livres (en kilogrammes) Vitesse prévue, en railles (en kilomètres) à l’heure .
- 38,507(17,460)
- 23,000 (10,432)
- Omnibus, 26 (41.8); express, 37 (59.5).
- Espacement moyen des arrêts, en milles (en kilomètres).
- Omnibus, 22(35.4); express, (12.8 à 14.5).
- Sà9
- VIII
- 87
- ie <juelques installations importantes. (Suite.)
- Tableau 9.
- Qrand Trunk Railway. Great Northern Railway. Southern Pacific Railway. Pennsylvania Railroad New York Tunn el Extension.
- service spécial de grande ligne. ber Avril 1908. Monophasé. 3.8(6 1) 12.0(19.3) 2.0 7" 3F (232) Service spécial de grande ligne. Juillet 1®9 Monophasé. 4.0 (6.4; 6.0 (9.7) 2.2 Néant. Service de banlieue. 1909 Alternatif-eontinu. ï!ô 39° (45). Service de gare. 1910 Alternatif-eontinu. 12.0(19.3) 75.0 (120.7) 1.93 9“ 1194)
- Suspension caténaire simple spéciale; fil à trolley à 22 pieds (6.70 mètres) au-dessus du rail; 3,300 volts. Fils transversaux ; deux conducteurs aériens ; 6,000 volts. Suspension caténaire simple ; fil de trolley à 22 pieds (6.70 mètres) au-dessus du rail; 1,200 volts. Troisième rail protégé, à contact supérieur, 650 volts.
- Une, à vapeur. 2,500 kilowatts. Deux alternateurs triphasés; 1,250 kilowatts ; 3,300 volts ; 25 périodes. Turbines à vapeur. Quatre, à tubes d’eau. 400 chevaux-vapeur. Une, hydro-électrique. 5,000 kilowatts. Deux alternateurs triphasés; 2,500 kilowatts ; 6,600 volts ; 25 périodes. Turbines hydrauliques. Néant. Une, à vapeur. 10,000 kilowatts. Deux alternateurs triphasés; 5.000 kilowatts; 13,200volts; 25 périodes. Turbines à vapeur. Douze, à tubes d’eau. 625 chevaux-vapeur. Une, à vapeur. 16,000 kilowatts de puissance supplé mentaire doivent être installés dans l’usine du « Long Island * outre 6,000 kilowatts de groupes électrogènes d’éclairage. Puissance totale, 38,500 kilowatts,
- 7.8 (3.54) 7.74 1.5 (0.68) de combustible liquide (chiffre estimatif). 14 (chiffre estimatif).
- 0.478 0.55 0.318
- Néant. Néant. Néant. Ligne aérienne, 33,000 volts; longueur du circuit, 64 milles (103 kilomètres). Une, 5,000kilowatts. Néant. Conduites triphasées souterraines ; 13,200 volts. Deux, 4,500 kilowatts; espacées de 5.5 milles (8.9 kilomètres). 1,500 kilowatts. 48 milles(77.2kilomètres) de circuit» souterrains et aériens. Trois, 6,000 kilowatts. 2,000 kilowatts.
- Locomotives. Locomotives. Trains à unités multiples. Locomotives.
- Cinq locomotives. Quatre locomotives. 44 automotrices et 40 remorques. Vingt-quatre locomotives.
- Charge remorquée : marchandises, 1,000 tonnes(907 tonnes métriques); voyageurs, 150 à 600 tonnes (136 à 544 tonnes métriques). 65.75 (59.65) 3 Charge remorquée, 2,200 tonnes (1,996 tonnes métriques) ; trois locomotives en service. I15 (104) Moyenne, 5 voitures, maximum, 12 voitures. Pour 1 locomotive : maximum, 550 (499). Pour 2 locomotives : maximum, 900(816). 165(150)
- 225 chevaux-vapeur. 475 chevaux-vapeur. /£> 1,250 chevaux-vapeur.
- A000(22,6S0)sur rampe de 20 millim. par mètre avec une charge remor-‘*u/:e,de 1,000 tonnes (907 tonnes métriques) (deux locomotives). 57,500 (26,080) 46,000 (20,870) 55,000 (24,950) 26,800 (12,160)
- Néant. Néant. 104,200^47,265)
- 4 125 chevaux-vapeur. 16,000 (16,260) 10,450 (4,740)
- Néant. 43,800 "l9,870) 15.0(24.1) 2.5(4) Néant. 57,500(26,080) 15(24.1) 4.0 (6.4) * 6,000 (2,720) à 40 milles (64.4 kilomètres) par heure. Une remorque et deux automotrices. 65,000 (29,480) ; 92 voyageurs. 26,C50(il,820) 20(32.2) (chiffré approximatif). 56,500(26,080) 26,500 (12,020) Service de la gare. 8.75 (14.1) du départ à la limite de la zone électrique.
- p.dbl.86 - vue 1290/1585
-
-
-
- VIII
- 88
- Tableau 10.
- Caractéristiques
- générj
- ale.
- Baltimore & Ohio Railroad. Baltimore & Ohio Railroad. New York Central & Hudson River Railroad New York. Central & Hudson River Railroad Pennsylvania Railroad.
- Voyageurs. Marchandises. Original. Revised. Expcr.men tal.
- 1 2 3 4 5
- American Locomotive Co. General Electric Co. 1895 0-4-4-0 8 4-DC American Locomotive Co. General Electric Co. 1903 0-8-0 8 4-DC American Locomotive Co. General Electric Co. 1906 2-8-2 8 4 4-DC American Locomotive Co. General Electric Co. 1908 4-8-4 8 8 4-DC Pennsylvania Railroad. Westinghouse Company 19o5 0-4-4-0 8 4-DC
- 35' 0" (10.668) 29' 0" (8.839) 37' 0" (11.277) 43' 0" (13.106) 36’ 5" (11,ICO)
- 9' 5" (2.870) 9' 5" (2,870) 10' 0" (3.048) 10' 0" (3.048) 10' 2" (3X99)
- 14' 3" (4.343) 13' 8" (4.165; 14' 4" (4.869) 13' 9" (4.191) 13' 4" (4X64)
- 23' 2" - (7.061) 14' 7" (4.445) 13' 0" (3.962) 13' 0" (3.962) 26' 1" (7.950)
- 6' 10" (2.083) 6' 0" (1.829) 8' 6" (2.591)
- 6' 10" (2.083) 14' 7" (4.445) 13' 0" (3.962) 13' 0" (3.962) 8' 6" (2.591)
- 23' 2" (7.061) 14' 7" (4.445) 27' 0" (8.229) 36' 0" (10.973) 26' 1" (7.950)
- 62" (1.575) 42" (1.067) 44" (1.118) 44" (1.118) 56" (1.422)
- 36" (0.914) 36" (0.914)
- 48,125 (21,830) 40,000 (18,140) 53,500(15,200) 35,500 (16,100) 48,785 (22,130)
- 192,600 (87,360) 160,0C0"(/2,580) 28,000 (12,700) 190,0C0t86,180) 22,000 (9,980) 230,000 (104,330) 195,140’ (88,520)
- 8,340 (12,412) 11,000 (16,360) 7,040 (10,477) 6,400 (9,524) 7,500 (11,161)
- 43.2" (1.797) 40.5" (1.029) 44.4" (1.128) 40.0" (1.016) 42.5" (1.C80)
- 20 (32.2) 10(16.1) 60 (96.6) 60 (96.6) 45 (72.4)
- 48,000 (21,770) 40,000 (18,140) 33,500 (15,200) 35,500 (16,100) 37,400 (16,960)
- 38,000 (17,240) 23,000 (10,430) 23,000 (10,430) 17,540 (7,960)
- 5,700 (2,585) 5,700 (2,585)
- DC N» AXB-70 180 i’,725 625 300 app. DC N" GE-65 200 ”318 300 "625 625 DCN-GE-84 A 550 230 1,100 n 750 325 625 625 DC N” GE-84-A 550 230 1,100 750 325 625 625 2 DC N” 103 2 DC N° 129 . 300 & 320 ”800 416 & 438 '"600 600
- 12,975 (5,885) 1 ! ,500 (5,216) 11,500 (5,216) 11,500 (5,216)
- 9,500 (4,309) Sans engrenage. 2,800 (1,270) 81 •• 19 7,640 (3,465) Sans engrenage. 7,640 (3,465) Sans engrenage. 5,300 (2,404) Sansengrenage.
- Pennsyhania
- Bailroad.
- Experinu,
- Numéro d’ordre renvoyant aux schémas et aux graphiques...............................
- Données générales.
- Constructeur : organes mécaniques .... Constructeur : organes électriques ....
- Date de la construction.................. .
- Type.......................................
- Nombre de roues motrices...................
- Nombre de roues porteuses. . . ...
- Nombre de moteurs..........................
- Dimensions (t).
- Longueur entre les attelages, en pieds et pouces
- - (en mètres;.................; . . .
- Largeur de la cabine, en pieds et pouces (en
- mètres)...............................
- Hauteur du sommet de la toùure au-dessus du rail, en pieds et pouces (en mètres).... Empattement des roues motrices, en pieds et
- pouces (en mètres)............... . .
- Empattement des roues de bogie, en pieds et pouces (en mèires) ........
- Empattement rigide, en pieds et pouces (en
- mètres)...............................
- Empattement total, en pieds et pouces (en
- mètres)...............................
- Diamètre des roues motrices, en pouces (en
- mètres) ..............................
- Diamètre des roues porteuses, en pouces (en mètres).............................
- Poids.
- Par essieu moteur, en livres (en kilogrammes).
- Par essieu porteur, en liv res (en kilogrammes).
- Total, en livres (en kilogrammes)........
- Par pied d’empattement, en livres (en kilogrammes par mètre)......................
- Hauteur du centre.de gravité de la locomotive en pouces (en mètie.') ........
- i Vitesse.
- Approximative sous pleine charge en palier, en milles (en kilomètres)...............
- Effort de traction.
- Au démarrage,!'2), en livres (en kilogrammes) . En 1 heure, en livres (en kilogrammes) . . .
- Continu, en livres (en kilogrammes) ....
- Moteurs.
- Type....................................
- Puissance calculée en 1 heure...........
- Puissance calculée continue.............
- Courant par moteur, au démarrage ....
- Courant par moteur, en 1 heure..........
- Courant par moteur, en permanence . . .
- Voltage au collecteur...................
- Voltage au moteur..................
- Poids de chaque moteur, en livres (en kilogrammes) ...............................
- Poids de chaque induit, en livres (en kilogrammes) . . .....................
- Rapport de réduction.........
- Baldwin locomotive W Westinghouse Company 1907 4-4-4-4 8 8
- 4-AC monophasé.
- 65' 8" (20.015) 10' U" (3.C4S) 18' 1" (3.98») 30' 0" (9.144
- 6' 2" a.sso;
- 7' 6" (2.286) 56' 2" (17.119) 72" (1.828. 36" (0.914)
- 54,900 (24,9CK
- 21,150 (9,590) 304,000 (137,890)
- 5,430 (8,080) 55.0" (1.397)
- 60 (96.6)
- 26,800 (12,160) 14,400 (6,530) 7,600 (3,450)
- AC N" H*
- 460
- 310
- 2,500
- 1,590
- 1,045
- 11,000
- 275
- 19,500 (S,845' 9,350 (4.241)
- P) Tous les chiffres de dimensions sont donnés en pouces entiers, en airondissant ou négligeant les fractions. _ < 3n poids
- (2) A moins d’être limité par les caractéristiques des moteurs, l’effort de t; action au démarrage est calcule a raison du q
- adhère^-
- VIII
- 89
- deS locomotives électriques.
- Tableau 10.
- Penney ^an^a Railroad. New York, New Haven & Hartford Railroad. New York, New Haven & Hartford Railroad,.
- foyageurs. Original. Revised.
- Spokane Spokane Grand Trunk Gréa t Northern Michigan
- & In land & folletnd Sarnia Tunnel Central
- Railroad. Railroad. — Railtoay. Detroit River
- — Voyageurs & — Tunnel.
- Marchai1 dises. Marchandises. Marchandises. Marchandises. Marchandises.
- 7
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- Pennsylvania
- Railroad.
- Westinghouse
- Company.
- 1909
- 4-4-41-4
- 8
- Baldwin
- Locomotive Works. Westinghouse Company.
- 1906 0-4-4-0 8
- 2-DC
- 4-AC monophasé.
- Baldwin
- -ocomotive Vt orks Westinghouse Company. 1908 2-4-4-2 8 4
- 4-AC monophasé.
- Baldwin
- Locomotive Works. Westinghouse Company.
- 1906 ' 0-4-4-0
- 4-AC monophasé.
- Baldwin
- Locomotive Works Westinghouse Company.
- 1907
- 0-4-4-0
- 4-AC monophasé.
- Baldwin Locomotive W. Westinghouse Company. 1907 0-6-0 6
- 3-AC monophasé.
- American Locomotive Co. General Electric Co. 1908 0-4-4-0
- American Locomotive Co. General Electric Co. 1909 0-4-4-0
- 8
- 4-AC triphasé.
- 8
- 4-DC
- 61' 11" (19.786) ) 37' 7" (11.455)
- 10' 0" (3.C48) 9' 7" (2.921)
- 13' 1" (3.988) 12' 2" (3.708)
- 24' 1" (7.340) 22' 6" (6.858)
- 6' 7" (2.007) 8' 0" (2.438)
- î" (2.184) 8' 0" (2.438)
- 55' 11" (17.043) 22' 6" (6.858)
- 65" (1.727) 62' (1.575)
- 36" (0.914)
- 37' 7" (11.455) 32' 1" (9.779)
- 9' 7' ' (2.921) 9' 6" (2.895)
- 12' 2" (3.708) 11' 9" (3.5S1)
- 22' 6" (6.858) 21' 1" .(6.426)
- 8' 0" (2.438) 7' 4" (2.235)
- 8' 0" (2.438) 7' 4" (2.235)
- 30' 10" (9.398) 21' V (6.426)
- 62" (1.575) 38" (0.965)
- 33" (0.838)
- 38' 3" (11.658) 9' 6" (2.895) 12' 2" (3.708) 24' 10" (7.569) 9' 6" (2.895) 9' 6" (2.895) 24' 10" (7.569) 50" (1.270)
- 29' 4" (8.941) 10' 2" (3.099) 13' 0" (3.962) 16' 0" (4.877)
- 16' 0" (4.877) 16' 0" (4.877) 62" (1.575)
- 44' 2" (13.462) 10' 0'' (3.048) 14' 2" (4.318) 31' S" (9.677) 11' 0" (3.353) 11' 0" (3.353) 31' 9" (9.677) 60" (1.524)
- 39' 6" (12.039) 10' 0" (3.048) 12' 4" (3.759) 27' 6" (S.382) 9' 6" (2.895) 9' 6" (2.895) 27' 6" (8.382) 48" (1.219)
- 5,870 (8/
- 48,000 (21,770)
- 192,000’(87,090) 8,540 (12,709)
- ®-75” (1.619)
- 53.0" (1.346)
- 40,500 (18,370)
- 20,000 (9,070) 202,000 (91,630)
- 6,530 (9,718)
- 25,070 (11,370)
- 100,280 "(45,490) -4,750 (7,069)
- 36,250 (16,440)
- 145,000’"(65,770) 5,830 (8,676)
- 42,200-47,000
- (19,140-21,320)
- 131,400(59,600'
- 8,200 (12,203)
- 57,500 (26,080)
- 230,000 (iÔ4,330) 7,220 (10,745)
- 50,000 (22,680)
- 200,000 (90,720) 7,280 (10,834)
- 51.0" (1.295)
- 60.0" (1.524)
- 42.5" (1.080)
- 60 (96.6)
- 60 (96.6)
- 60 (96.6)
- 25 (40.2)
- 15 (24.1)
- 35 (56.3)
- 15 (24.1)
- 35 (56.3)
- 55.000 (24,950) *6M0O (11,970) 12*°00 (5,440)
- Dc N° 315
- 1,250
- 800
- ?.850
- .725
- 1.070
- AC 20,000 DC 24,000 (9,070) (10,890)
- AC 8,400 DC 10,200 (3,810) (4,630)
- AC 5,700 DC 7,750 (2,585) (3,515)
- AC DC N» 130 .
- AC 235 DC 360 AC 195 DC 295 AC 2,025 DC 2,000 AC 1,090 DC 1,000 AC 845 DC 810 AC 11,000 DC .600 AC 220 DC 300
- 16,710 (7,580)
- 5,850 (2,654) kans engrenage.
- AC 20,000 DC 24,000 (9,070) (10.890)
- AC 8,400 DC 10,200 (3,810) (4,630)
- AC 5.700 DC 7,750 (2,585) (3,515)
- AC DC N« 130
- AC 235 DC 360 AC 195 DC 295 AC 2,025 DC 2,000 AC 1,090 DC 1,000 AC 845 DC 810 AC 11,000 DC 600 AC 220 DC 300
- 16,710 (7,580)
- 5,850 (2,654) Sans engrenage.
- DC-,
- " dorant
- continu.
- — AC = courant alternatif.
- AC 25,000 DC 25,000 (11,340) (11,340)
- AC 10.500 DC 13,000 (4,760) (5,90' )
- AC 5,020 DC 6,000 (2,277) (2,720)
- AC DC N» 133
- AC 125 DC 94
- AC 86 DC 60
- AC o60 £>0 gsQ
- AC 545 DC 543
- AC 365 DC 365
- AC 6,600 DO 600
- AC 235 DC 150
- 6,025 (2,733)
- 2,705 (1.227)
- 72 ; 17
- AC 36,000 DC 36,000 (16,33)1) (16,330)
- AC 22,000 DC 27,500 (9,980) (12,470)
- AC 14,600 DC 15.500 (6,620) (7,030)
- AC DC N” 151
- AC 170 DC 150 AC 140 DC 108 AC 1,125 DC 1,100 AC 820 DC 910 AC 645 DC 635 AC 6,600 DC 600 AC 220 DC 150
- 10,420 (4,726)
- 3,570 (1,6)9)
- 79 : 17
- 43.800 (19,870) 19,000 (8,620)
- 11.800 (5,350)
- AC N» 137
- 225
- 178
- 1,525
- 910
- 685
- 3,300
- 235
- 15,660 (7,103)
- 5,095 (2,311) 85 : 16
- 57,500 (26,080) 46,000 (20,870) 36,000 (16.33C)
- 50,000 (22,680) 35,000 (15,880)
- AC N° GEI-506
- 475
- 375
- 7Û0
- 500
- 6,000
- 500
- DC N° GE-209-A
- 275
- ’”530
- 400
- ”625
- 625
- 4.28 : 1 4.37 : 1
- p.dbl.88 - vue 1291/1585
-
-
-
- Tableau 11.
- Locomotives électriques et à vapeur.
- Comparaison des poids et centres de gravité.
- ÉLECTRIQUE. A VAPEUR.
- Type , . 0-4-4-0 4-4-4-4 4-4-4-4 2-4 4-2 4-4-2 4-4-0
- Chemin de fer Pennsylvania Railroad. Pennsylvania Railroad. Pennsylvania Railroad. New York, New Haven and Hartford Railroad. Pennsylvania Railroad. Pennsylvania. Railroad.
- Numéro d’ordre du tableau 10 . . 5 6 7 9
- Service . Expérimental. Expérimentai. Tunnel de New-York. Grande ligne. Grande ligne. Grande ligne.
- Poids total de la locomotive en ordre de marche, en livres (en kilogrammes) .... 195,140(88,510) 304,000(137,890) 332,000(150,590) 202,000 (91,630) 176^600 (80,100) 138,000 (62,600)
- Hauteur du centre de gravité de la locomotive en ordre de marche au-dessus du rail, en pouces (en mètres) . . . . 42.5 (1.079) 55 (1.397) 63.75 (1.619) 53 (1.346) 73 (1.854) 63 (1.600)
- Rapport pour cent du poids du mécanisme non suspendu sur ressorts au poids total, y compris les moteurs pour les locomotives électriques nos 5,6 et 9. 50 p. c. 46.3 p. c. (!) 16.7 p. c. 37.4 p. c. 22.7 p. c. 22.7 p. c.
- Hauteur du centre de gravité du mécanisme au-dessus du rail, en pouces (en mètres) . 28 (0.711) 33.5 (0.851) (>) 30.2 (0.767) 30 (0.762) 33 (0.838) 29 (0.737)
- p) Ne comprend pas les moteurs iï lontès dans la cabin e.
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- Les trains sont composés uniquement d’automotrices, munies chacune de deux moteurs de 200 chevaux chacun sur un bogie. Des trains de huit voitures au maximum sont remorqués en service express; la vitesse maximum est de 60 milles (96.6 kilomètres) à l’heure et la vitesse moyenne des express, avec des étapes de 22 milles (35.4 kilomètres) entre les arrêts, est de 45 milles (72.4 kilomètres) à l’heure.
- Le système employé, qui est, à beaucoup de points de vue, une simplification des méthodes adoptées sur le « Long Island Railroad », a donné des résultats très satisfaisants.
- New York Central & Hudson River Railroad. — En 1903, l’assemblée législative de l’État de New-York vota une loi obligeant cette compagnie à remplacer les locomotives à vapeur pour le service dans son entrée en souterrain dans New York City. La présence de fumée et de vapeur dans ce tunnel avait donné lieu à des accidents et les conditions atmosphériques étaient telles qu’il fallait limiter la vitesse des trains, ce qui réduisait la capacité de la ligne. Ce souterrain est aussi utilisé par le « New York, New Haven & Hartford Railroad » pour son entrée dans la cité.
- En même temps qu’elle décida d’adopter l’électricité pour la traction des trains dans le tunnel, la compagnie résolut de remanier complètement sa grande gare terminus de New-York et d’en augmenter notablement les moyens d’action et la capacité de débit; elle décida en outre d’exécuter un projet important de traction électrique dans une zone suburbaine d’environ 30 milles (48 kilomètres) de longueur, sur les divisions de l’Hudson River et de Harlem. A l’heure actuelle, la reconstruction de la gare n’est pas terminée, et le service électrique n’est établi que sur une partie des lignes mentionnées.
- Le trafic comprend des trains directs de grande ligne et des trains de banlieue; les premiers sont remorqués par des locomotives électriques (voir fig. 2, 3 et 17) et les autres sont des tiains à unités multiples. 47 locomotives électriques, 125 voitures automotrices en acier et 55 remorques en acier sont actuellement en service.
- Le système électrique est l’alternatif-continu : il a été établi partout d’une façon exceptionnellement complète : on s’est attaché avec un soin particulier à doubler les divers appareils et à employer des batteries d’accumulateurs pour donner toutes les garanties possibles contre les interruptions du service. Les usines génératrices, au nombre de deux, ont chacune, actuellement, une puissance de 20,000 kilowatts. La transmission se fait par une double ligne de feeders triphasés à 11,000 volts, posée en partie sous terre, en partie sur des poteaux. R y a huit sous-stations, munies des transformateurs et des convertisseurs rotatifs habituels pour fournir le courant continu à 650 volts aux conducteurs de service. Chaque sous-station est pourvue d’une batterie d’accumulateurs dont la capacité varie de 450 à 900 ampères par huit heures. Les conducteurs sont du type à troisième rail avec contact inférieur; les dispositifs de sectionnement et d’interruption automatique sont très complets.
- Ce système est le premier exemple de l’électrification d’une grande gare d’un important réseau de chemins de fer de grande communication.
- Neio York, New Haven & Hartford Railroad. — Cette compagnie est probablement, parmi toutes les compagnies de chemins ^e fer des États-Unis, celle qui a pris la plus rigoureuse initiative en fait de traction électrique. En 1894, une petite ligne d’excursion, l’embranchement de Nantasket Beach, près Boston, Massachusetts, fut aménagée pour le système à trolley aérien. D’autres installations furent entreprises sur des embranchements de faible longueur en 1895, 1897 et 1898. Cependant, ces installations peuvent être considérées comme uniquement expérimentales, et dans certains cas elles ont été abandonnées.
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- Les conditions imposées par son entrée sur les voies de la Compagnie du « New York Central » dans la ville de New-York obligèrent la Compagnie du « New Haven » à prévoir aussi la traction électrique à l’entrée de cette gare. Elle décida toutefois d’adopter un système électrique radicalement différent (le monophasé) de celui employé sur le “New York Central » et d’équiper dans ces conditions sa grande ligne à quatre voies jusqu’à Stamford, Connecticut, soit à une dis tance de 21.5 milles (34.6 kilomètres) à partir de la jonction avec les voies du « New York Central » dans New-York.
- La décision prise d’employer le système de traction à courant monophasé conduisit la Compagnie du * New Haven >> à aménager ses locomotives électriques de façon qu’elles pussent servir sur les lignes à courant continu de la Compagnie du « New York Central « aussi bien que sur ses propres lignes à courant monophasé: ce problème original reçut une solution heureuse par l’emploi d’un type de moteur fonctionnant sur l’un et l’autre système et par le montage sur la locomotive d’un double appareil de commande du courant et d’appareils de prise de courant sur le fil à trolley et sur le troisième rail.
- Le système de conducteur employé sur le “ New Haven » est du type aérien caténaire, suspendu sur des passerelles en acier espacées de 300 pieds (91.50 mètres) ; la construction est compliquée et coûteuse.
- L’énergie est fournie par une usine génératrice située près de Stamford, et dont la puissance de production actuelle est de 15,500 kilowatts. L’énergie électrique, produite sous forme de triphasé à 11,000 volts, est transmise aux conducteurs comme monophasé à 11,000 volts; le voltage est abaissé sur la locomotive par des transformateurs réducteurs. Il n’est pas fait usage de sous-stations, mais la ligne de distribution est sectionnée en de nombreux points et des coupe-circuit automatiques sont placés sur les passerelles portant le système caténaire.
- Il existe trois importantes catégories de service sur cette ligne : service d’express, service local accéléré et service de trains-omnibus. Les trains express franchissent la distance complète de 33 milles (53 kilomètres) sans arrêt; les trains locaux accélérés s’arrêtent en moyenne à des distances de 8 milles (13 kilomètres); les trains-omnibus ont des arrêts espacés d’environ 2.2 milles (3.5 kilomètres). Tout le service des voyageurs est assuré par des locomotives électriques (voir les fig. 9 et 22), mais on doit bientôt faire des expériences avec l’emploi de trains à unités multiples pour le service local.
- Grand Trunk Railway. — Il s’agit ici d’un exemple d’électrification spéciale d’un tunnel sous-fluvial en forte rampe pour service de trains de voyageurs et de marchandises lourds. Ce tunnel passe sous la rivière Detroit entre Sarnia, Ontario et Port Huron, Michigan. Sa longueur est de 1.1 mille (1.77 kilomètre), avec une déclivité de 20 millièmes dans chaque sens à partir du milieu. Il fait partie intégrante de la grande ligne du « Grand Trunk Railway », et son exploitation à l’aide de locomotives à vapeur était accompagnée de risques dus aux gaz dégagés. On a adopté le système monophasé, avec une tension en ligne de 3,300 volts. Les trains sont remorqués par des locomotives électriques (voir les fig. 10 et 25); la locomotive à vapeur est détachée avant l’entrée dans le tunnel. Il y a actuellement cinq locomotives électriques en service: chacune d’elles pèse environ 66 tonnes (60 tonnes métriques) et est munie de trois moteurs monophasés de 225 chevaux. L’énergie est fournie par une seule usine génératrice comprenant deux turbo-générafeurs a vapeur de 1,250 kilowatts, produisant du courant triphasé à 3,300 volts, 25 périodes, transmis sous forme de monophasé, et réduit à une tension plus faible par des transformateurs placés sur les locomotives.
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- Fig. 1. — “ Baltimore & Ohio Railroad Locomotive à marchandises du tunnel de Baltimore. (Voir la fig. 15.)
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- Fig. 2.— « New York Central & Hudson River Railroad». Dernier type de locomotive à voyageurs à grande vitesse pour le service de la gare de New-York. (Voir la fi g. 17.)
- Fig. 3. — “ New York Central & Hudson River Railrond ». Châssis et mécanisme de locomotive à voyageurs. (Voir les fig. 2 et 17.)
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- Fig. 4.— “ Pennsylvania Railroad” . Type expérimental, à bogies articulés, de locomotive à voyageurs et à marchandises,
- petite vitesse (Voir là fig. 18.)
- Fig. 5. — » Pennsylvania Railroad». Type expérimental de locomotive à voyageurs, grande vitesse, à courant alternatif.
- (Voir la fig. 19.)
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- Fig 8.
- Pennsylvania Railroad •>. Châssis et roulement de la locomotive à voyageurs du type articulé. (Voir les fig. 6 et 20.)
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- Fig. 9. — « New York, New Haven & Hartford Railroad «. Dernier type de locomotive à courant alternatif, sur bogies à 6 roues, pour le service de la gare de New York. (Voir la fig. 22.)
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- Fig. 10. — « Grand Trunk Raihvay Locomotive monophasée à voyageurs et à marchandises, pour le service du tunnel de Sainl-Clair. (Voir la 11g. 25.)
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- Fig. 11. — « Great Northern Raihvay ». Locomotive triphasée à bogies articulés pour le service du tunnel de la Cascade. (Voir la fig. 26.)
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- Fig. 13. — « New York Central Lines ». Locomotive à courant continu, à bogies articulés, pour le tunnel sous le Détroit. (Voir la fig. 27.)
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- Cette installation n’est, en service que depuis quelques mois; néanmoins, il paraît qu’elle .donne de bons résultats.
- Spokane & Inland Railway. — C’est un exemple d’un nouveau réseau de chemins de fer servant principalement au transport des marchandises dans les régions à population clairsemée de l’ouest ; sans qu’il s’agisse de l’électrification d’un chemin de fer à vapeur existant, ce cas montre l’application de la traction électrique à un genre de service généralement assuré par des locomotives à vapeur.
- La ligne est d'un profil accidenté, renfermant un grand nombre de fortes et longues rampes, dont une de 20 millièmes, se développant sur une longueur de 8 milles (13 kilomètres) ; une petite partie seulement de la ligne entière, qui a 135 milles (217 kilomètres) de longueur, est en palier. Le service des marchandises est assuré par des locomotives électriques; les voyageurs sont transportés par automotrices isolées, ou remorquant quelquefois une voiture d'attelage. Deux types de locomotives sont en service (voir les fig. 23 et 24), et on emploie la ventilation forcée poui^ augmenter la puissance des moteurs des locomotives. La charge moyenne remorquée par les locomotives est de 350 tonnes (317.5 tonnes métriques).
- L’énergie est fournie en partie par dés-usines privées, en partie par des stations génératrices appartenant à la compagnie. L’énergie achetée provient d’une station de changement de fréquence renfermant quatre moteurs-générateurs d’induction de 1,000 kilowatts. Le voltage dans la transmission est de 45,000 volts. Dix sous-stations situées en différents points de la ligné contiennent des transformateurs qui abaissent le potentiel de 45,000 à 6,600 volts. Le système de transmission est du type caténaire simple, avec fil à trolley porté par les consoles des poteaux latéraux en bois.
- Nous n’avons pas obtenu de renseignements officiels sur les résultats d’exploitation pratique et l’économie de cette installation.
- Great Northern Railway. — Nous avons ici un exemple d’exploitation électrique de tunnel de montagne, pour trains de marchandises et de voyageurs, et ayant pour objet la suppression de la fumée des locomotives à vapeur dans un long tunnel. La ligne a une longueur d’environ 4 milles (6.4 kilomètres), dont 2.6 milles (4.2 kilomètres) dans un tunnel à voie unique; elle est en rampe continue de 17 millièmes dans le souterrain et de 22 millièmes dans les voies d’accès. Comme le tunnel ne constitue pas une tête de division, les trains, avec leurs locomotives à vapeur, sont remorqués en rampe par des locomotives électriques.
- Le système électrique est à courant triphasé et représente le premier exemple de ce type en Amérique. Un genre de suspension modifié est employé pour les deux fils à trolley aériens que nécessite ce système. L’énergie est produite dans une usine hydro-électrique située à environ 30 milles (48 kilomètres) du tunnel, par deux génératrices triphasées de 2,500 kilowatts, et transmise par deux circuits triphasés à 33,000 volts. Dans une sous-station voisine du tunnel, la tension est ramenée à 6,000 volts pour la distribution par les fils à trolley, puis elle est réduite de nouveau, par des transformateurs placés sur la locomotive, à 500 volts en triphasé, pour l’emploi dans les moteurs. Les locomotives (voir fig. 11, 12 et 26J ont un poids de 230,000 livres (104.330 kilogrammes); toutesles roues sont motrices. Trois de ces locomotives réunies remorquent une charge maximum de 2,200 tonnes (1,996 tonnes métriques) de wagons à marchandises, ce qui équivaut à un train de 1,550 tonnes (1,406 tonnes métriques) composé de wagons et d’une locomotive-à vapeur compound Mallet. La vitesse est d’environ 15 milles (24 kilomètres) à l’heure.
- Cette installation n’est en service que depuis peu de temps (août 1909); aussi ne possédons-uous pas encore de renseignements sur ses résultats d’exploitation.
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- Charges des roues, par essieu, eu livres.
- Fig. 14. — Schéma n° 1. « Baltimore & Ohio Railroad. » Locomotive à voyageurs à courant continu.
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 15. — Schéma n° 2. « Baltimore & Ohio Railroad. » Locomotive à marchandises-
- à courant continu.
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- 33,500 33,500 33.500 33.500
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 16. — Schéma n° 3. « New York Central & Hudson River Railroad. » Locomotive à voyageurs à courant continu. Type initial.
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 17. — Schéma n° 4. « New York Central *& Hudson River Railroad. » Locomotive à voyageurs à courant continu. Type modifié.
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 18. — Schéma n° 5. « Pennsylvania Railroad. » Locomotive expérimentale à courant continu.
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- 54.300
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 19. — Schéma n° 6. « Pennsylvania Railroad. « Locomotive expérimentale monophasée.
- 55-11
- 64-11
- 55800
- 55,800
- 55,800
- 55,800
- 26,400
- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 20. — Schéma n° 7. « Pennsylvania Railroad. » Locomotive articulée à courant'continu. Service de la gare de New-York.
- 48.000
- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 2l___ Schéma n° 8. « New York, New Haven & Hartford Railroad. » Locomotive à voyageurs, .
- à courant alternatif-continu. — Type initial, à double bogie.
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- — 8-0''
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- 40.500 2QOOO
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 22. — Schéma n° 9. « New York, New Haven & Hartford Railroad. »
- Locomotive à voyageurs à courant alternatif-continu. — Type modifié, à double bogie à six roues.
- 6-5
- 21-1-
- 2 5 070
- 25070
- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 23. — Schéma n° 10. « Spokisie & Inland Empire Railroad. » Locomotive à marchandises à courant alternatif-continu.
- 36.250 36.250
- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 24. — Schéma n° 11. « Spokane & Inland Empire Railroad. » Locomotive à voyageurs à courant alternatif-continü.
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 23. — Schéma n° 12. « Grand Trunk Railroad. » Locomotive mixte à courant monophasé pour le tunnel de Saint-Clair.
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- 57300
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 26. — Schéma n° 13. « Great Northern Railroad. » Locomotive à marchandises à courant alternatif.
- 50.000
- 50,000
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- Charges des roues, par essieu, en livres.
- Fig. 27. — Schéma N° 14. « New York Central Lines. » Locomotive mixte à courant continu pour les tunnels sous le Détroit.
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- 80 40000
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- 5 30 îj 25000
- 20000
- 30 13000
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- 3000
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- Amperes 3/otor /OOO 2000 3000 4000 3000 6000
- Amperes locomot/re
- Fig. 28. — Caractéristique de la locomotive à quatre moteurs G E 84-A du « New York Central & Hudson River Railroad. »> Courbe n° 3 ou n° 4.
- 56000
- 80 40000
- 32 /6O0O
- 8000
- 2000
- --- _ 2500
- Ampères Motor
- tOOO 2000 3000 4000 5000
- Amperes toc cm or: se
- Fig. 29. — Caractéristique delà locomotive à’deux moteurs n° 315 du “ Pennsylvania Railroad. » .Courbe n° 7.
- 96 24000
- 16000
- 48 <512000
- 8000
- 4000
- t^rj/Âe/
- 400 800 /2O0 /600 2000
- Amperes Motor
- 800 1600 2400 3200 4000
- Amperes Locomotive
- Fig. 30. — « New York, New Haven & Hartford Railroad. » Caractéristique de la locomotive à quatre moteurs n° 130. Courbe n° 8 ou 9.
- 16000
- 32 8000
- 400 800 /2O0 1600 *ouu
- Amperes Motor aOOO
- 800 h500 2400 3200
- Amf>eres locomotive
- ig. 31. — “ New York, New Haven & Hartford road. » Caractéristique de la locomotive à quatie
- teurs n° 130. Courbe n° 8A ou 9A.
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- 24 48000
- /6000
- 8000
- /OOO 2000 3000 4000 5000
- Âmperes per Locomotive
- Fig. 32. — Caractéristique de la locomotive à trois moteurs n° 137, du « Grand Trunk Railway ». Courbe n° 12.
- 70000
- \/6 60000-
- $}/4 50000
- 20000
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- 4mp>er-es5taôar
- O 800 /600 2400 3200
- 4mper&s Locomoà/ive
- Fig. 33. — Caractéristique de la locomotive à quatre moteurs G E I 506-A du « Great Northern Railway ». Courbe n° 13.
- 28 70000
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- 4/rtperes Moffor
- 2000 2400
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- 4mperes Locomoùvc
- Fig. 34. — Caractéristique de la locomotive à quatre moteurs G E 209-A du tunnel sous le Détroit.
- Courbe N°14.
- Explication des termes anglais : Tractive effort = Effort de traction. — Amperes motor = Ampères par moteur.—Normal field£= Champ normal. — Full field = Champ maximum. — A. C. performance = Fonctionnement en alternatif. — h. C. performance = Fonctionnement en continu. — Sériés parallel operation = Manœuvre série-parallèle.
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- Pennsylvania Railroad. — Ou compte que le système étendu de traction électrique de cette compagnie pour amener les trains de voyageurs dans sa nouvelle gare de New York City sera en service dans le courant de l'été 1910. Il s’agit ici d’un exemple de service très intense de gare de grande ligne, analogue à celui de la Compagnie du « New York Central ».
- La ligne comprend 16.5 milles (26.5 kilomètres) de souterrains, avec une longueur de parcours des locomotives de 8.6 milles (13.8 kilomètres) sur le côté ouest pour l’entrée en gare et un parcours de 12 milles (19.3 kilomètres) sur le côté est, à travers les tunnels et sur le « Long Island Railroad ». Les tunnels sont situés en partie sous l’eau, en partie sous la ville de New-York, et sont tracés suivant de longues rampes depuis le point le plus bas sous les fleuves ; la déclivité est de 15 pour mille en général, et atteint son maximum avec 20 pour mille.
- Les trains directs seront remorqués par des locomotives électriques dont vingt-quati'e ont été achetées pour commencer ; les trains-omnibus venant du côté de Long Island seront formés d’automotrices, d’après le système des unités multiples. Les locomotives sont représentées dans les figures 6 à 8 et 20 : ce sont des unités réunies d’une façon permanente deux à deux, et dont chacune est munie d’un moteur unique à courant continu de 2,000 chevaux de puissance. Un de ces groupes de deux unités remorque une charge de 400 tonnes (363 tonnes métriques) à la vitesse de 60 milles (96.6 kilomètres) à l’heure en palier ;• il démarre et accélère la même charge sur la rampe de 20 millièmes du tunnel.
- Le système électrique est i’alternatif-continu, similaire par tous les points essentiels à celui de l’installation du « Long Island Railroad » ; il est d’ailleurs réuni à ce dernier. L’énergie est produite dans l’usine centrale dont il a été question plus haut, en parlant du dit chemin de fer. Elle est transmise aux soûs-stations par des câbles logés dans des caniveaux spéciaux qui font partie de la construction des tunnels et envoyée dans un troisième rail, de composition et profil spéciaux, et pesant 150 livres par yard (74.41 kilogrammes par mètre). De même que sur le « New York Central », le système électrique est étudié, dans son ensemble, pour assurer le service le plus intense de trains très lourds dans une gare terminus de grande ligne; dans ce cas, les conditions sont à peu près celles d’un chemin de fer à six voies, sur lequel les trains gagnant et quittant la gare terminus se suivent à un intervalle minimum de deux minutes sur chaque voie.
- Southern Pacific Railway. — Nous citons ce cas surtout comme exemple d’électrification de ligne de banlieue d’un chemin de fer à vapeur, avec emploi d’un système à trolley pour courant continu à tension relativement élevée (1,200 volts), en faveur duquel on revendique d’importantes économies d’établissement et d’entretien. Le courant ayant une tension élevée, à peu près double de celle employée dans les conducteurs d’autres systèmes à courant continu, nécessite moins de cuivre pour les feeders et un moins grand nombre de sous-stations, pour des conditions de trafic similaires, que le système à 600 volts, et par suite les frais de premier établissement et la dépense d’exploitation des sous-stations sont moindres.
- Le système n’est en usage que depuis peu de temps et nous ne possédons pas de renseignements sur les frais d’exploitation'; il sera intéressant d’observer si l’on pourra recueillir sans étincelles la quantité très considérable de courant nécessaire à 1,200 volts pour la conduite de trams lourds, rapides, à unités multiples.
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- lit
- ANNEXE B.
- Normes de 1’ ce American Railway Association » ponr l’emplacement du troisième rail conducteur.
- Les résolutions ci-après ont été adoptées par l’Association, conformément aux recommandations de son comité, dans un rapport présenté le 23 mars 1908 :
- Attendu qu’un nombre constamment grandissant de chemins de fer adoptent la traction électrique et que ces chemins de fer, dans le cours naturel des choses, échangent leur matériel roulant avec d’autres lignes, non électrifiées ;
- Attendu que s’il n’est pas établi de gabarit, tant pour le matériel roulant que pour les ouvrages d’art de la voie, de façon que cet échange puisse avoir lieu sans difficulté, il se produira inévitablement des inconvénients et frais considérables :
- 1° Les diagrammes du gabarit présentés dans ce rapport sont approuvés et reconnus comme normaux par VAmerican Railway Association; dans la construction future du matériel roulant et de la voie, les contours de ces gabarits devront être rigoureusement observés par les membres de l’Association ;
- 2° Dans les types de nouveau matériel roulant présenté à l’échange, on ne dépassera pas le gabarit K' A' B' C' comprenant les écarts en plan vertical et horizontal qui peuvent, selon toute probabilité raisonnable, se produire simultanément. Pour déterminer cet écart, on considérera la position du matériel en courbe de 20° (87.3 mètres de rayon), en tenant compte du déplacement transversal de la traverse danseuse et de l’effet de ce déplacement sur les pièces faisant partie de la caisse. Les tolérances seront les suivantes : en plan horizontal, 2 J/a pouces (64 millimètres) au total ; en plan vertical, 4 pouces (102 millimètres) au total ; ^
- 3° Dans la construction de nouveaux ponts, tunnels et quais, aucune pièce se prolongeant sans interruption sur plus de 7 pieds (2.134 mètres), ne doit pénétrer dans l’espace réservé au troisième rail : A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K ; elle doit rester plutôt de 1 pouce (25.4 millimètres) au moins en dehors de ce gabarit, comme l’indique la ligne G'1 D" F7 G” ; quant aux ouvrages qui ne se prolongent pas sans interruption sur plus de 7 pieds (2.1Ô4 mètres), ils peuvent atteindre le gabarit XY.
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- VIII
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- TH1RD RAIL PROTECTION 7
- L. I. R. R.
- TOP CONTACT THIRD RAIL TYPE
- Fig. 35.
- Long Island Railroad. « Type de troisième rail à contact supérieur.
- f. - >
- N.Y.C.&H. R. R.R. UNDER CONTACT THIRD RAIL TYPE.
- Fig. 36.
- — « New York Central & Hudson River Railroad, Type de troisième rail à contact inférieur.
- Explication des termes anglais ; Third rail protection = Madrier de protection du troisième rail. — Gage ! , rail = Gabarit du troisième rail. — Third rail side incline = Plan incliné latéral du troisième rail. — rail insulator = Isolateur du troisième rail. — Gage line of track = Axe d’écartement de la voie. — 1 P rail = Face supérieure du rail.
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- VIII
- H3
- ______y
- LIMITING PERMANENT WAV AND ROLLING EQUIPM ENT CLEARANCES TO PERMIT OP STANDARD THIRD RAIL LOCATION,
- Fig. 37. — « New York Central & Hudson River Railroad. -> Type de troisième rail à contact inférieur.
- Explication des termes anglais : Limitiug permanent way and rolling equipment clearances to permit of standard third rail location = Gabarits-limites de la voie et du matériel roulant pour permettre de donner au troisième rail son emplacement normal.
- Jeux horizontaux tolérés pour le matériel roulant :
- Usure de l’essieu, des collets et des boîtes . 9/i6 pouce (14.3 millim.).
- Jeu en bout des coussinets . */s — (3.2 - ).
- Usure en bout des coussinets . Vi — (6.3 - ).
- Usure du boudin de la roue 3/S — (9.5 - ).
- Jeu entre le boudin neuf et le rail 3/i6 ’ (4.8 - ).
- Ecarts de construction .... Total. 1 _ (25.4 — ). 2 !/2 pouces (63.5 millim.).
- Jeux verticaux (*) tolérés pour le matériel roulant : Voyageurs. Marchandises.
- Usure des fusées et coussinets . Usure radiale sur les roues (matériel à voyageurs, bandages en acier; matériel à marchandises, 3/j pouce (19.0 millim.). 3/i pouce (19.0 millim.).
- bandages en fonte) llU - (31.7 - )• . H* - (6.3 - ).
- Compression des ressorts 4 lU — (107.9 - )• l5/s - (34.9 — ).
- Affaissement au milieu de la voiture 1 — (25.4 - )• 1 — (25.4 — ).
- Ecarts de construction .... 1 — (25.4 ~ )• 1 — (25.4 — ).
- Total. 8 '/i pouces (209.4 millim.). 4 3/8 pouces (111.0 millim.).
- 0) Les chances de voir les différents jeux mentionnés se combiner et se produire en même temps sont très faibles, et on peut raisonnablement assimiler un jeu vertical de plus de 4 1/2 pouces (115 millimètres) à un accident, avec les avaries qui en résultent.
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- ils
- [ 621. 33]
- EXPOSÉ N° 3
- ( Autrich e-Hongrie)
- Par A. HRUSCHKA,
- CONSEILLER I. R. DE CONSTRUCTION AU MINISTÈRE DES CHEMINS DE FER D’AUTRICHE.
- SOMMAIRE.
- Avant-Propos.
- I. — Grands chemins de fer électriques en exploitation (voir annexe I).
- II. — Grands chemins de fer électriques en construction (voir annexe II).
- III. — Grands chemins de fer électriques en projet et à l’étude (voir annexe III).
- a) Études faites par les chemins de fer de l’État autrichien : Études générales;
- études de détail ; conditions du service.
- b) Études faites par les chemins de fer de l’Étal hongrois.
- C) Études faites par la compagnie des chemins de fer du Sud.
- d) Autres études et projets : Vienne-Pozsonv, Innsbruck-Mittenwald, chemins de fer provinciaux de la Basse - Autriche, Nyiregyhâza-Dombrâd, Mezohegyes-Kovâcshâza.
- Conclusions.
- Annexe I. — Description des grands chemins de fer électriques en exploitation (Bludenz-Sehruns, Tabor-Bechyn, Innsbruck-Fulpmes, Vienne Baden, Bruneck-Sand en Tyrol, Neumarkt-Kallham-Waizenkirclien et Niederspaching-Peuerbach, tramways deBrünn(locomotives à marchandises),Trente-Malè,Nyiregyhâza-Dombrâd).
- — II. — Description des grands chemins de fer électriques en construction (Vâcz-
- Gôdôilô, St. Pôlten-Mariazell-Fonderies).
- — III. — Description de projets de grands chemins de fer électriques (Trieste-Opcina,
- Prague-Nusle-Smichow, Znaim-Baabs).
- — IV. — Questionnaire relatif à la question VIII.
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- AVANT-PROPOS.
- Depuis les derniers exposés sur la traction électrique, présentés aux 5e, 6e et 7e sessions du Congrès des chemins de fer 0, le point de vue d’où les administrations de chemins de fer envisagent cette innovation s’est élargi d’une façon imprévue. Tandis que les premières constructions de chemins de fer électriques avaient eu pour origine le désir de réaliser des avantages déterminés d’ordre technique (souplesse d’adaptation à différents modes d’exploitation, augmentation delà vitesse, suppression de la fumée, service par petites unités, possibilité d’augmenter l’intensité du trafic, etc.), on s’aperçut, à mesure que l’évolution se poursuivait, qu’il était possible d’en retirer également des avantages économiques, surtout quand le courant est fourni par des usines hydrauliques. A mesure que l’importance de ces lignes augmentait, il devenait non seulement utile, mais le plus souvent essentiel pour la décision relative à l’adoption du nouveau système de .traction, de savoir s’il permettait d’espérer une amélioration du produit de l’exploitation ou si tout au moins de plus mauvais résultats n’étaient pas à craindre. D’autre part, on commença à entrevoir des avantages d’ordre politique et militaire, consistant dans la suppression de la dépendance vis-à-vis des sources de combustible et dans l’augmentation de la capacité de trafic. La dépense d’établissement des grands chemins de fer représente des milliards et il est donc bien naturel que ce soit la seconde série d’avantages, ceux d’ordre économique, qui a pris le plus d’importance. En se plaçant à ce point de vue, on pourra à l’avenir partager les chemins de fer électriques en deux groupes : ceux qui, pour des raisons techniques ou politiques, ont été électrifiés, même si le produit de l’exploitation devait s’en ressentir défavorablement, et ceux dont la création a été décidée en prévision d’une exploitation plus économique.
- Relativement à la traction à vapeur, la supériorité économique de la traction électrique dépend notamment :
- a) Du prix de revient ou d’achat suffisamment réduit du courant ;
- b) De l’intensité suffisante du trafic (utilisation suffisante des lignes);
- c) D’une consommation suffisamment grande d’énergie par unité de transport (tonne kilométrique brute).
- En partant de ces considérations, on peut diviser l’Autriche en deux moitiés, séparées par le Danube. Dans la partie méridionale, les sourees de courant seraient presque exclusivement les abondantes forces hydrauliques des Alpes et des montagnes dalmates. Il faut généralement faire venir de loin la houille employée à la traction des trains et par suite elle coûte cher sur place. Le trafic est faible en certains points, en certains autres il atteint une importance considérable. Les lignes présentent presque partout de fortes déclivités et traversent de nombreux tunnels. Dans la (*)
- (*) Bulletin du Congrès des chemins de fer, 1895, n° 6; 1900, nrs 8 et 9; 1904, n° 11; 1905, nos 1, 3 et 4.
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- HT
- partie nord, au contraire, il faudrait que le courant fût produit principalement à l’aide de houille, de pétrole brut ou d’autres combustibles d’une valeur inférieure. Ces lignes sont, en grande partie, très fortement chargées, mais elles ont des déclivités modérées et renferment même beaucoup de longueurs entièrement en palier.
- En présence de ces deux séries de circonstances, on peut dire a priori que la partie sud est éminemment propre dès maintenant à l’électrification. La forte consommation de houille par unité de puissance, les prix élevés du charbon et les grandes forces hydrauliques justifient l’assertion que, même avec un trafic modéré, et davantage encore à l’avenir, l’électrification pourra y donner des résultats économiques exceptionnels. Le rayon d’action économique des bassins houillers du nord, produisant du charbon de bonne qualité, varie entre 400 et 800 kilomètres; aussi, pour ne pas le dépasser, il faut qu’on emploie souvent, dans le sud, soit du charbon anglais d’un prix élevé, soit du charbon indigène de qualité inférieure, convenant peu peur le service des locomotives. Toutefois, il existe ici également beaucoup de lignes dont l’électrification peut se justifier par les avantages techniques seulement, surtout par la suppression de la fumée dans les tunnels à voie unique, situés en rampe et en courbe, et par la possibilité d’assurer dans des conditions irréprochables un service plus important. Sur la plupart des lignes alpines, la construction d’une seconde voie présenterait de très grandes difficultés, et donnerait lieu à des mécomptes financiers ; il en serait de même de l’intercalation onéreuse d’évitements dans des sections en rampe de plus de 20 millimètres par mètre.
- En Hongrie, on trouve, par endroits, des conditions analogues, mais elles n’existent que sur des parties de réseau relativement plus petites. De fortes rampes, avec de nombreux tunnels, ne se rencontrent que dans le voisinage des frontières du pays, où l’on dispose aussi de forces hydrauliques. Cependant la première ligne électrique de la Hongrie, celle de Vâcz-Gôdôllô, sera exploitée à l’aide d’une usine à moteurs thermiques, car ici on a surtout considéré les perspectives d’un accroissement ' du trafic et en même temps l’allégement de la capitale, Budapest.
- Si, malgré les conditions favorables existantes, la construction de lignes électriques à voie normale en Autriche-Hongrie ne commence que maintenant, la raison en est l’attitude expectante prise par les administrations de chemins de fer à l’égard du développement, rapide il est vrai, de l’électrotechnique, et notamment à l’égard de l’élucidation de la question du système de traction, particulièrement ardue dans un pays où les lignes de chemin de fer présentent une si grande différence de caractères. Une autre raison, non moins importante, était la nécessité de bien étudier les conséquences économiques de la transformation.
- Ces deux considérations conduisirent les administrations intéressées à entreprendre des études complètes de la question; ces études furent abordées avec la plus grande activité et sur la plus grande échelle par l’administration des chemins de fer de l’État autrichien, et à un degré moindre par les administrations des che-uuns de fer de l’État hongrois et du Sud de l’Autriche et par différentes compagnies de chemins de fér d’importance secondaire. Partout prévaut l’opinion que l’état
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- très avancé de l’électrotechnique rend inutile l’exécution d’essais sur de courtes sections ou avec un petit nombre de véhicules, qu’au contraire il faut commencer par une section suffisamment longue et fortement chargée; bien mieux, depuis qu’on a reconnu que le problème du système de courant le plus approprié à des frais d’entretien et de renouvellement ne peut être utilement étudié que sur de grandes installations, on a été amené partout à choisir les lignes où toutes les difficultés d’exploitation possibles se trouvent réunies. Aussi y a-t-il lieu d’espérer que, sur les lignes de l’État autrichien, tout au moins, on débutera très prochainement par une installation à grande échelle.
- Nous avons mis en tête de notre rapport les lignes existant jusqu’à présent en Autriche-Hongrie ; il n’en a pour ainsi dire pas été question dans les précédents rapports au Congrès, et depuis la dernière session deux importantes lignes (Vienne-Baden et Trente-Malè) sont venues s’y ajouter; nous parlons ensuite des lignes en construction; enfin nous examinons quelques projets. De là, cette division en trois chapitres : lignes' en exploitation, lignes en construction et lignes en projet.
- N’ayant été désigné comme rapporteur, sur la proposition de la Direction I. R. de la construction des chemins de fer, que le 6 septembre 1909, nous n’avons eu que trois mois devant nous pour préparer et rédiger notre exposé. Auparavant, la commission permanente du Congrès avait adressé un questionnaire détaillé aux administrations suivantes :
- Ministère I. R. des chemins de fer autrichiens (pour les chemins de fer de l’État autrichien) ;
- Chemins de fer de l’État hongrois ;
- Compagnie I. R. privilégiée des chemins de fer d’État austro-hongrois;
- Nord-ouest autrichien et Jonction sud-nord allemande (ces trois derniers chemins de fer privés ont été repris depuis par l’État autrichien) ;
- Compagnie des chemins de fer du Sud.
- Parmi ces administrations, les chemins de fer de l’État autrichien, de l’État hongrois et du Sud ont fourni des réponses. Il ne nous a été possible d’achever notre rapport en temps utile qu’en nous, aidant des renseignements que nous avions à notre disposition en qualité de rapporteur de la division des études du ministère autrichien des chemins de fer ; d’autre part, les administrations de plusieurs chemins de fer auxquels le questionnaire n’avait pas été adressé et les établissements « Siemens-Schuckert-Werke » et « A. E. G.-Union E. G. » nous ont obligeamment fourni des renseignements sur plusieurs lignes.
- I. — Grands chemins de fer électriques en exploitation.
- A la Jfin de l’année 1909, la traction électrique n’était en service, en Autriche-Hongrie, que sur des lignes secondaires et locales, parmi lesquelles sept, dune
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- longueur totale de 174 kilomètres, ont un trafic et une longueur suffisamment considérables pour que nous puissions, en raison de leurs particularités techniques, les faire entrer dans la présente étude de la traction électrique sur les grands chemins de fer ; ce sont les lignes suivantes :
- LIGNE. Nature du courant, et tension. Longueur en kilomètres. Écartement de la voie en mètres. Année de l’ouverture.
- Tabor Bechyn .... O (O X O O 23.595 1.435 1903
- Innsbruck-Fulpmes. M. 2,500 18.164 1 1904
- Bludenz-Schruns G. 500 12.506 1.435 1905
- Vienne-Baden .... M. G. 550 28.721 1.435 1907
- Bruneck-Sand en Tirol . G. 500 15.240 1.435 1908
- N e u m a r k t-W a i z en k i r ch e n . Niederspaching-Peuerbach . . . . . . ' G. 500 16.290 1.435 1908
- Trente-Malè C. 1,800 - 59.600 1 1909
- 174.116
- C. = courant continu. — M. = courant monophasé.
- Il convient de mentionner, en outre, que le tramway à voie normale de Brünn emploie, depuis 1909, plusieurs locomotives à marchandises.
- Pour donner un aperçu complet de la situation, nous mentionnerons encore les lignes ci-après ayant le caractère de tramways élargis ou, quelquefois, de lignes de montagne et occupant une place intermédiaire entre les grands et les petits chemins de fer.
- LIGNE. Longueur en kilomètres. Écartement. Année de l’ouverture.
- Môdling-Hinterbrühl .... 4.4 1 1883
- Baden-Helenental (Ring) . Baden-Vôslau . 10 2 1.435 1894
- Bielitz-Zigeunerwald .... 4.9 1 1895
- Brüx Oberleutensdorf-Johnsdorf . 12.9 1 1901
- Dorbirn-Lustenau 11.1 1 1902
- Chemins de fer locaux de Brünn . 14 5 1.435 1899
- Kaltern-St. Anton 2.4 1.435 1903
- See-Unterach 3.2 1907
- Lana-Meran 7.6 1 1906
- Bozen-Oberbozen (Rittner) 10.9 1 1907
- Abbazia-Mattuglie-Lovrana . 11.9 1
- Dermullo-Mendel 24 1 1909
- Budapest-Sz. Lôrincz .... 11.5 1.435
- Budapest-Budafok 8.7 1.435
- Miskolez-Diôsgyôr 6.9 1 435 1909
- Hôlak-Trencsénteplicz.... 5.9 0.76
- Environ. 157
- Nous ne considérons ici que les sections à adhérence.
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- Dans l’annexe I, on trouvera un résumé des plus importantes données techniques et économiques relatives aux sept lignes dont il est question plus haut.
- II. — Grands chemins de fer électriques en construction.
- Deux grandes lignes, d’une longueur totale de 141 kilomètres, sont actuellement en construction et seront peut-être déjà en exploitation à l’époque de la huitième session du Congrès ; ce sont les suivantes :
- Vâcz Rakospalota-UjpeSt-Gôdôllô, ligne secondaire à voie normale, de 50 kilomètres de longueur, à trafic relativement intense, traction par courant monophasé de 10,000 volts, 15 périodes;
- Saint-Pôlten-Mariazell-Fonderies, ligne locale à voie de 76 centimètres, de 91 kilomètres de longueur, avec trains relativement lourds, traction par courant monophasé de 6,000 volts, 25 périodes.
- La première de ces lignes est remarquable par le fait qu’elle sera le premier chemin de fer à courant monophasé de 10,000 volts, 15 périodes, de la monarchie ; la seconde l’est par la puissance de 500 chevaux de ses locomotives, puissance exceptionnelle pour un si faible écartement de la voie.
- L’annexe II donne tous les renseignements utiles actuellement connus sur ces deux chemins de fer.
- III. — Grands chemins de fer électriques à l’étude et en projet.
- a) Études faites par les chemins de fer de l’État autrichien.
- Nous avons dit plus haut que la partie des chemins de fer autrichiens qui est située au sud du Danube constitue le réseau ferré de la monarchie qui se prête le plus avantageusement à l’électrification. Sur la longueur totale de 6,000 kilomètres, il y a ici 4,450 kilomètres appartenant à l’État autrichien et aux chemins de fer quil exploite pour le compte des propriétaires. Les conditions naturelles favorables qui se rencontrent dans la région des Alpes amenèrent le ministère autrichien des chemins de fer, dès 1903 et 1904, à demander aux principaux établissements électriques du pays, à titre de renseignement, des projets d’électrification des rampes de l’Arlberg, entre Landeck et Bludenz et de la ligne, alors encore en construction,
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- des Karawanken et de Woehein jusqu’à Trieste (Klagenfurt et respectivement Vil-lach-Trieste). Les projets détaillés reçus, qui présentaient, au point de vue du système de courant, des tensions et de la fréquence, toutes les variantes imaginables, de même qu’un avant-projet établi au Ministère des chemins de fer pour la ligne alors inachevée de Schwarzaeh-Saint-Veit-Badgastein -Villach, permettaient de prévoir des économies notables de frais d’exploitation par l’emploi de la traction électrique sur les lignes de montagne de ce genre.
- D’autre part, la haute importance du côté économique du problème imposait le devoir d’étudier les forces hydrauliques situées dans la région dont il s’agissait dans ces recherches. En poursuivant les travaux préliminaires, on eut donc à s’occuper de plus en plus de cette étude. Il ne fallait pas seulement rechercher les forces hydrauliques se prêtant, par leur puissance dépassant 1,500 chevaux, par leur constance et autant que possible par leur aptitude à être accumulées, à l’exploitation des grands chemins de fer, mais encore faire un choix rationnel et soumettre à une critique scientifique la question de savoir si les travaux nécessaires pour les utiliser étaient possibles et rémunérateurs.
- En 1906, en vue de l’exécution des études techniques et scientifiques sur’la base la plus large, on créa au ministère des chemins de fer une division des études pour la préparation de la traction électrique. Les travaux concernant l’utilisation des chutes d’eau comprennent l’établissement, dès maintenant terminé, d’un cadastre de toutes les forces hydrauliques se prêtant à la traction électrique,* la rédaction de projets généraux pour l’utilisation de certains échelons de chute déterminés (jusqu’en 1909, il a été rédigé cent et huit de ces projets) et l’élaboration de onze projets de détail pour les échelons à exécuter tout d’abord (pour 140,000 chevaux).
- Les études techniques au point de vue électrique, mécanique et des transports se subdivisent en études générales et spéciales; nous en indiquons ci-après les principaux objets.
- Pour commencer, comme il a été dit plus haut, on limita les études aux lignes exploitées par l’État au sud du Danube. Ces lignes, situées dans le ressort administratif des directions des chemins de fer de l’État d’Innsbruck, de Linz, de Vienne, de Villach et de Trieste, ont une longueur totale de 4,450 kilomètres, comprenant 3,989 kilomètres de lignes à voie unique, 3,882 kilomètres de lignes à voie normale, 508 kilomètres de lignes à voie de 76 centimètres, 60 kilomètres de lignes à voie de 1 mètre. A côté des recherches générales, il fallut procéder en même temps à l’établissement de projets de détail pour les lignes actuelles. Afin de parer ici également aux besoins futurs, on a fait dès maintenant un choix des lignes dont il y aurait lieu d’envisager tout d’abord l’électrification; en conséquence, l’étude détaillée s’étendra au quart environ de toutes les lignes, d’une longueur totale de 990 kilomètres. La figure 1 montre la situation géographique de ces lignes, dont le tableau ci-après donne les noms ; la figure 2 représente graphiquement leurs plus importantes caractéristiques techniques.
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- Lignes des chemins de fer de l’État autrichien, pour lesquelles des projets de détail concernant la traction électrique
- sont en cours de préparation.
- Longueur en kilomètres Rampe Tonnage brut
- par
- DÉSIGNATION DE LA LIGNE. maxi- Écarte
- NOM DU CHEMIN DE FER. , jour-kilomètre,
- à voie à double muai ment.
- moyenne
- totale par mille
- unique. voie. de l’année.
- Innsbruck-Lindau Chemin de fer de l’Arlberg, avec lignes correspondantes. 204.032 190.105 13.927 31.4 1908 6,800 Normal.
- Feldkirch-Buchs 18.527 18.527 10.5 1908 3,450 -
- Bregenz-St. Margrethen 12.664 12.664 5.0 1908 3,700 -
- Bozen-Meran 31.485 31.485 10.0 1908 2,750 -
- Meran-Mals Chemin de fer du Vinschgàu. 59.828 59.828 28.0 1908 800 -
- Mals-Landeck Chemin de fer du Reschen (en projet). 88.800 88.800 25.0 -
- Steinach-Irdning-Attnang-Puchheim. Chemin de fer du Salzkammergut. 107.580 107.580 25.0 1908 2,200 —
- Schwarzach- St. Yeit- Spittal- Millstât- Chemin de fer du Tauern, avec Ulté-
- tersee-Villach S. B.-Rosenbach . . ligne correspondante. 140.759 93.141 47.618 26.65 rieure- 10,000 —
- St. Veit sur Glan-Assling-Gôrz-Etat Chemin de fer des Karawanken et du 189.950 169.702 20.248 26.7 ment. 12,700
- Opcina-Etat W ochein, avec ligne correspondante jusqu’à Opcina-Etat. id.
- Opcina-Etat-Trieste-État 15 567 15.567 27.1 - 12,700 -
- Weizelsdorf-Ferlach 5.705 5.705 14.0 1908 430 -
- Gôrz S. B.-Haidenschaft..... Chemin de fer du Wippachtal. 26.910 26.910 15.0 1908 490 -
- Herpelje-Kozina-Triest k. k. État . . 19.590 19.590 32.72 1908 1,560 -
- Trieste-État-Buje 59.410 59.410 30.95 1908 . 300 0.760 m.
- Trieste-État-S. Sabba 4.749 4.749 28.4 1908 1,710 Normal.
- Trieste-État-gare de triage de Barcola. Chemin de fer de la Riva. 4.773 4.773 18.4 1908 2,450 -
- 1 Total. 990.324 908.531 81.793
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- Sessmf/ange i/er/m He/a// stuJwr/en ki. Sfaa/sfafo streeJreû ÿffO,â2i-Stm jjavon St, 7ÿJJf/n emv-
- Fig. 1. — Cartes des lignes de l’État autrichien pour lesquelles des projets de détail de l’électrification sont en cours de préparation.
- Explication des termes allemands : Gesamtlânge der im Detail studierten k. k. Staatsbahn strecken 990.324 km (davon 81.793 Em zweigleisig) = Longueur totale des lignes de chemins de fer de l’État étudiées en détail 990.324 kilomètres (dont 81.793 kilomètres à double voie).
- Les travaux généraux, concernant 4,450 kilomètres de longueur de lignes, comprennent :
- a) La détermination de la consommation d’énergie et de puissance pour tout le réseau, sous forme d’un tableau et d’un exposé qui fournissent en même temps les bases techniques nécessaires pour les calculs ultérieurs de consommation d’énergie sur certaines lignes et pour le choix des forces hydrauliques nécessaires pour des groupes de lignes ;
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- Fig. 2. — Profils des lignes de l’État autrichien pour lesquelles des projets de détail de l’électrification sont en cours de préparation.
- Explication des termes allemands : Verkehrsstàrke im Jahre 1908 = Intensité du trafic en 1908. — Spâtere \erkehrs stàrke = Intensité ultérieure du trafic. — Masstab fur die Lângen = Échelle des longueurs. — Masstab fur 1 Hôhen = Échelle des hauteurs. — (50 fâche Ueberhôhung) = (Amplifiées 50 fois).
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- b) L’étude des principes techniques de la traction électrique des chemins de fer de l’Etat autrichien, en d’autres termes l’étude des conditions de nature purement électrotechnique à adapter aux particularités de ces lignes, et de toutes les modifications du service actuel de la traction, des transports, de l’entretien de la voie et de la comptabilité, qui paraissent nécessaires ou utiles à la suite du nouveau mode de traction ;
- c) L’étude des principes économiques en général;
- d) La compilation et l’examen critique de tous les renseignements puisés dans la bibliographie technique, dans des rapports de voyage et de mission, et dans d’autres documents, au sujet du projet, de la construction et de l’exploitation des grands chemins de fer électriques dans tous les pays.
- Les travaux spéciaux comprennent notamment :
- e) L’établissement de projets de détail pour des lignes déterminées (rapports techniques, calcul des frais d’établissement et d’exploitation, comparaison des frais avec la traction à vapeur), susceptibles de servir de base pour des spécifications précises, embrassant toutes les conditions du service ;
- f) L’élaboration de spécifications et la direction des travaux sur les lignes en transformation.
- Il va sans dire qu’on y rattachera plus tard l’unification des bases techniques et économiques qui se répètent dans les projets et les spécifications, ainsi que l’établissement de règles pour l’exploitation, suivant l’évolution de l’électrotechnique et les résultats donnés par l’exploitation des lignes de l’administration et des lignes étrangères.
- Pour les lignes de l’Etat situées au nord du Danube, le moment d’une électrification étendue n’est pas encore venu; la proximité des grands gisements de houille et des sources de pétrole impose ici l’emploi d’une méthode de sélection permettant d’arrêter son choix sur des lignes bien déterminées et convenant dès maintenant pour des raisons locales.
- Les recherches concernant la consommation d’énergie et de puissance sont suffisamment avancées pour qu’un rapport complet sur l’ensemble des études puisse être très prochainement présenté, rapport dans lequel on discutera, outre les résultats des calculs, les méthodes particulières employées et les données numériques choisies. Nous espérons pouvoir le soumettre au Congrès.
- Pour la ligne de Trieste-Opcina, il existe un projet minutieusement établi au point de vue de l’exploitation. Des projets analogues sont en cours d’élaboration pour les lignes d’Innsbruck-Lindau avec embranchements, de Saint-Veit-sur-Glan à Trieste, de Bozen-Mals et de Stainach-Irdning-Attnang à Puchheim.
- Outre les lignes mentionnées dans le tableau, on étudie aussi une seule ligne située au nord du Danube, celle de Prague-Nusle. Sur cette ligne à profil facile, la principale raison de l’électrification est le désir de supprimer les dégagements
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- intenses de fumée dans le tunnel de Prague, de 1.5 kilomètre de longueur, et de réduire les nombreux parcours haut-le-pied des locomotives entre Prague et le dépôt de Nusle situé de l’autre côté du tunnel.
- En raison des négociations en cours entre l’administration des chemins de fer de l’État et un certain nombre d’industriels, au sujet de la fourniture de courant pour différentes lignes, nous devons nous interdire d’examiner le côté économique de la traction électrique sur ces lignes.
- Pour être complet, nous mentionnerons encore ici les essais de traction électrique faits dans ces dernières années sur le Métropolitain de Vienne. En 1901 et 1902, des expériences furent effectuées sur la section de Michelbeuern-Heiligenstadt avec un train d’automotrices équipé par Siemens et Halske (courant continu à 550 volts, distribution par troisième rail placé au milieu de la voie, commande par unités multiples). On employa d’abord des moteurs « shunt », calés sur les essieux «gearless», et plus tard, avec des résultats beaucoup meilleurs, des moteurs « série». Dans le premier cas, il y eut des difficultés considérables dues à la production inégale de puissance des différents moteurs; dans les deux cas, l’emploi de moteurs « gearless » entraîna une augmentation notable du poids du train.
- En 1906 et 1907, la maison Fr. Krizik procéda, sur la section Douane centrale-Praterstern de la ligne de jonction de Vienne, à des essais avec une locomotive à courant continu à trois conducteurs (pour 2 x 1,500 volts, avec deux essieux et 29 tonnes de poids en charge).
- A l’heure actuelle, tous les essais sont suspendus; les négociations au sujet de l’électrification se poursuivent entre les autorités intéressées dans l’exploitation du Métropolitain (État, province de la Basse-Autriche et ville de Vienne).
- Conditions du service.
- Des études faites jusqu’à présent, on peut déduire un certain nombre de conditions résultant de l’élucidation plus ou moins complète de différentes questions d’exploitation. Au point où nous en sommes aujourd’hui, l’interprétation et l’application pratique de ces conclusions portent toujours, faute de sanction officielle, le caractère d’une solution personnelle quand il s’agit de problèmes aussi vastes; c’est dans cet esprit que nous voudrions qu’on envisageât les considérations qui vont suivre.
- A. Dans la question principale, celle de la forme du courant, il n’est pas encore intervenu de décision officielle; néanmoins il nous semble à peu près certain qu’en Autriche on se prononcera en faveur du courant monophasé.
- Les propriétés techniques qui caractérisent cette forme de courant, au point de vue des conducteurs et des véhicules, ont été longuement examinées dans les revues et ouvrages spéciaux par les différents intéressés. Un résumé bien complet et rigoureusement impartial de tous les termes de comparaison importants est donné dans le mémoire relatif à l’introduction de la traction électrique sur les chemin de fer
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- de l’État bavarois (Elektriscfye Kraftbetriebe und Bahnen, 1908, nos 13 à 19) au point de vue de l’exploitation des chemins de fer. On peut affirmer que les propriétés techniques du courant monophasé, à moins qu’elles ne dégénèrent dans des cas isolés, pour des raisons fortuites, en valeurs anormales ou contraires, sont complètement connues. Il y a un second ordre d’idées, tout aussi important, mais plus ardu et plus complexe, qu’il faut examiner avant de prendre parti pour un système déterminé : c’est celui de la valeur à attribuer aux propriétés connues, avant de les appliquer à une exploitation réelle. A ce sujet, malgré la similitude des résultats obtenus en ce qui concerne la traction et le trafic, les opinions sont partagées : c’est un fait qui peut d’ailleurs s’expliquer en partie par les circonstances locales. Mais, d’autre part, il faut souligner énergiquement le principe que les conditions du service, quand elles ne sont pas inutilement rigoureuses ou surannées, doivent être respectées et peuvent l’être d’autant plus facilement que l’électrotecbnique est, pratiquement parlant, en mesure de répondre à toutes les exigences.
- Les conditions du service à envisager sont celles relatives aux conducteurs et au matériel roulant.
- B. Pour les conducteurs, la condition essentielle est de prendre des précautions aussi complètes que possible contre toute interruption de la distribution de courant et contre les accidents du personnel. Outre l’exécution technique parfaite, il y a lieu d’observer les règles suivantes :
- a) Simplicité de la construction, emploi d’un nombre minimum de pièces à entretenir ;
- b) Communication constante entre les usines génératrices voisines, par des lignes d’alimentation, et capacité de production de ces usines calculée de telle sorte qu’en cas de défaillance de l’une d’elles les usines voisines puissent fournir le courant au moins pour un service minimum de voyageurs;
- c) Dans les grands tunnels, par exemple ceux de l’Arlberg et du Tauern, peut-être aussi ceux des Karawanken et du Wochein), dont la profondeur est telle qu’on ne peut pas les contourner avec les lignes d’alimentation, il faut que celles-ci puissent être posées dans le souterrain. L’emploi de conducteurs nus n’est guère admissible à cause des travaux d’entretien du tunnel et du préjudice porté à l’isolation par la poussière, imprégnée de l’humidité du souterrain, qui se dépose sur les faces inférieures des isolateurs. On ne peut donc se servir que de câbles posés dans des conduits protégés ;
- d) Il faut, autant que possible, que les lignes d’alimentation soient posées le long du chemin de fer : de ce fait, la surveillance est facilitée et on peut réaliser une réduction des frais d’établissement par l’emploi de poteaux communs pour les lignes d’alimentation et de distribution. Si elles s’éloignent du chemin de fer, il faut que les lignes d’alimentation soient posées sur deux chemins séparés (avec droit de circulation), garantis contre les influences atmosphériques ; elles sont posées ou bien suivant deux tracés complètement différents, ou tout au moins sur deux files de
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- poteaux'suffisamment espacées pour qu’après mise hors circuit on puisse travailler sur l’un des conducteurs pendant que l’autre reste sous tension;
- é) Suspension multiple des fils de contact, dans des conditions empêchant autant que possible les chutes et les courts-circuits (suspension caténaire);
- f) Protection aussi complète que possible contre les perturbations atmosphériques;
- g) Hauteur assez grande des conducteurs au-dessus de la voie, ne serait-ce que parce que, pendant un certain temps encore, tout grand chemin de fer électrique sera susceptible d’être parcouru par des locomotives à vapeur dans certains cas exceptionnels. Or, plusieurs accidents ont montré jusqu’à présent que les chauffeurs, en manipulant leurs outils à feu, surtout dans la marche tender en avant, peuvent facilement venir en contact avec le fil aérien. Lorsque le tablier des locomotives a une hauteur de 1.200 à 1.700 mètre et qu’on emploie des tringles de 3 mètres de longueur, c’est un fait qui peut se produire facilement. Il faudrait donc que le conducteur se trouvât, sur les lignes à voie normale, à 5.5 mètres au moins au-dessus du bord supérieur du rail, et à une hauteur plus grande encore dans les gares importantes;
- Il) Pour des raisons analogues, les distances horizontales des poteaux à l’axe de la voie devraient être suffisamment grandes pour qu’il reste de la place pour un homme entre le gabarit des véhicules et celui des poteaux. En outre, pour les gares, on devrait préférer les projets de lignes aériennes nécessitant le moins grand nombre possible de poteaux;
- i) Il faut que les trains puissent aborder facilement et en toute sécurité tous les points des gares.
- C. Pour la construction des moteurs et automotrices, les conditions à imposer au seul point de vue de la traction seront les suivantes :
- a) Construction aussi simple que possible et exécution durable;
- b) faible poids;
- c) facilité d’accès et de remplacement des pièces;
- d) protection aussi parfaite que possible contre la poussière et l’humidité;
- e) grand effort de traction en régime et grande capacité de surcharge ;
- f) grande puissance de démarrage ;
- g) rendement élevé et couple considérable, même en cas de chute de tension et de changements de vitesse (c’est précisément lorsque les lignes sont surchargées, après les retards, qu’il faut pouvoir développer de grandes vitesses et de grands efforts de traction) ;
- h) coopération aussi uniforme que possible de tous les moteurs d’une automotrice;
- ï) coopération aussi uniforme que possible de tous les moteurs d’un train ;
- /) changement de vitesse aussi simple que possible (au point de vue de la traction seule, il est indifférent que les moteurs conservent leur vitesse sous une
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- puissance variable ou que, pour une puissance constante, leur vitesse varie avec le profil de la ligne) ;
- k) entretien aussi économique que possible ;
- l) il convient, autant que possible, qu’un petit nombre de types normaux d’automotrices puissent être employés pour toutes les catégories de trains;
- m) chaque automotrice doit être munie de cabines, reliées par un couloir, pour les deux sens de marche; entre les automotrices attelées, il faut qu’on puisse circuler eu marche, sans danger;
- n) les véhicules attelés doivent pouvoir être actionnés d’une cabine quelconque, à l’aide de la commande par unités multiples.
- Au point de vue économique, on exigera, en vue de réduire les frais d’établissement et d’exploitation :
- a) la possibilité de hautes tensions dans la ligne de contact (diminution des pertes de transmission et du nombre de sous-stations) ;
- b) la charge aussi uniforme que possible de tout l’équipement électrique par le réglage de la vitesse des trains : marche lente en rampe, marche rapide en palier.
- D. Toutes les conditions énumérées plus haut sont remplies par le système monophasé. Des objections pratiques ne pourraient être soulevées qu’en ce qui concerne les deux points ci-après.
- 1° Grande puissance de démarrage. — L’avantage que présentent à ce point de vue le système triphasé (avec emploi de tensions normales) et le système à courant continu n’a pas une très grande importance au point de vue de l’exploitation parce que, précisément sur les grands chemins de fer, des limites bien nettes sont tracées à l’effort de traction par l’adhérence; même à l’aide du sable, on ne dépassera pas 1 : 3. Or, cette limite peut aussi être atteinte avec des moteurs monophasés. D’un autre côté, l’avantage prémentionné du système triphasé a pour rançon la dépendance vis-à-vis de la tension en ligne. Il est préférable de disposer d’un excès relativement moindre d’effort de traction, mais de pouvoir s’en servir en toute circonstance au moyen d’un transformateur de réglage, plutôt que d’avoir un plus fort excédent quand la tension est normale et de le voir diminuer sensiblement en cas de chute de tension.
- Avec le système monophasé, on peut, malgré la chute de tension, obtenir pour le même effort de traction une vitesse égale, ou même plus élevée. C’est un avantage dont les deux autres systèmes manquent complètement, du moins dans les types habituellement employés.
- 2° Faible poids du matériel roulant. — A ce point de vue, le système monophasé restera toujours un peu inférieur aux deux autres. Il est vrai que la principale économie de poids consiste dans la suppression des tenders. Si, avec des voitures à courant triphasé, on veut atteindre une graduation de vitesse pratiquement équivalente à ia régulation avec le courant monophasé, après suppression d’au moins quatre crans
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- sur un profil accidenté, l’avantage de l’économie de poids sera sensiblement diminué, surtout si l’on fait usage de moteurs couplés en cascade.
- Sans nous arrêter ici à toutes les autres propriétés des trois systèmes, dont l’examen complet nous entraînerait en dehors du cadre de ce rapport, nous sommes d’avis que, pour le choix définitif entre les deux systèmes, monophasé et triphasé, dont on peut sérieusement envisager l’emploi dans l’état actuel de la science, il s’agira de chiffrer les avantages respectifs de ces deux formes de courant, rapprochés dans le tableau ci-après avec la plus grande simplicité possible.
- Principaux avantages du courant monophasé :
- Une seule ligne de contact.
- Grande précision de graduation de la vitesse.
- Possibilité de grouper ensemble des véhicules quelconques, non destinés d’avance à entrer dans le même train.
- Possibilité de circuler aussi sur les lignes à courant triphasé.
- Frais d’établissement moindres.
- Principaux avantages du courant triphasé :
- Poids moindre du matériel roulant à puissance égale.
- On a pris pour base des études relatives à l’électrification de certaines lignes déterminées, l’hypothèse de l’emploi de courant monophasé de 10,000 volts de tension dans la ligne de contact et d’une fréquence de lo à 16 2/3 périodes.
- E. Pour les nombreuses lignes de montagne de la monarchie, comme d’une manière générale pour les grands chemins de fer qui renferment beaucoup de courbes et, par suite, beaucoup de surhaussements, il paraît important, pour que les automotrices aient une allure stable en alignement droit et abordent les courbes d’une façon douce et précise, d’élever les centres de gravité des véhicules, c’est-à-dire de placer les moteurs à une grande hauteur et de les suspendre en totalité sur ressorts. La transmission la plus parfaite, mécaniquement parlant, de l’énergie aux paires de roues est probablement le système Gôlsdorf de manivelles à glissement (en service sur les locomotives de la Valteline). L’emploi de moteurs « gearless » est désavantageux à cause des coups de marteau des masses en cas de dénivellations de la voie et donne lieu à l’emploi de ressorts dont l’entretien est onéreux (comme on l’a reconnu pour les locomotives du « Baltimore & Ohio Railway »); il convient d’y ajouter les difficultés de démontage des moteurs et leur inaccessibilité. Nous ne savons pas pour quelles raisons on emploiera ce genre de moteurs sur les dernières locomotives du «New York, New Haven & Hartford Railroad» : il est vrai que dans ce cas les moteurs ne seront pas calés directement sur les essieux, mais que ceux-ci porteront les grandes roues dentées par l’intermédiaire d’arbres creux montés sur ressorts.
- F. L’emploi de roues dentées n’est pas à désirer, tout au moins pour les locomo-
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- tives; pour les automotrices, on ne pourra probablement pas l’éviter. Il serait intéressant de vérifier expérimentalement jusqu’à quel point, avec de telles roues dentées employées pour de grandes puissances, la coexistence de couronnes dentées de durée différente (différemment usées) pourra continuer à être évitée.
- G. En raison des profils de rails relativement faibles des lignes alpines autrichiennes et des nombreuses courbes, il paraît utile d’employer, pour toutes les vitesses dépassant 40 kilomètres à l’heure, des essieux porteurs convergents.
- Dans les figures 3 et 4, nous donnons deux diagrammes résultant du calcul de la consommation d’énergie pour les grands chemins de fer de tout le territoire envisagé, et qui sont précieux aussi pour le calcul d’autres lignes. Le réseau de l’État compris dans cette recherche a été divisé en 171 secteurs d’étude qui, à leur tour, ont été subdivisés, pour les besoins du calcul de l’énergie, en secteurs de calcul. La figure 3 renferme les résultats relatifs à la consommation d’énergie en watts-heures par tonne kilométrique de train (locomotives comprises) pour des trains de marchandises; chaque point a été obtenu en calculant les chiffres d’un tableau. Par rapport à l’exploitation actuelle, on a admis des vitesses sensiblement supérieures. Des diagrammes analogues ont été obtenus pour des trains express et des trains de voyageurs omnibus. Ils montrent tous le groupement des points autour d’une courbe moyenne et en même temps la grandeur de l’écart pour les lignes sur lesquelles les démarrages sont très fréquents ou très rares et dont les points sont donc situés beaucoup plus haut ou beaucoup plus bas. Dans la figure 4, nous avons tracé, à l’aide de ces données, les courbes moyennes pour un sens de marche et pour les deux sens, en supposant dans ce dernier cas l’intensité du trafic égale dans les deux sens. Les rampes sont à considérer comme des valeurs moyennes, calculées en prenant pour base la différence d’altitude et la distance des deux points extrêmes. Ces courbes sont directement utilisables, pourvu que la section dont il s’agit soit suffisamment subdivisée pour qu’il n’y ait pas de pentes appréciables en sens contraire.
- b) Études faites par les chemins de fer de l’État hongrois.
- La direction des chemins de fer de l’État hongrois a jusqu’à présent procédé ou fait procéder à des études sur quelques lignes. Outre celles concernant les lignes d’Esztergom-Almas-Füzitô (à rampe maximum de 16 millimètres par mètre) et de Petrozsény-Piski (pour cette dernière Mrs Ganz et Cie ont établi un projet complet de traction triphasée), il ne s’agit pour le moment, comme projet sérieux, que de l’électrification de la ligne importante et fortement chargée de Fiume-Cumeral-moravicza. Ce chemin de fer de montagne, de 90 kilomètres de longueur, en rampe de 23 millimètres par mètre sur une grande partie de sa longueur, renfermant un grand nombre de tunnels et de courbes, fait partie de la grande ligne de Fiuine-Bndapest. C’est surtout la section de Brajdica-Buccari, située immédiatement au delà
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- Lignes sur lesquelles J es accélérations sont très fréquentes ou très rares relativement à leur longueur.
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- Fig. 3. — Consommation calculée d’énergie, en watts-heures par train-kilomètre sur les appareils de prise de' courant « en fonction » de la déclivité moyenne (pour trains de marchandises de l’État autrichien).
- pour les deux directions.
- pour une direction.
- Fig. 4. — Consommation calculée d’énergie, en watts-heures par train-kilomètre sur les appareils de prise de courant «en fonction» de la déclivité moyenne. (D’après les résultats des "calculs du travail pour les chemins de fer de l’État autrichien au sud du Danube).
- Explication des termes allemands : Wattstunden = Watts-heures. — Mittlere Steigung = Déclivité moyenne.
- Mittleres Gefalle =-Déclivité moyenne:
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- de Fiume et comprenant de nombreux tunnels noircis par la fumée des locomotives à vapeur, qui se prêterait éminemment à la traction électrique. Dès maintenant le trafic s’élève à 45,800 tonnes brutes par jour, dans les deux sens. Au sujet de la fourniture de courant, on a engagé des pourparlers avec la société française Adriatique-Electricité, qui se propose d’établir une usine hydraulique à haute pression a 50 kilomètres de Fiume, sur la Gacka près de Spasovac, en Croatie, pour fournir un total maximum de 80,000 chevaux, 2,000,000 de kilowatts-heures sous une tension de 50,000 volts, pour l’exploitation de cette ligne. La ligne entière consommera environ 12,000,000 de kilowatts-heures.
- Pour l’exploitation de la ligne en construction de Vàcz-Gôdôllô, on a décidé d’employer du courant monophasé à 40,000 volts et 15 périodes; mais les chemins de fer de l’État hongrois font expressément remarquer qu’il n’en résultera aucune espèce de précédent pour le choix de la forme de courant devant servir ultérieurement à la traction électrique sur d’autres lignes du réseau; ils ajournent au contraire jusqu’à l’achèvement d’une étude complète toute décision définitive au sujet de ces hypothèses fondamentales.
- c) Études faites par la Compagnie des chemins de fer du Sud.
- La Compagnie I. R. privilégiée des chemins de fer du Sud a envisagé l’adoption de la traction électrique sur les lignes de Kufstein-Ala et de Marburg-Franzensfeste, en s’inspirant des considérations suivantes :
- 1° On dispose, dans les régions desservies par ces lignes, de forces hydrauliques que l’on prévoit pouvoir aménager dans des conditions satisfaisantes au point de vue économique;
- 2° On prévoit que la traction électrique donnera lieu à des économies, notamment par la suppression des frais de transport, de manutention et de dépôt du combustible, par la réduction du personnel des trains et par l’utilisation de l’effort de traction actuellement dépensé pour la remorque du tender.
- On se propose d’électrifier tout le service des voyageurs et des marchandises d’une ligne, en maintenant aux trains leurs compositions actuelles.
- La question du choix de la forme de courant reste en suspens : à ce point de vue, il est à prévoir qu’il faudra qu’on s’entende au préalable avec les administrations voisines, ne serait-ce qu’à cause de la libre circulation des locomotives. Au point de vue purement technique, la compagnie donne la préférence au système triphasé et elle motive cette préférence par la possibilité de récupérer en pente, sur les rampes de 25 millimètres par mètre qui représentent une partie importante de la longueur totale, au moins 30 p. c. de l’énergie consommée à lamentée.
- Jusqu’à présent, les études se sont bornées à la détermination de l’énergie totale nécessaire et au choix des forces hydrauliques convenables.
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- d) Autres études et projets.
- Pour les lignes privées, il existe un certain nombre de projets qui seront probablement mis à exécution dans les premières années. Sans prétendre être complet, nous mentionnerons les lignes suivantes.
- Vienne-Pozsony (Presbourg). — Cette ligne à voie normale doit être construite dès l’origine pour la traction électrique; partant de l’intérieur de la ville de Vienne, elle longera la rive sud du Danube jusqu’à la ville de Pozsony, en territoire hongrois. Nous n’avons pas pu avoir de renseignements plus détaillés sur le système de courant ni sur le programme de construction.
- Innsbruck-Mittenwald (ligne de Mittenwald). — Cette ligne partira d’Innsbruck vers le Nord pour aller se réunir à la ligne de Miltenwald-Garmisch-Griesen, projetée par l’administration bavaroise. L’alimentation en courant monophasé de toute la ligne d’Innsbruck-Garmisch sera assurée par l’usine du Rufzbach, qui constituera un agrandissement de l’usine du Sill de la ville d’Innsbruck.
- Chemins de fer provinciaux de la Basse-Autriche. — A la suite de la grande ligne, on compte électrifier plus tard :
- La ligne à voie étroite (76 centimètres d’écartement), de 60 kilomètres de longueur, d’Ober-Grafendorf-Mank-Gresten. Le trafic est très faible et l’électrification ne se justifierait pour le moment que par le désir d’unifier le mode d’exploitation; on ne pourrait obtenir une certaine économie que grâce à l’équipement aussi simple que possible de la ligne.
- En outre, la ligne de Stammersdorf-Auersthal (-Sehwcinsbarth), de 22 kilomètres de longueur, exploitée actuellement par la municipalité de Vienne avec des locomotives à vapeur, doit être transformée pour la traction électrique, à courant continu de 800 à 1,000 volts, fourni par une usine triphasée.
- Nyiregyhâza-Dombràd et Mezohegyes-Kovâcshâza. — Ces lignes locales, de Go kilomètres de longueur, qui emploient actuellement, comme il est dit dans l’annexe I, des automotrices pétroléo-électriques, doivent être transformées en lignes à conducteur aérien, avec courant monophasé à haute tension ou courant continu.
- CONCLUSIONS.
- L’Autriche-Hongrie ne possède, à l’heure actuelle, que des lignes secondaires et locales à traction électrique, dont deux à courant monophasé de 2,500 et 550 volts, les autres à courant continu. De nouvelles lignes, d’une longueur de 150 kilomètres, sont en construction : on a prévu pour celles-ci l’emploi de courant monophasé de 6,000 et 10,000 volts, avec une fréquence de 25 et 15 périodes.
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- Dans cette monarchie, abondamment dotée de forces hydrauliques, l’importance économique de la traction électrique sur les grandes lignes a été nettement reconnue et a conduit, surtout en Autriche, à des études approfondies et étendues. Le commencement de l’électrification sur une grande échelle donnera sans doute l’impulsion à l’aménagement de très,grands échelons de chutes d’eau par des sociétés privées qui ne seront constituées que pour la production et la vente de courant électrique, c’est-à-dire à la création d’une industrie qui n’existe encore qu’à l’état embryonnaire dans cette monarchie. Ce n’est que par la production combinée de courant pour les chemins de fer, d’une part, et, d’autre part, pour les industries électrotechniques modernes qui peuvent choisir leur emplacement pour ainsi dire à leur gré, que l’on arrivera à l’utilisation sur une grande échelle des forces hydrauliques disponibles. Pour un certain nombre de lignes, à côté de l’économie, et même sans elle, les avantages techniques hâteront la décision à intervenir en faveur de l’électrification. On voit donc que l’Autriche-Hongrie offre tous les cas typiques : on y constate le désir de faire des économies d’exploitation, de mettre fin aux inconvénients de la fumée, d’améliorer et d’augmenter le trafic par des horaires plus commodes et des vitesses plus élevées. Dans ce but, on sera obligé de conserver, sinon de renforcer, les compositions actuelles des lourds trains express et de marchandises; par contre, on pourra probablement, dès l’origine, même sur les lignes à voie unique, diviser les trains de voyageurs omnibus en petites unités.
- Les chemins de fer de l’État autrichien, par les soins d’une section spéciale d’études instituée auprès du Ministère des chemins de fer, ont entrepris et mené à bonne fin, en grande partie, une analyse technique et économique, tenant compte de l’avenir, des 4,450 kilomètres de lignes situées dans la région des forces hydrauliques. Les calculs de la consommation d’énergie sont terminés : ils permettent de faire le choix des grandes forces hydrauliques dont on aura besoin pour l’exploitation des chemins de fer et de mettre les autres forces hydrauliques considérables, sans aucune restriction, à la disposition de l’industrie. Par des contrats passés avec les futurs exploitants de certaines usines hydrauliques, l’administration des chemins de fer de l’État s’assurera d’une façon systématique l’option d’une partie suffisante de ces forces. En principe, on s’attachera à combiner la fourniture de courant pour la traction, la force motrice et l’éclairage dans l’intérêt économique de l’exploitation des chemins de fer.
- Dans la plupart des cas, l’administration des chemins de fer de l’État et les entrepreneurs privés avec lesquels elle est en pourparlers ont projeté, outre les usines hydrauliques, des usines thermiques auxiliaires destinées à servir de réserve aux premières et à augmenter la production aux moments de pénurie de l’eau. Le prix total du courant n’est pas sensiblement augmenté par ces réserves, puisque, dans ce cas, c’est surtout la dépense de combustible qui compte.
- En règle générale, la traction électrique sur les grands chemins de fer donnera de bons résultats économiques si le prix du courant varie depuis une fraction de centime jusqu’à quelques centimes. Bien que les forces hydrauliques des Alpes
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- autrichiennes nécessitent en générai des frais d’aménagement assez considérables et ne remplissent que rarement les conditions essentielles pour une importante accumulation. l’économie de l’électrification des longues et fortes rampes ne fait l’objet d’aucun doute ; sur les rampes d’un faible développement, elle est diminuée par les coups de collier et par l’utilisation insuffisante des locomotives. Dans tous les cas, les frais d’entretien et de renouvellement des installations électriques serviront de critérium de la valeur économique du système.
- L’administration des cheminsjde fer de l’État autrichien reprend, sur des lignes d’une longueur totale de 1,000 kilomètres, l’étude de détail terminée dès maintenant pour quelques lignes principales. Les premières lignes électrifiées seront sans doute celle de Trieste-Opcina, pour des raisons d’exploitation technique, et celle de l’Arlberg, pour des raisons économiques.
- Aux études des chemins de fer de l’État autrichien, viennent s’ajouter les recherches, moins avancées, des chemins de fer de l’État hongrois et les études de la compagnie des chemins de fer du Sud, qui détermine la consommation d’énergie pour son réseau autrichien de grandes lignes, de 1,500 kilomètres de longueur, et commencera probablement la transformation par une longue ligne principale de montagne.
- La question du système unique de courant sera sans doute tranchée en Autriche en faveur du courant monophasé, avec une tension de 10,000 volts dans la ligne de contact et une fréquence de 15 à 16 périodes; ce choix s’appuiera sur les trois propriétés fondamentales suivantes : ligne de distribution simple, élasticité de la régulation de vitesse, frais d’établissement modérés.
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- ANNEXE I.
- Description des grands chemins de fer électriques en exploitation.
- Bludenz-Sehruns (*).
- Cette ligne locale à voie unique d’écartement normal, d’une longueur de .1.2.500 kilomètres, appartient à 1’ « A. G. Montafonerbahn » et est exploitée, pour le compte de cette compagnie, par les chemins de fer de l’Etat autrichien. Elle traverse la vallée de Montafon et relie la station de Bludenz, de la grande ligne d’Innsbruck-Lindau, à la petite localité de Schruns. La plus forte rampe est de 26 millimètres par mètre, le plus petit rayon de courbe de 100 mètres. 93 p. c. de la ligne est en rampe. Poids des rails, 21.8 kilogrammes par mètre. La ligne a en tout sept points d’arrêt.
- Le courant continu, à 500 volts, est fourni par l’usine électrique Montafon, de Schruns, et amené par une ligne aérienne de 50 millimètres carrés, tendue à une hauteur de 5.5 mètres. La vitesse maximum est de 30 kilomètres à l’heure ; elle est de 20 kilomètres dans les courbes de moins de 15.0 mètres de rayon.
- Le matériel roulant comprend deux automotrices à deux essieux, une voiture à voyageurs et deux wagons à marchandises.
- Les automotrices ont chacune deux moteurs d’une puissance, pendant une heure, de 20 chevaux chacun, conduisant les essieux par l’intermédiaire d’engrenages comme sur les tramways ; elles offrent chacune 32 places assises et 18 places debout, avec un compartiment à bagages. Elles sont munies du frein électro-dynamique et du frein à main. La dépense d’établissement d’une automotrice s’élève à 43,900 couronnes (45,656 francs).
- La voiture à voyageurs offre 50 places assises et 20 places debout (poids, 9.7 tonnes ; prix,
- 11.900 couronnes [12,376 francs]). Les wagons à marchandises ont chacun une capacité de 7.5 tonnes. Un wagon-chevalet et un chasse-neige servent à l’entretien de la voie. L’hiver, il faut quelquefois employer des locomotives à vapeur pour l’enlèvement des neiges.
- La ligne a été ouverte au service le 18 décembre 1905. L’équipement électrique provient des établissements autrichiens Siemens-Sehuckert.
- En 1907, il a été transporté 4,871 trains, 85,901 voyageurs et 10,103 tonnes demarchandis.es, ce qui représente 272,322 kilomètres d’essieux, 62,378 kilomètres d’automotrices (30,386 par automotrice), 60,799 kilomètres de trains, 1,537,187 tonnes kilométriques de tare et
- 1.721.900 tonnes kilométriques brutes. Le poids moyen du train a été de 28 tonnes.
- Dans la même année, les dépenses d’exploitation ont été les suivantes :
- Frais généraux, 1,987 couronnes (2,066.48 francs).; entretien et surveillance de la ligne, 15,355 (15,969 francs) (dont 4,591 [4,774.64 francs] pour le service de la voie),; traction, 13,644 (14,190 francs) (21.9heller [22.78 centimes] par kilomètre d’automotrice); mouvement et service commercial, 10,734 (11,163 francs); divers, 12,070 (12,553 francs). Total, 53,790 couronnes (55,942 francs), soit 86.3 heller (89.75 centimes) par kilomètre d’automotrice.
- (U Elektrotechnische Zeitschrift, 1905, p. 630.
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- Les recettes d’exploitation se sont élevées à 86,339 couronnes (89,793 francs), et le coefficient ^'exploitation a donc été de 62.4 p. c. En 1908, ce coefficient a monté, avec un plus grand nombre de voyageurs et un moindre tonnage, à65.5p.c. En 19C6, il n’avait été que de 41.5 p.c. Le bénéfice net a permis de distribuer en 1907 un dividende de 2 p. c. aux actions ordinaires et de 4 p. c. aux actions privilégiées.
- Tàbor-Bechyn (*).
- Caractéristiques spéciales : ligne à trois fils pour courant continu de 2 x 700 volts.
- Cette ligne locale à voie unique d’écartement normal, de 23.595 kilomètres de longueur, conduit de la station de Tabor (Bohême), des chemins de fer de l’Etat, à la petite localité de Bechyn, et est exploitée pour le compte des propriétaires par les chemins de fer de l’Etat autrichien. Elle a onze points d’arrêt, des rampes maximums de 35 ^millimètres par mètre et des rayons minimums de courbe de 125. mètres. 82 p. c. de la ligne est en rampe. Poids des rails, 21.75 kilogrammes par mètre.
- La ligne fut étudiée initialement pour la traction à vapeur et des déclivités maximums de 25 millimètres par mètre. Grâce à l’adoption de la traction électrique, on put admettre une bien plus forte rampe avec un plus petit poids adhérent et une réduction de 8 1 /2 kilogrammes par mètre du poids du rail.
- Le système à trois fils qui est employé ici pour un courant continu de 2 X 700 volts (analogue au système adopté sur les lignes de Grenoble-Chapareillon et Saint-Georges de Commiers-La Mure) offre certains avantages. Outre la réduction du poids du conducteur, due à la tension plus élevée, c’est surtout la suppression du troisième rail (en cas de verglas et de neige) qui est avantageuse. En revanche, la double ligne aérienne entraîne une complication qui, il est vrai, ne se fait sentir que quand les voies accessoires sont nombreuses. L’avantage qu’en cas de rupture d’un fil de contact, le second peut continuer à servir n’est qu’apparent, car l’existence de deux fils double aussi les chances d’incidents.
- Le courant est fourni par l’usine électrique de Tabor, située au kilomètre 1.2 de la ligne, qui renferme trois chaudières de 80 mètres carrés de surface de chauffe chacune, produisant de la vapeur surchauffée à 300° sous une pression de 11 atmosphères, trois machines compound verticales de 120 chevaux chacune, deux dynamos de traction de 8 kilowatts chacune, de 2 x 700 volts à la vitesse de 500 tours par minute, et deux dynamos d’éclairage à 500 volts, pour l’éclairage de la ville de Tabor. La puissance totale, de l’usine est de 330 kilowatts. Une batterie d’accumulateurs Tudor, de 700 éléments, d’une capacité de 123 (171) ampères-heures pour une décharge de 1 (3) heure, sert à diviser la tension et à équilibrer la charge.
- Les dynamos principales sont excitées par l’une des moitiés du réseau (voir la fig. 5). Pour alimenter d’un voltage plus élevé la section II (la plus éloignée) du chemin de fer, on a prévu deux doubles survolteurs spéciaux, produisant chacun 2 x 90 volts et 80 ampères, à la vitesse de 1,100 tours par minute et actionnés à l’aide de courroies par les arbres des dynamos principales. Ce sont des dynamos série, avec réglage shunt de leurs champs magnétiques, qui peuvent être employées, au moyen des commutateurs visibles dans le schéma des connexions, à augmenter de 2 X 116 volts, au plus, sous pleine charge, la tension dans la ligne d’alimentation de la deuxième section du chemin de fer. La première section peut également être alimentée au besoin sous une tension augmentée. Les survolteurs ont des mises en court-circuit automatiques pour
- U) Brochure publiée par la maison Fr. Krizik : Elektrische Lohalbahn Tabor-Bechyn, 1904.
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- l’induit et l’inducteur, afin qu’en cas de chute des courroies ils ne puissent pas s’emballer comme des moteurs série sans charge; dans ce cas, il faut qu’avant l’emballement, la rotation change de sens et en même temps les appareils de mise en court-circuit se ferment automatiquement dès que le nombre de tours est suffisamment réduit.
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- Fig. 5. — Distribution principale dans l’usine génératrice de Tabor de la ligne de Tabor-Bechyn.
- La double ligne aérienne est formée de fils de cuivre ayant chacun 64 millimètres carrés de section et tendus à une hauteur de 5.5 mètres et à une distance réciproque de 1.2 mètre, entre des paires de poteaux en bois dont l’espacement maximum est de 40 mètres. La ligne de contact est divisée en deux sections : la première est alimentée directement par les dynamos principales et la batterie-tampon; la seconde reçoit son courant, avec le concours des survolteurs prémentionnés, par quatre feeders en cuivre do 50 millimètres carrés chacun ; de plus, les fils de contact sont renforcés de 35 millimètres carrés chacun dans toute leur longueur. Le retour du courant, en cas de charge inégale des deux moitiés du réseau , se fait par la voie, munie à cet effet d’éclisses en cuivre de 7 millimètres d’épaisseur.
- En 1907, il y avait trois automotrices et vingt wagons à marchandises (ces derniers d’un poids moyen de 7.7 tonnes) en service.
- Les automotrices, à quatre essieux, offrent chacune 43 places assises, avec un compartiment à bagages, et ont une longueur totale de 12.86 mètres et une tare de 18.8 tonnes (dont 13.5tonnes pour la partie mécanique et 5.3 tonnes pour la partie électrique). Deux archets placés de part et d’autre de l’axe (un par fil de contact) servent à capter le courant. Chaque automotrice est actionnée par quatre moteurs série à courant continu, de 30 chevaux de puissance en une heure chacun, par l’intermédiaire de roues dentées. Les moteurs ont quatre pôles, soixante et une encoches de 9 millimètres de largeur et 33 millimètres de profondeur, 4 millimètres d’entrefer et quatre balais en charbon. Le rapport des roues dentées est 1 : 5.75, le poids d’un moteur, avec engrenages et carter, est de 935 kilogrammes (31.2 kilogrammes par cheval de puissance en une beure). La plus grande vitesse est de 30 kilomètres à l’heure; sur la plus forte rampe et dans les courbes de moins de 150 mètres de rayon, elle est de 15 kilomètres.
- La régulation de la vitesse se fait en agissant simultanément sur deux controllers série-parallèle, avec soufflage magnétique des étincelles. Pour le démarrage, deux moteurs sont connectés avec des résistances, d’abord en série, ensuite en parallèle, à une moitié du réseau ; de plus, on a prévu l’amortissement à deux degrés du champ. Au total, on dispose de huit crans de marche
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- et de six crans de freinage (avec freinage électro-dynamique de deux moteurs couplés en parallèle). ;Les automotrices sont chauffées par l’action combinée des rhéostats et de grilles de chauffage spéciales. Dépense d’établissement d’une automotrice : 36,699 couronnes (38,167 francs),. On met en marche simultanément deux trains, au plus, de 56 tonnes chacun.
- La ligne a été ouverte au service le 22 juillet 1903. L’équipement électrique sort des ateliers Fr. Kfizik, de Prague.
- Les frais d’établissement se sont montés en 1907 :
- pour la construction et l’équipement de la ligne à .... 2,171,836 couronnes (2,258,709 francs),
- pour le matériel roulant ............................... 156,929 — (163,206 — ).
- 2,328,765 couronnes (2,421,915 francs).
- En 1907, il a été transporté 60,731 voyageurs et 11,958 tonnes de marchandises, ce qui représente 410,288 kilomètres d’essieux, 75,269 kilomètres d’automotrices (25,076 par automotrice), 75,227 kilomètres de train, 1,909,328 tonnes kilométriques de tare, 2,280,800 tonnes kilométriques brutes. Nombre moyen de trains par jour, 16. Poids moyen d’un train, 30 tonnes.
- Dans la môme année, les frais d’exploitation ont été les suivants •• frais généraux, 3,928 (4,085 francs) ; entretien et surveillance de la voie, 19,126 (19,891 francs); traction, 45,591 (47,415 francs) ; service du mouvement et service commercial, 13,848 (14,402 francs) ; divers 20,465(21,284 francs). Total : 102,958 couronnes (107,077 francs) (1.36 couronne [1.41 franc] par kilomètre d’automotrice).
- Par contre, les recettes totales ne se sont élevées qu’à 73,397 couronnes (76,333 francs) (dont 54 p. c. pour le service des voyageurs) ; le coefficient d’exploitation a donc atteint 140 p. c. L’exploitation proprement dite a absorbé 1.22 p. c. de la dépense d’établissement, et pour combler le déficit il a fallut obtenir une avance de 130,615 couronnes (135,840 francs) (5.38 p c. de la dépense d’établissement) garantie par la Bohême.
- Le tableau ci-après donne les résultats et frais d’exploitation de la ligne depuis son ouverture :
- EXERCICE. 1904. 1905. 1906. 1907. 1908.
- Nombre de voyageurs transportés . 46,409 50,864 57,341 - 60,731
- Tonnage de marchandises transportées. 8,552 7,610 9,925 11,958
- Tonnage kilométrique brut. ... 1,879,100 1,988,200 2,140,500 2,280,800
- -Frais.d’exploitation : Couronnes (Francs) Couronnes ( Francs) Couronnes (Francs) Couronnes (Francs) Couronnes (Francs)
- . Frais généraux 2,944 (3,062) 3,697 (3,845) 3,629 (3,774) 3,928 (4,085) 3,997 (4,157)
- Surveillance et entretien delà voie . 10,125 (10,530) 13,202 (13,730) 14,353 (14,927) 19,126 (19,891) 26)572 (27,635)1
- Traction ' 36,587 (38,050) 47,771 (49,682) 45,297 (47,109) 45,591 (47,415) 40,559 (42,181)j
- Motivamant et service commercial . 12,158 (12,6441 12,980 (13,499) 12,938 (13,456) 13,848 (.14,402) 12,814 (13,327}
- Total des frais d’exploitation proprement dits . . . 61,814 (64.286) 77,650 (80,756) 76,217 (79,266) 82,493 (85.793) 83,942 (87,300)
- Frais divers 4,382 (4,557) 4,544 (4,726) 20,465 (21,234)
- Recettes d’exploitation 79,433 (82,610) 80,949 (84,187) 90,043 (93,645) 73,397 (76,333) 77,592 (80,696)
- Frais d’exploitation proprement dits en p. c. des recettes d'exploitation. . . 77.9 96.1 84.6 112.5 108
- Avance annuelle,garantieparlaBohème. 77,052 (80,134) 95,364 (99,179) 88,840 (92,394) 130,615 (135,840)
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- On voit que, malgré l’aceroissement du trafic, le résultat financier est allé en diminuant. C’est un cas qui est relativement fréquent sur les lignes locales à vapeur : en 1907, sur cent-quarante-gjx lignes locales autrichiennes, d’une longueur totale de 5,694 kilomètres, vingt-six ont clos leur exercice avec un déficit et trente-deux ont dû demander des subventions garanties pour remplir leurs engagements financiers. La véritable raison du résultat médiocre obtenu sur la ligne de Tabor-Bechyn réside donc dans les conditions locales et l’on peut affirmer sans hésiter que ce chemin de fer, exploité avec des locomotives à vapeur, aurait donné des résultats économiques plus défavorables.
- Innsbruch-Fulpmes (ligne du Stubaital) (1).
- Caractéristiques spéciales. — Ligne locale à voie de 1 mètre, à courant monophasé de haute tension et de haute fréquence (premier chemin de fer autrichien pour traction à courant monophasé de haute tension). Frein à air comprimé système Bôker. Moteurs Winter-Eichberg pour faible tension.
- Cette ligne locale à voie unique de 1 mètre d’écartement a déjà été mentionnée et reproduite dans les rapports présentés à la septième session du Congrès international des chemins de fer (2). Elle établit une communication d’Innsbruck avec la vallée de Stubai, et se termine à Fulpmes, situé à une altitude de 1,006 mètres. Sa longueur est de 18.164 kilomètres, la plus forte rampe de 46 millimètres par mètre, le plus petit rayon de courbe de 40 mètres. Elle comprend onze stations et traverse deux tunnels, dont le plus long est de 157.5 mètres. Poids du rail, 17.89 kilogrammes par mètre. Vitesse maximum, 25 kilomètres à l’heure.
- Ce chemin de fer avait été étudié tout d’abord en vue de la traction à vapeur. Plus tard, on se rendit compte, en temps utile, de l’économie incontestable que donnerait la traction électrique pour une ligne à si fortes rampes et en raison des prix élevés de la houille dans le Tyrol; mais on envisagea, pour commencer, la traction à courant continu de 600 volts. La modicité des ressources pécuniaires dont on disposait conduisit finalement au choix du courant monophasé à haute tension, sans transformation, système le plus économique dans le cas donné.
- Le courant est fourni par les usines du Sill, appartenant à la municipalité d’Innsbruck, qui produisent du courant biphasé de 10,000 volts et 42.5 périodes ; le courant de travail peut être pris, suivant le cas, sur l’une ou l’autre moitié du réseau. Pour éviter des variations brusques de tension dans les grandes lignes alimentant l'éclairage de la ville d’Innsbruck, on a intercalé, au point de bifurcation vers le chemin de fer, un transformateur aspirant qui produit un survoltage proportionnel au.courant de traction emprunté. Néanmoins, il y eut au début, pendant le démarrage des trains, des fluctuations dans l’éclairage d’Innsbruck, bien que la puissance absorbée par la traction ne représentât qu’une petite fraction des puissances des dynamos. La raison en était, toutefois, que les groupes de machines de l’usine génératrice étaient alors très faiblement chargées pour une puissance de 3,000 chevaux et débitaient sur la partie de la ligne située en aval de la bifurcation. Avec l’augmentation considérable de la consommation du courant, cet inconvénient a disparu spontanément.
- Deux sous-stations, situées aux kilomètres 2.3 et 16.0, renferment chacune trois transformateurs àhuile, de 75 kilovolts-ampères chacun (l’un d’eux sert de réserve). La ligne d’alimentation,
- 0) « Die Stubaitalbahn *, par le Dr E. F. Seefehlner, Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1906, nKls 35 et.36. Pour les moieurs,\ToivElektrische Kraftbetriebe und Baknen, 1905, p. 294.
- (2) Voir Bulletin du Congrès, 1905, p. 1308, Rapporteur : Victor Tremontani.
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- de 16 kilomètres de longueur, a partout une section de 2 X 35 millimètres carrés. Les fusibles placés de part et d’autre des transformateurs n’agissent qu’en cas de courts-circuits. S’il se produit une surcharge (le courant est payé d’après la puissance maximum tenue à disposition), le courant est coupé par un interrupteur automatique, avec sonnerie, qui est fermé par l’agent de service dans la station.
- La ligne de contact, dans laquelle circule du courant monophasé de 2,500 volts, est munie de suspensions caténaires, avec points de suspension espacés de 4 mètres et 50 mètres de portée maximum. La section est de 53 millimètres carrés; la hauteur au-dessus des rails est de 5.5 mètres et descend, dans les tunnels, jusqu’à 3.9 mètres. Pour améliorer le guidage des archets dans les tunnels, très étroits, étudiés primitivement; pour l’emploi d’un troisième rail, et pour éviter tout contact entre l’archet et les murs des tunnels, on a tendu dans ceux-ci des fils de protection de part et d’autre du fil de contact.
- La dépense d’établissement des feeders et des fils de contact, y compris la suspension par fils d’acier et les consoles, s’est élevée à 50,000 couronnes 52,000 francs). Avec le courant triphasé, le cuivre seul aurait coûté 69,000 couronnes (71,760 francs) et avec le courant continu, le troisième rail en acier dur aurait occasionné une dépense de 80,000 couronnes (83,200 francs).
- Le matériel roulant en service comprend quatre automotrices, six voitures à voyageurs, un bureau-poste et treize wagons à marchandises. Le poids maximum d’un train (avec deux remorques) est de 34 tonnes à vide, de 45 tonnes sous charge complète.
- Chacune des automotrices à quatre essieux offre trente-six places assises et vingt places debout, pour une tare d’environ 20 tonnes. La puissance maximum pour un train atteint 200 chevaux. Chaque automotrice est munie de quatre moteurs hexapolaires Winter-Eichberg, pour basse tension (625 volts), avec carcasses fermées et engrenages au rapport de 1 : 6. La puissance d’un moteur en une heure est de 40 chevaux. Les quatre moteurs sont couplés en parallèle.
- Empattement des bogies, 2 mètres; écartement d’axe en axe des pivots, 5.5 mètres; longueur totale hors tampons, 11 mètres; diamètre des roues, 800 millimètres; poids d’un bogie avec les roues et la suspension des moteurs, 2.3 tonnes.
- 2500M. 4-2,
- Fig. 6. — Ligne d’Innsbruck. — Schéma des connexions des automotrices.
- Explication des termes allemands : Haupttransformator = Transformateur principal. — Reguliertraiisformator = Transformateur de réglage. — Zur Schiene = Vers le rail.
- Le mode de commande, très simple, est représenté dans la figure 6. Chaque paire de deux moteurs forme un groupe pouvant être contrôlé indépendamment par un manipalateur. Le courant est capté par un archet reposant sur des isolateurs en porcelaine. La corde en chantre
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- servant à le manœuvrer est divisée en deux parties électriquement isolées et passe sur un tambour de treuil. Un seul conducteur à haute tension, sous forme de câble en plomb avec enveloppe de protection mise à la terre, entre dans la voiture et peut être ouvert par un interrupteur à huile principal, que le motorman peut manœuvrer également. Ce n’est que quand cet interrupteur est ouvert que l’on peut ouvrir aussi la chambre à haute tension. Un grand transformateur à huile, pesant 1 tonne, réduit la tension de 2,500 volts, soit à 400, soit à 525 volts. Deux transformateurs-excitateurs avec refroidissement par l’air, pesant chacun 250 kilogrammes, fournissent en trois échelons la tension pour les rotors. Par conséquent, le combinateur a six crans de marche. La régulation de la vitesse est très économique, puisqu’il n’est pas fait usage de résistances.
- Les voitures à voyageurs sont éclairées électriquement et chauffées électriquement sous 500 volts.
- En service normal, on emploie un frein à air comprimé du système Boker. Au début, l’air comprimé était fourni par des compresseurs actionnés par les essieux des remorques; plus tard, on a muni les automotrices de compresseurs à moteurs, afin d’éviter les longues manœuvres souvent nécessaires jusqu’alors, avant le départ, pour obtenir l’air comprimé. Ce frein est automatique.
- Prix d’une automotrice, 59,425 couronnes (61,802 francs).
- Les voitures de remorque à voyageurs ont des essieux convergents, pèsent 6.7 tonnes et offrent 40 places assises, 15 places debout. Le bureau-poste pèse 3.5 tonnes. Les wagons à marchandises sont les uns à deux essieux (tare 3.34 tonnes, capacité 6 tonnes), les autres à trois essieux avec essieu du milieu à jeu transversal (tare 5.2 et 5.5 tonnes, tonnage 10 tonnes).
- Tous les véhicules transportant des voyageurs ou agents sont couverts de grillages mis à la terre, par mesure de précaution contre les conséquences des ruptures de fils.
- Un atelier à trois voies, de 55 mètres de longueur, de 715 mètres carrés de superficie, pour dix véhicules, situé à Wilten, près d’Innsbruck, et un hangar pour 2 véhicules, situé à Fulpmes, servent au remisage du matériel roulant.
- La ligne a été ouverte au service le 1er août 1904. L’équipement électrique a été construit par T « A. E. G.-Union E. G. » devienne.
- En 1908, il a été transporté 120,941 voyageurs et 7,004 tonnes de marchandises, ce qui représente 109,130 kilomètres d’automotrices (ou kilomètres de trains) et 111,412 kilomètres de remorques, 2,725,781 tonnes kilométriques brutes. Chaque automotrice a parcouru en moyenne 27,282 kilomètres dans T année. Le nombre de trains par jour a atteint 24 en été.
- La consommation d’énergie mesurée aux sous-stations, en arrière des transformateurs, s’est élevée à 70 watts-heures par tonne kilométrique ; le rendement total, c’est-à-dire le rapport entre cette puissance et celle développée à la jante des roues motrices, a été de 66.5 p. c. La résistance du train a atteint, d’après les résultats relevés, 6.5 kilogrammes par tonne.
- Au début, il se produisit des incidents sérieux, dus à l’action du courant, sur la plupart des lignes à faible tension de l’État, partant d’Innsbruck. L’impédance de la ligne de contact fut mesurée et reconnue égale à 0.91 ohm par kilomètre, valeur dont l’élévation s’explique par la haute fréquence employée. Comme, en outre, le chemin de fer décrit des courbes de petit rayon dans sa partie inférieure, où il se rapprochait davantage des lignes à faible tension (la distance y descendait à 300 mètres), les pertes de tension dans le rail de retour, dépassant 10 volts, exerçaient une action très perturbatrice. D’après les recherches faites par l’inspection des télégraphes du cercle de Zurich et par la Maschinenfabrik Oerlikon sur des installations suisses, pour une fréquence de 50 périodes, c’est déjà sous 2, 6.5 et 2.5 volts que les téléphones, les
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- relais télégraphiques et les sonneries commencent à bourdonner ou à tinter. Dans le cas qui nous occupe, il se manifesta, outre les perturbations continuelles dues à la capacitance, des incidents isolés dus à l’inductance au moment des variations brusques de courant. Pour remédier à cette situation, on doubla toutes les lignes à faible tension passant dans la zone des courants de traction, le second fil fut mis à la terre à la limite de la région d’influence, les lignes d’alimentation
- furent renforcées et on créa une nouvelle sous-station au kilomètre 16.0. La ligne téléphonique de servie© qui longeait le chemin de fer fut remplacée par une ligne spéciale, menée à une certaine distance de la première, et comme les circonstances se prêtaient bien à l’emploi de ce moyen, on ne chercha pas d’autre solution pour le téléphone de service.
- La dépense d’établissement de ce chemin de fer a été la suivante :
- Construction et équipement de la ligne..................2,455,919 couronnes (2,554,156 francs).
- Matériel roulant........................................ 352,751 — (366,861 — )
- 2,808,670 couronnes (2,921,017 francs).
- Frais d’exploitation en 1908 :
- Frais généraux, 6,423 (6,680 francs); surveillance et entretien de la voie, 11,283 (11,734 francs); traction, 50,308 (52,320 francs), mouvement et service commercial, 24,567 (25,55)0 francs); frais divers, 14,171 (14,738 francs); total des frais d’exploitation propremént dits, 106,752 couronnes (111,022 francs), soit 97.7 heller (1.016 franc) par kilomètre de train ou d’automotrice.
- D’autre part, les recettes d’exploitation se sont élevées à 179,582 couronnes (186,765 francs) (dont 79 p. c. pour le service des voyageurs). Par suite le coefficient d’exploitation a été de 59.4 p. c..
- En 1903, les frais d’exploitation ont compris, en. particulier, les chapitres suivants :
- Entretien des lignes......................................
- Salaires des surveillants de transformateurs..............
- Entretien des sous-stations de transformation .... Coût du courant (8 lj2 P- c. des frais d’exploitation). . Matières de graissage et de nettoyage des automotrices. .
- Salaires des conducteurs d’automotrices...................
- Service des ateliers, dans l’ensemble (matières et salaires).
- 857 couronnes (891 francs)
- 1,518 — (1,579 - )
- 247 — (257 — )
- 9,088 (9,452 — )
- 1,433 — (1,490 — )
- 4,876 — (5,071 — )
- 28,568 — (29,711 — )
- En 1907, le trafic voyageurs avait été plus intense et le tonnage de marchandises plus important; le coefficient d’exploitation n’avait atteint que 55.2 p. c.
- L’ensemble des frais de personnel s’est élevé en 1907 à 42 heller (43.68 centimes) par kilomètre d’automotrice, représentant la moitié des frais d’exploitation proprement dits. On a employé en tout douze agents pour l’entretien de la voie, neuf pour la traction, dix-huit pour le service de l’exploitation. Le bénéfice net a permis de distribuer un dividende 4 J/2 p. c;.
- En comparant les frais d’exploitation de 1907 avec ceux de la ligne voisine, à voie de 1 mètre, d’ïnnsbruck-Hall, d’un tracé très analogue à celui de la ligne du Stubaital, mais ne présentant que des rampes de 20 millimètres par mètre, en 1904 (époque où cette ligne était encore exploitée exclusivement à la vapeur), on constate que les frais d’exploitation par tonne kilométrique brute ont été de 2.58 heller (2.68 centimes) avec la traction électrique, de 8.84 heller (9.19 centimes/ avec la traction à vapeur.
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- Le tableau ci-après indique les résultats et frais d’exploitation depuis l’ouverture de la ligne.
- EXERCICE. 1905. 1906. 1907. 1908.
- Nombre de voyageurs-transportés . . . ' . 107,690 121,505 127,050 120,941
- Tonnage de marchandises transportées . . : 5,171 5,358 6,175 7,004
- Tonnage kilométrique brut 2,678,521 3,463,601 2,725,781
- Frais d’exploitation, en couronnes (enfrancs): Frais généraux .. Surveillance et entretien de la voie . . . Traction Mouvement et service commercial . . . . 5,794 (6,026) 11,353 (11,807) 35.614 (37,039) 20.597: (21,421) 5,862 16,096) 12,956 (12,538) 34,208 (35,576) 21,531 (22,392) 6,030 (6,271) 20,913 (21,750) 39.621 (41,206) 22,614 (23,519) 6,423 ( 6.6S0) 11,283 (11,734) 50,308 (52,320 24,567 (25,550)
- Total des frais d’exploitation proprement dits. 73,358 (76.292) 73)657 (76.602! ; 89,178 (92,746) 92,581 (96,284)
- Frais divers - 3,865 (4,020) 10,574 (10,997) 11,891 (12,367) 14,171 (14,738)
- Recettes d’exploitation 173,138(180,064) 176,009 (183,049) 183,319 (190,652) 179,58.2 (186,765)
- Frais d’exploitation proprement dits en pour cent des recettes d’exploitation .... 42,3 41.8 48.6 46
- Entretien et transform. des automotrices, en couronnes (en francs) et en: p-, c. de la valeur. : 7,646 [7,952] (3.23) 7,172. [7,459] (3.03) 12,878 [13,393] (5.45) 22,823 [23,736] (9.65)
- Parcours annuel d’une automotrice (kilom.) . ; 24,677. 26,355 26,427 27,282
- Vienne-Baden (*)..
- Caractéristiques spéciales. — Ligne interurbaine, initialement à vapeur, entre Vienne et Baden, avec embranchements dans la banlieue de ces villes. Longueur, 28.721 kilomètres. Service de voyageurs par automotrices puissantes, de. marchandises par machines à vapeur. Emploi en pleine voie de courant alternatif.'dé550 volts, avec des vitesses élevées, et, sur les deux sections extrêmes, de courant continu de 550 volts, avec des vitesses réduites. Moteurs communs, à double équipement, pour les deux formes de courant. Génératrices de l’usine construites pour une tension de 10,000 volts. Système commun d’égalisation des charges sous courant continu et sous courant continu par volants et batteries-tampons. Eclairage des: voitures par courant monophasé à 15 périodes. Frein à vide électrique d’une excellente modérabilité. Frein électro-dynamique. Trompes-signaux actionnées par Téchappement des éjecteurs du frein.
- Tracé. — La ligne., appartenant à la. société anonyme des chemins de fer locaux viennois, part de la Giselastrasse (près àeY Opéra) à Vienne, passe par Matzbinsdorf et la campagne, pour entrer finalement dans la ville de Baden. La section de campagne, de 20.36 kilomètres de longueur, est alimentée de courant monophasé à 550 volts, avec une fréquence 15, et les deux, sections extrêmes, de 6.84 et 2.58 kilomètres de longueur, de courant continu à la même tension.
- Ecartement normal. Rampe maximum, 27.48 millimètres par mètre ; rayon de courbe minimum 18 mètres. (Voir le profil en long., fig. 7b
- Sur l’ensemble de la ligne, 2.15 kilomètres sont à voie unique, 27.63 kilomètres à double voie; 22.14 kilomètres sont situés en alignement droit, 7.64 kilomètres en courbe; 6.33 kilomètres sont posés avec des rails à gorge (rails Phônix de 50.1 kilogrammes par mètre) et 23.45 kilomètres avec des rails Vignoles.
- G) “ Die elektrische Wechselstrombahn Wien-Baden »,. par L. Kadrnozka, dans Elehtrotechnik und Masc.hinenbau, 1907, p. 803; Elektrotechnisclie Zeitschrift, 1906, p. 1151.
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- i réguliers )
- Trains express et omnibus j facultatifs ) (électriques).
- ------Rames liant ie-pied (à traction électrique).
- 1 "— Trains de marchandises (à vapeur).
- Wien-iï/se/as/raSe MaZzZe/nsaZorf• IZ/ad/ZZ Zialz/ewsdorf- ÆarZ/eaJ.
- Imerscforf-SZaZioa ZnzerssZorf- MZZe ZosencZorf S/eSenZirZea
- Wiener ZZeedozf
- ûnnZramscZorf
- TraisZircZen Mzm Jrais/c. f.WA
- Ipesdorf-fraeZZenê/iZZ ZeesArZÆ Aai/en-Jûse/sfZaZz
- 5 6 7 8 3 %1Û 11 Z2 f 2 3 * 5 6 ? 8 9 10 11 Z2 1
- 5 6 ? S 9 10 11 Z2 1 2 3 * 5 & ? 8 9 1û 11 Z2 1
- liig. 7, — Graphique des trains de la ligne de Viennc-Baden. — Service iFhiver 1909.
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- L’ouverture du service électrique eut lieu sur la section de Guntramsdorf-Baden le 11 mai 1899 et sur le reste de la ligne le 1er mai 1907.
- La société anonyme des chemins de fer locaux viennois exploite, en outre, en service de tramway, l’embranchement de (Baden-) Tribuswinkel-Josefstal-Traiskirehen, la ligne de Baden-Rauhenstein-Voslau et la ligne de ceinture de Baden. Toutes ces lignes secondaires ne sont pas considérées dans ce qui suit.
- Motifs de l’électrification. — La ligne était destinée au début (depuis 1886) exclusivement, plus tard principalement, aux transports de matières. Pendant longtemps, le service des voyageurs ne put prendre aucun essor appréciable, parce qu’il n’existait aucune source d’alimentation du trafic aux points terminus initiaux : Guntramsdorf et Matzleinsdorf (quartier excentrique de Vienne). A partir de 1896, la ligne de Matzleinsdorf-Guntramsdorf fut exploitée à la vapeur, et le prolongement sur Baden, ajouté pour élargir la clientèle, à l’électricité. Mais cette mesure n’entraina pas non plus une amélioration sensible de la situation, jusqu’au jour où, grâce à l’extension de la ligne jusqu’au centre de Vienne et à l’adoption de la traction électrique, avec de plus grandes vitesses, pour le service des voyageurs sur toute la ligne, le trafic et les recettes purent être suffisamment augmentés pour que la concurrence de la ligne du chemin de fer du Sud, reliant Vienne à Baden, ne fût plus à craindre.
- Le service des marchandises continue à être assuré par des locomotives à vapeur et subit de fortes fluctuations dans le courant d’une année. La plupart des expéditions sont des briques.
- Les calculs préliminaires comparatifs ont montré que la traction à courant monophasé sur la section de‘campagne est, au point de vue économique, légèrement supérieure à la traction à courant continu avec sous-stations; néanmoins, il fallut adopter le courant continu pour les sections extrêmes.
- L’exécution de la partie électrique de l’équipement a été faite par les établissements autrichiens Siemens-Schuckert, de Vienne.
- Fourniture de courant. —; La section extrême côté Vienne (Giselastrasse à Neu-Steinhof) reçoit le courant continu par le réseau des tramways municipaux viennois; le restant de la ligne est alimenté de courant alternatif et continu par une usine génératrice spéciale, située à Leesdorf.
- Usine génératrice de Leesdorf. — L’usine génératrice située à 1 kilomètre de l’extrémité, côté Baden, de la section à courant monophasé, renferme actuellement, pour une puissance totale de 1,155 kilovolts-ampères installés, une dynamo à courant continu de 165 kilowatts, 550 volts, entraînée par une machine à vapeur verticale de 300 chevaux ; une dynamo à courant continu de 90 kilowatts, 550 volts, conduite par une machine compound horizontale de 150 chevaux; deux alternateurs de 200 kilovolts ampères chacun, 10,000 volts, 15 périodes, accouplés avec des machines à vapeur verticales de 300 chevaux chacune (ces groupes électrogènes tournent à la vitesse de 180 tours par minute); un alternateur de 500 kilovolts-ampères, 10,000 volts et 15 périodes, mené par une machine compound Lenz de 750 chevaux, marchant à 112 tours par minute et alimentée de vapeur surchauffée, sous une pression de 12 atmosphères.
- La production de vapeur est assurée par -.
- Six chaudières à vapeur, dont trois de 80 et trois de 150 mètres carrés de surface de chauffe chacune, timbrées à 8.5 atmosphères, sans surchauffe, avec trois pompes alimentaires Wor-thington ; quatre chaudières (dont deux à tubes d’eau), chacune de 180 mètres carrés de surface de chauffe, 38 mètres carrés de surface de surchauffe (vapeur à 300° C., sous 12 atmosphères)
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- et grilles en chaîne, avec avancement automatique. L’alimentation des chaudières et le travail de chauffe sont conduits par le personnel, suivant l’horaire des trains, de manière que la production de vapeur varie autant que possible avec les fluctuations de la charge. Pour l’absorption des à-coups de charge, on emploie des transformateurs-volants avec batterie-tampon et régulateurs automatiques de tension.
- Les transformateurs-volants sont des machines doubles, faisant 450 tours à la minute, et consistent chacun en un alternateur de 150 kilo volts-ampères, 10,000 volts et 15 périodes et une dynamo continue de 100 kilowatts et 550 ampères. Ces transformateurs accouplent mécaniquement le côté alternatif et le côté continu de la section extrême Baden ; en agissant sur l’excitation des dynamos à courant continu, on peut à volonté reporter la charge normale sur l’un ou l’autre côté. Les grandes masses, de 70,000 kiîogrammètres carrés, de chaque volant concourent à amortir les à-coups qui accompagnent les démarrages des trains. Les régulateurs des machines à vapeur des groupes électrogènes à courant alternatif sont combinés à cet effet pour une grande chute de vitesse, de façon que, pour des variations du nombre de tours de 13.75 à 15.40 p. e. (ce sont les limites de la modérabilité), les masses des transformateurs puissent développer 1,600 à 1,840 watts-heures, soit 20 p. c. de plus que l’énergie nécessaire pour accélérer un train de deux voitures, pesant 52 tonn.es, de 0 à 50 kilomètres à l’heure. Sous les fortes surcharges, les accumulateurs côté courant continu sont mis automatiquement à contribution.
- Un régulateur automatique de tension, système Dick, maintient la tension constante à 2.7 p. c. près, malgré les importantes fluctuations des nombres de tours des machines.
- Le prix de revient-du courant dans l’usine génératrice est de 9 lieller (9.36 centimes) par kilowatt-heure.
- Alimentation de courant. — L’alimentation est assurée sur la section à courant alternatif, d’une longueur de 20 kilomètres, par des feeders en cuivre mou de 2 X 30 millimètres carrés,
- Fig. S. — Ligne de Vienne-Baden. — Schéma des lignes électriques.
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- Fig. 10. — Ligne de Vienne-Baden. — Garactéristiquès des moteurs sous 300 volts.
- Explication des termes allemands : *1 und cos f = >7 et cos y. — Drehmoment mlig = Couple en hgm. — ungen in der Minute = Tours par minute. — 'W'échselstrom = Courant monophasé. — Gleichstrom = continu. — TS cff. = Chevaux etfectifs. — Drelimoment = Couple. — Umdrehungen = Tours.
- Umdreh-: Courant
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- sous 10,000 volts. Ces fèeders sont posés à une hauteur de 7.2 mètres au-dessus du sol, sur les supports de la ligne de contact. Chaque isolateur porte, de part et d’autre, des griffes de retenue en fil de fer, mises à la terre. (Voir le schéma de la ligne, fi g. 8.)
- Sous-stations. — Il existe actuellement dix sous-stations dans des cabines en béton armé, de 2x2 mètres en plan, à deux étages, avec un vestibule de 2 x 0.8 mètre.
- Chaque sous-station contient un transformateur d’une puissance continue de 110 kilovolts-ampères, pour 10,000/500 volts, posé sur des rails pour faciliter son enlèvement. L’espacement •économique calculé des sous-stations est de 3.5 kilomètres.
- La figure 9 donne une vue d’une sous-station.
- Ligne de contact. — La ligne de distribution consiste en un fil de cuivre dur de 64, par endroits 2 X 45 millimètres carrés (sur la plus ancienne section, par endroits, 50 millimètres carrés) suspendu à une hauteur de 5.5 mètres au-dessus du bord supérieur du rail.
- Les pylônes métalliques, espacés en moyenne de 35 mètres, portent des doubles consoles en fer forgé, avec suspension de la ligne de contact à l’aide de fils transversaux. Aux limites entre le courant alternatif et le courant continu, on a intercalé des sections isolées de 13 mètres de longueur. Sur le territoire de la commune de Vienne, on utilise la ligne aérienne des tramways municipaux.
- En raison de l’accroissement considérable du trafic depuis l’adoption de la traction électrique, il fallut, peu après l’ouverture, doubler la ligne de contact par endroits et porter de six à dix le nombre des sous-stations.
- Dans les lignes de l’État à faible tension, posées le long du chemin de fer, il ne se produisit pas d’incidents notables ; dans les lignes téléphoniques de service, on n’en constata qu’avec des isolateurs en mauvais état.
- Composition des trains. — Les trains se composent chacun d’une automotrice et de deux ou trois voitures d’attelage, à quatre essieux. Le poids total d’un train de trois voitures est de 62 tonnes. Pour le moment, on ne dépasse pas 50 kilomètres à l’heure (plus tard la vitesse sera portée à 60 kilomètres).
- Matériel roulant. — A la fin de l’année 1907, il y avait quatorze automotrices, douze nouvelles et six anciennes remorques en service. Depuis l’ouverture, cinq anciennes remorques à quatre essieux ont été transformées en automotrices et on a fait construire quinze nouvelles remorques de construction légère (1908)v
- Automotrices. — Les automotrices sont à deux bogies et à quatre essieux actionnés chacun par un moteur. Longueur de la caisse 13 mètres, largeur de la caisse 2.2 mètres, écartement d’axe en axe des pivots 6 mètres, empattement des bogies 1.85 mètre, diamètre des roues 850 millimètres, nombre de places assises 44, nombre total de places offertes 74. Poids 27.5 tonnes (16,600 kilogrammes pour le véhicule, 10,500 kilogrammes pour l’équipement électrique, 400 kilogrammes pour le frein à vide). Poids des remorques, environ 17 tonnes. La figure 9 montre une automotrices en vue perspective. Les pièces de construction mécaniques sortent des ateliers F. Ringhoffer de Prague.
- La prise de courant se fait à l’aide de doubles archets, dont les tiges de contact continus ont la même inclinaison à tous les niveaux.
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- L’équipement d’une automotrice comprend quatre moteurs série monophasés type BME 50 des établissements autrichiens Siemens-Schukert, avec enroulements séparés de compensation et de pôles de commutation. Les deux moteurs de chaque paire sont couplés en série d’une façon permanente. Les moteurs sont hexapolaires et développent chacun une puissance de 40 chevaux en une heure; ils peuvent être alimentés soit de courant alternatif soit de courant continu. La durée des balais inverseurs de courant est d’environ 20,000 kilomètres.
- Avec le courant monophasé, la régulation de la vitesse a lieu au moyen d’un transformateur en couplage économique avec un controller. La tension aux bornes étant de 250 volts et la charge totale remorquée de 62 tonnes, la vitesse atteint 40 kilomètres en rampe de 7 millimètres par mètre; pour 300 volts et en rampe de 3.5 millimètres, elle s’élève à 60 kilomètres à l’heure. Le démarrage se fait sous une tension de 160 volts, les manœuvres ultérieures ont lieu sans interruption du courant.
- Pour le service à courant continu, on emploie la commande série-parallèle usuelle, avec des résistances ; le controller du courant monophasé est alors dans la position du circuit ouvert. Avec une charge de 62 tonnes, et pour une tension aux bornes de 125 volts, la vitesse atteint, sur rails à gorge et en rampe de 15 millimètres par mètre, la limite de 15 kilomètres à l’heure.
- Les automotrices sont munies de deux manipulateurs différents. A l’origine, on avait prévu plusieurs calages automatiques. Eh présence du courant continu ou en cas d’interruption de l’arrivée de courant, le controller à courant monophasé était calé; en présence du courant alternatif, au contraire, il était libéré par un petit transformateur à électro-aimants. Un second calage, employé avec le courant continu limitait la vitesse à une certaine valeur à cause de la circulation dans les villes. Ces deux calages ont été abandonnés plus tard comme inutiles.
- Il y a en tout huit crans de marche et six crans de freinage (soufflage magnétique des étincelles). Le contrôle par unités multiples n’est pas prévu.
- L’éclairage des trains est assuré par le courant de traction. Malgré la faible fréquence, la fixité de la lumière est pour ainsi dire absolue (65 volts pour les lanternes-signaux, 50 volts pour les lampes intérieures des voitures).
- Pour annoncer l’approche du train, on se sert, au lieu de la cloche, difficile à entendre, d’une trompe actionnée par l’air s’échappant de l’éjecteur du frein. (Voir la description de la ligne de Trente-Malè.)
- Pour les arrêts de service, on emploie un frein à vide automatique système Hardy, avec pompe à enveloppe et moteur de 2.5 chevaux. Les moteurs du frein ont deux inverseurs de courants couplés en série et peuvent être alimentés de courant continu ou de courant alternatif à 500 volts en marchant à la vitesse d’environ 900 tours par minute. Les démarreurs des moteurs sont réunis avec les tiroirs de frein dans des fourreaux communs. En combinant l’action des pompes à air, marchant à différentes vitesses, avec les rentrées d’air simultanées, on peut réaliser une graduation très précise du freinage (fig. 11).
- Les différentes positions du levier de l’appareil de commande du frein (fig. 12) ont les significations suivantes :
- Le tiroir d’admission d’air est fermé dans les positions 0 à 6; au-delà de 7 il s’ouvre lentement ; de 8 à 11 il s’ouvre de plus en plus jusqu’au maximum de l’entrée d’air (en d’autres termes, jusqu’à la pression maximum de freinage). Le moteur est hors circuit dans les positions 0 (où le levier peut être dégagé), 1 et 11 ; dans les positions 2 et 6 à 10, il tourne avec la résistance intégrale des rhéostats, c’est-à-dire lentement, dans les positions 3 et 5 avec la moitié de la résistance, dans la position 4 sans résistance de rhéostats. L’action de freinage, représentant une action différentielle entre l’admission variable de l’air et l’aspiration variable par la pompe,
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- peut donc être graduée à volonté. Le plot mobile du combinateur est à soufflage magnétique des étincelles. Les rhéostats sont des résistances feuilletées, en nickcline, refroidies par l’air.
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- Fig. 12. — Ligne de Vicune-Baden. — Commande du moteur de la pompe
- du frein et du tiroir de frein.
- Explication êtes termes allemands : Zum zweiten Fiihrerstand = Vers la 2' cabine du motorman.
- Anlasswiderstande = Rhéostat de démarrage. — Luftpumpen moteur = Moteur de la pompe à air.
- Le frein à vide que nous venons de décrire consomme, bien entendu, relativement beaucoup de courant; en revanche, il est éminemment modérable.
- Comme freins de secours, on emploie le frein à main et le frein électro-dynamique.
- La figure 13 représente la cabine du motorman avec les deux combinateurs, le manipulateur des tiroirs de frein et le manomètre, en vue intérieure.
- Les automotrices ont des plate-formes vitrées. A l’aide d’un levier manœuvrable de l'intérieur et commandant des baguettes de frottement en caoutchouc, le motorman peut, pour découvrir librement la voie, enlever la neige et la glace de dessus les vitres d’avant de sa cabine.
- Les têtes de caisse sont munies de portes latérales, normalement fermées, permettant aux agents du train de passer en cas d’urgence d’une voiture dans l’autre. Elles portent, en outre, dans ce but, des passerelles trapézoïdales en tôles striée, qui sont abaissées, en marche, entre les voitures voisines.
- Au début, on employait dans les automotrices des chaises tournantes en fer; mais celle-ci étaient très lourdes (1 tonne par automotrice) et d’une trop faible largeur : aussi les a-t-on remplacées par des bancs de bois.
- Les premières remorques commandées, étaient construites de manière à pouvoir être transformées en automotrices par l’addition des organes électriques nécessaires. Cette transformation a ôté effectuée depuis, mais on n’a plus imposé cette condition pour les nouvelles remorques, parce qu’elle donnait lieu à des constructions très lourdes.
- Remises et atelier d’entretien. •— Il y a à Matzleindorf une remise avec six voies pour dix-huit automotrices et à Leesdorf une autre avec cinq voies pour quinze automotrices, avec un atelier d’entretien.
- Consommation d’énergie. —D’après des mesures faites pendant quatre heures au moment d’un trafic intense d’hiver, la consommation totale d’énergie électrique par les lignes d’alimenta-
- tion se décompose comme suit :
- Traction proprement dite................................ 70.5 p. c.
- Pertes dans les feeders et les fils de contact......... 7 —
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- Fig. 13. — Ligne de Vienne-Baden.
- Vue intérieure de la cabine de service des automotrices.
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- Pertes dans les sous-stations . . '......................... 3.4 p. c.
- Transformateurs et éjecteurs.............................. . 3 —
- Chauffage et éclairage des voitures......................... 12.5 —
- Eclairage des gares......................................... 3.5 —
- La consommation d’énergie calculée aux archets s’élève à 30 watts-heures par tonne kilométrique pour les trains express, à 55 watts-heures pour les trains de voyageurs à fréquents démarrages.
- La production moyenne de courant alternatif de l’usine génératrice, dans un jour de semaine, est de 450 kilowatts, en été, de 300 kilowatts en hiver; la puissance maximum atteint 1,150 à 1,200 kilowatts pour le courant alternatif, 450 kilowatts pour le courant continu. Le rapport dés charges du réseau à courant alternatif atteint donc 1 : 4.
- Dans une année, l’usine génératrice produit environ 2,650,000 kilowatts-heures.
- Trafic. — La figure 7 donne l’horaire d’hiver 1909-1910 pour le service électrique et le service à vapeur. Il est mis en service, par heure, tout au plus trois paires de trains électriques, express et omnibus. Le trafic du dimanche est sensiblement plus intense que celui des jours de semaine.
- En 1909, le service comportait cinquante-six trains express et omnibus réguliers, et l’été quarante, l’hiver douze trains facultatifs, outre les nombreux trains de marchandises à vapeur. Il convient d’y ajouter les parcours haut-le-pied entre les remises et la ligne, avant le commencement et après la fin du service.
- En 1908, on a transporté 1,978,242 voyageurs et 357,857 tonnes de marchandises (dont 172,073 en service normal de grande ligne) ; il a été fourni, dans lé service des voyageurs, 814,641 kilomètres de trains, 1,469,544 kilomètres de voitureset 5,878, l76 kilomètres d’essieux ; et dans le service des marchandises 129,077 kilomètres de trains, 620,166 kilomètres de wagons et 1,240,332 kilomètres d’essieux de wagons.
- Frais d’exploitation et dépense d’établissement. — En 1908, les frais d’exploitation ont été les suivants (en couronnes [en francs]) :
- — Service des voyageurs (traction électrique). Service des marchandises (traction à vapeur).
- Frais généraux 38,642 (40,188) 21,898 (22,774)
- Surveillance et entretien de la voie .... 214,054 (222,616) 55,585 (57,808)
- Traction (prix du courant compris) . . 296,192 (308,040), 107,258 (111,548)
- Service de l’exploitation 232,234 (241,523) 101,013 (105,054)
- Frais d’exploitation divers 66,484 (69,143) 23,964 (24,923)
- Total. . . 847,606 (881,510) 309,718 (322,107)
- Par contre, les recettes d’exploitation ont été, pour le trafic-voyageurs, de 1,247,179 couronnes (1-,297,066 francs), pour le trafic-marchandises de 367,602 couronnes (382,306 francs) (dont 198,086 [206,009 francs] en service normal de grande ligne). Le coefficient d’exploitation a donc
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- été de 68 p. c. pour le service des voyageurs, de 84.3 p. c. pour le service des marchandises, de
- 71.6 p. c. pour l’ensemble du service. Le rapport des frais d’exploitation proprement dits aux recettes d’exploitation a été de 62.7 p. c. pour la traction électrique, de 77.7 p. c. pour la traction à vapeur, de 66.2 p. c. en moyenne pour les deux. Le bénéfice net s’est élevé à 315,953 couronnes (328,591 francs) et a permis de distribuer un dividende de 4 p. c.
- Dès la première année de la traction électrique des trains de voyageurs, les recettes avaient augmenté de 180 p. c.
- La dépense totale de l’électrification effectuée dans les années 1906 à 1908, y compris les travaux de la voie et les ouvrages d’art, a été de 6 millions de couronnes (6,240,000 francs); sur cette somme, l’équipement mécanique et électrique, avec le matériel roulant, les remises de voitures, les bâtiments de l’usine génératrice et des sous-stations, et y compris les lignes à faible tension de l’Etat a absorbé environ 3 millions de couronnes (3,120,000 francs).
- Bruneck-Sand en Tyrol {ligne du Tauferer).
- Cette ligne locale, à voie unique d’écartement normal, de 15.240 kilomètres de longueur, ouverte le 21 juillet 1908, à une rampe maximum de 18 millimètres par mètre et des rayons de courbe minimums de 150 mètres- 78 p. c. de la ligne est en rampe. Pour la traction, on emploie du courant continu de 750 volts. Il y a deux automotrices, chacune à deux moteurs de 65 chevaux, et deux remorques en service, qui ont fait, du jour de l’ouverture à la fin de l’année 1908, 1,581 parcours de trains, représentant 23,719 kilomètres d’automotrices et 578,331 tonnes kilométriques brutes. L’horaire normal prévoit trois trains réguliers par jour, avec une paire de trains facultatifs et une paire de trains mixtes.
- Neumarkt-Kallham- Waizenkirchen et Niederspaching-Peuerbach.
- Cette ligne locale à voie unique d’écartement normal, ouverte le 18 décembre 1908, conduit de Neumarkt-Kallham à Wâizenkirchen, avec un embranchement reliant la station intermédiaire de Niederspaching à Peuerbach. La ligne comprend dix points d’arrêt, et a une longueur de
- 12.7 --j- 3.6 = 16.300 kilomètres. La plus forte rampe est, sur la ligne principale, de 10 millimètres par mètre, avec un développement de 1.45 kilomètre, et sur l’embranchement, de 16 millimètres par mètre. Les plus petits rayons de courbe sont de 200 mètres. La limite de la charge par essieu est fixée à 10 tonnes. Les rampes et les pentes se suivent sans interruption.
- Le matériel roulant comprend trois automotrices (dont une de réserve), avec deux essieux et deux moteurs de 54 chevaux chacun, pour freinage électro-dynamique. Empattement, 4.8 mètres; tare, 15 tonnes; poids sous pleine charge, 19.5 tonnes.
- Voitures de remorque à voyageurs avec frein à solônoïde. Empattement, 4.8 mètres; tare, 6 tonnes ; poids sous pleine charge, 9 tonnes. *
- Wagons à marchandises couverts, munis de freins à main seulement . Empattement, 4.1 mètres ; tare, 5.77 tonnes; poids en charge, 12.9 tonnes.
- Toutes les voitures à voyageurs sont éclairées et chauffées électriquement. La vitesse maximum est de 30 kilomètres à l’heure.
- L’alimentation est assurée par une sous-station située à Niederspaching, avec deux transformateurs de 50 kilowatts chacun en courant continu, et une batterie à 750 volts. En service normal, avec au maximum deux trains circulant simultanément, la sous-station peut produiie 165 kilowatts; avec surcharge, elle peut produire 195kilowatts pendant une heure.
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- Les plus fortes charges remorquées sont de 40 tonnes pour les trains de voyageurs et mixtes, de 80 tonnes pour les trains de marchandises à marche lente.
- En été 1909, le tableau de marche prévoyait deux paires de trains réguliers et cinq paires de trains facultatifs sur la ligne principale, dix paires de trains réguliers et trois paires de trains facultatifs sur l’embranchement. La consommation annuelle d’énergie est d’environ 100,000 kilowatts-heures.
- Tramways de Brünn (locomotives à marchandises) (1).
- Les tramways électriques à courant continu, à voie normale, de la ville de Brünn et des environs, emploient depuis peu, pour le transport des wagons à marchandises, trois locomotives électriques alimentées par la ligne aérienne à 500 volts. Ces locomotives à quatre essieux moteurs, en forme de fer à repasser, ont un poids minimum en service de 21 tonnes et, après addition de poids de lest, un poids maximum en charge de 28 tonnes. Elles sont destinées à remorquer normalement une charge brute de 100 tonnes sur rampe de 26 millimètres par mètre et, à titre exceptionnel, des voitures à voyageurs.
- Chaque locomotive est munie de quatre moteurs série de 42 chevaux (deux par deux couplés en parallèle d’une manière permanente), avec pôles de commutation. La commande des roues motrices de 900 millimètres de diamètre est effectuée, comme dans les tramways, par des engrenages dont le rapport de réduction est de 1 : 6.06. La vitesse atteint 8.5 kilomètres à l’heure sous pleine charge et pleine excitation, 14 kilomètres à l’heure avec champ affaibli.
- Le système de manœuvre, à contrôleur série-parallèle, se distingue par le fait qu’à l’aide d’affaiblissements du champ, il offre au total six crans de marche économiques et quatorze crans de marche possibles en général. L’emploi des pô'es de commutation contribue essentiellement à la réalisation de cet avantage, important pour le service de gare (voir la disposition analogue des automotrices de la ligne de Trente-Malèj. Les sept premiers crans peuvent être utilisés comme sur la ligne de Trente-Malè, pour le freinage électro-dynamique des train; de voyageurs dont les remorques n’ont pas de frein pneumatique.
- La poignée du combinateur est munie d’un bouton de sûreté que le mécanicien doit abaisser en marche. Ce dispositif, emprunté aux chemins de fer américains, convenait pour la conduite des locomotives par un seul agent sur un tramway sans clôture. Si, pour un cran de marche, ce bouton est libéré par le relâchement de la poignée, il n’en résulte pas seulement la mise hors circuit automatique des moteurs, mais encore la fermeture d’une double soupape du combinateur, sous l’action d’un ressort ; de ce fait, la conduite d’air comprimé est interceptée entre le robinet du mécanicien et le cylindre à frein, et un second robinet, soumis à l’action d’un ressort, établit une communication entre le réservoir principal d’air et le cylindre à frein, ce qui donne lieu à un commencement de serrage énergique. Le temps d’environ deux secondes qui s’écoule entre l’interception du courant et le commencement du freinage, peut être réglé par un amortisseur à air à actioij. différée.
- Ainsi qu’il a déjà été dit, on emploie, outre le frein électro-dynamique et le frein à main normal, un frein à air comprimé, avec compresseur d’air à moteur, pour le service des trains de marchandises. L’air comprimé est utilisé accessoirement pour la projection de sable et sert à actionner, outre une cloche à pédale, un sifflet-avertisseur et une sonnerie-signal à air comprimé. (*)
- (*) P. Gubler, “ Die elektrischen Lokomotiven der Briuiner Strassenbahn » (FAektrotechnik und Maschinenbau, 1909, p. 967j.
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- Dans cette dernière,, le piston à air comprimé, avec là chambre de la cloche, va heurter le timbre-aussitôt après, l’air s’échappe du cylindre et sous l’action de l’élasticité de la cloche et d’un ressort, lé piston revient en arrière : de la sorte, on obtient un carillon très fort moyennant une faible consommation d’air.
- La prise de courant se fait à l’aide de deux appareils : le trolley du type normal des tramways et, en service de gare, un rouleau avec pantographe. Ces appareils, ne peuvent être relevés q u’alternativement.
- Au lieu d’interrupteurs principaux, on emploie des eontacteurs, associés par deux en série, par mesure de sécurité, avec un disjoncteur de surcharge. Lin circuit auxiliaire, en dérivation sur les moteurs, passe par un interrupteur à main (qui sert d’interrupteur de sûreté), par les plots du double disjoncteur fonctionnant en cas de surcharge ou de court-circuit, par les contacts de verrouillage du contacteur, par les bobines d’électro de ce dernier et enfin par les contacts du bouton de sûreté prémentionné du manipulateur. Le verrouillage électrique a pour effet que le contacteur ne peut être fermé que quand le manipulateur a été mis au préalable dans la position neutre.
- , Les locomotives n’ont chacune qu’un manipulateur, placé au milieu de la cabine.
- .L’appareillage électrique des locomotives a été fourni par î’« A. E. G.-Union E. G. », de Vienne.
- Trente-Malè (ligne du Norstal) (i).
- Caractéristiques spéciales. — Ligne locale à voie de 1 mètre, de 59.6 kilomètres de longueur, avec trains à automotrices relativement lourds pour voyageurs et marchandises. Courant fourni par une usine de triphasé de la ville de Trente (usine de la Sarca), sous 20,000 volts; trois sous-stations avec batteries-tampons, couplage Pirani. Tension maximum du courant continu, 840 volts. Moteurs avec champ modérable, couplage en croix pour le freinage électrodynamique. Trompes-signaux, actionnées par l’air d’échappement des freins à vide. Rampe maximum, 53 millimètres par mètre ; rayon minimum de courbe, 28 mètres. Quarante-deux arrêts en tout, dont dix stations proprement dites.
- Tracé. — Cette ligne locale, à voie unique de 1 mètre, de 59.6 kilomètres, a des rampes atteignant 53 millimètres par mètre et des courbes dont le rayon descend jusqu’à 35 mètres (en un point 28). Elle traverse un certain nombre de localités et sert en même temps à assurer le tràfic local dans l’intérieur des agglomérations importantes. Dans plusieurs localités, elle passe, entre les maisons, par des passages tellement rétrécis que le gabarit est observé tout juste. La réduction notable de la vitesse en ces points et les changements continuels de profil nécessitent un bon réglage, aussi économique que possible, de la vitesse. La figure 34 en montre le tracé.
- ‘La voie est formée alternativement de rails Vignoles de 21.8 (parfois 26) kilogrammes par mètre, sur plate-forme indépendante, et de rails à gorge de 35 kilogrammes par mètre, à l’inferieur des localités. !
- Pour ce chemin de fer, on avait projeté dès le début l’emploi de la traction électrique. L usine génératrice de la Sarca et les sous-stations, avec les feeders à haute tension, sont au compte de la
- G) •• Die Lokalbahn Trient-Malè und die neuen Elektrizitàtswerkanlagen der Stadtgemeinde Trient », par l'ingénieur Paul Dittes, conseiller des constructions, dans la Zeitschrift des ôsterreichischen Ingénieur- und Architekten-Vereines, 1910 (en cours de publication).
- (Pour le couplage Pirani, voir Elehtrische Kraflbetriebe und Bahnen, 1908, n° 9.)
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- Tracé de la ligne locale de Trente-Malè.
- Stations.
- Haltes et stations de chargement avec voie d’évitement»
- Tracé de la ligne de transmission de Trente-Mostizzolo,
- Évitements de service.
- ^ Haltes pour les voyageurs,
- Fig. 14. — Ligne de Trente-Malè. — Tracé en plan.
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- ville de Trente, qui emploie aussi l’usine génératrice à assurer les besoins de courant de la municipalité. Les installations de la ligne, à partir des conducteurs de courant continu partant des trois sous-stations, sont exploitées par l’administration des chemins de fer de l’État autrichien.
- D’après les calculs faits à l’époque, la traction à vapeur aurait été beaucoup moins économique que la traction électrique à cause des fortes rampes et des prix élevés du charbon.
- Alimentation de courant triphasé. —- Trois feeders en cuivre de 25 millimètres carrés chacun jusqu’à Sabino et de 20 millimètres carrés chacun de là à Mostizzolo conduisent le courant triphasé, de 20,000 volts et 50 périodes, aux trois sous-stations. Ces conducteurs sont portés par des pylônes en fer, espacés de 80 à 100 mètres (170 en un point). Un pylône sur huit est en forme de double T, pour pouvoir céder en cas de rupture de fil (voir la fig. 15).
- Ligne de transmission Dro-Trente.
- —r~
- Ligue de transmission Trente-Mostizzolo.
- - —-j- m------
- _______SL
- Fig. 15. — Ligne de Trente-Malè. — 20,000 volts. Isolateurs du conducteur nu.
- Sous-stations. — Dans les trois sous-stations de Pressano, Sabino et Mostizzolo, le courant tri phase est transformé en continu à 800 volts ^ 5 p. c. Chaque sous-station renferme deux trans
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- formateurs de 130 kilowatts chacun et une batterie d’accumulateurs pour 148 ampères-heures avec décharge d’une heure sous 800 volts (courant maximum, 222 ampères).
- La plus forte consommation de courant du chemin de fer est d’environ 1,300 ampères (environ 1,000 kilowatts aux centres d’alimentation); cette consommation est intégralement assurée par un transformateur de chaque sous-station, sous 40 p. c. de surcharge, concurremment avec la batterie correspondante. Le réglage de l’amortissement est effectué à l’aide de machines Pirani (voir la fig. 16).
- Fig. 16. —Ligne de Trente-Malè. — Connexions principales du système Pirani.
- Les machines Pirani, brevetées par les établissements Siemens-Schuckert, sont employées dans les sous-stations pour deux usages : elles servent à égaliser soit la charge des alternateurs principaux, soit la tension dans les barres collectrices. Dans la figure 16, nous désignons par : H une génératrice de courant de traction, B la batterie associée en parallèle, M un moteur shunt, Z le survolteur Pirani, E l’excitatrice de Z, n et r les enroulements inducteurs, shunt et série, de E, W une résistance du circuit principal. Le fonctionnement de toute l’installation peut être décrit comme suit.
- Sous une charge nulle dans le réseau, r est sans courant, n est excité, d’où il résulte que E produit une tension dans Z et la batterie est fortement chargée par H.
- A mesure que la charge augmente dans le réseau, r annule en partie l’action de n, B est moins fortement chargé et H peut fournir une partie proportionnelle du courant pour couvrir l’excédent de charge. La tension de B s’abaissant, « est affaibli aussi et, de ce fait, l’action décrite plus haut, sur Z, etc., est encore renforcée.
- Pour une certaine valeur de la charge, les actions de r et n se compensent, Z n’a pas de tension, B n’est ni chargé ni déchargé.
- La charge dans le réseau continuant à augmenter, r produit par E une tension opposée à la précédente aux bornes de Z et la batterie se décharge-fortement, en secondant énergiquement H. Comme la tension de B descend, cette action est encore renforcée davantage.
- La figure 17 donne un aperçu du fonctionnement des différentes tensions auxiliaires.
- Comme on a reconnu en pratique qu’il était utile de faire varier, pour la même tension de E, ta valeur du survoltage de Z-suivant le sens de la magnétisation, on a intercalé dans le circuit ae E un élément en aluminium avec résistance parallèle (voir fig. 16). Dans l’un des sens, le durant passe en majeure partie par l’élément, dans l’autre, d’après des lois expérimentales con-
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- Fig. 17. — Tensions et intensités dans un système Pirani.
- .et'J = Intensités du courant; V = Tensions aux bornes (les lettres avec indices s’appliquent à la batterie étaux machines, les lettres sans indices s'appliquent au réseau), e, l = décharge et charge de la batterie ; a = ampères-tours sur B. Hypothèses de simplification : Tension aux bornes de la dynamo. H = tension en ligne, l'une et l’autre constantes.
- Fig. 18. — Ligne de Trente-Mâlè. — Pian d’une sous-station.
- jj pjrani- "
- Explication des ternies allemands : Drehstrom-GIeichstrom-Umformer = Moteur générateur. — Pirani-Aggregat = (jisu'i'jU,i'-’11
- Gleichstromschalttafel = Tableau de distribution du courant continu. — Drehstromschalttafel = Tableau du courant triphasé.
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- Fig. 19. — Ligne de Trentç-Malè. — Coupe longitudinale d’une sous-station.
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- nues, en majeure partie par la résistance, et il est donc affaibli dans ce dernier cas. Le commutateur placé à côté de l’élément permet de provoquer la dissymétrie de cet effet, dans l’un ou l’autre sens, c’est-à dire de renforcer soit le courant de charge, soit le courant de décharge de la batterie. La courbe du survoltage est alors plus relevée ou plus plate que dans la figure 17
- En modifiant une seconde résistance shunt, intercalée dans le champ de Z, on peut en outre déplacer la courbe de survoltage à droite ou à gauche. Enfin, en modifiant la résistance principale B, on peut décaler la courbe de survoltage de Z. On est donc à même, après la mise en service d’une installation de ce genre, de provoquer, grâce à l’emploi de toutes ces résistances, une action désirée quelconque de la batterie E ; en essayant plusieurs combinaisons, on obtient que les agents puissent, dans les périodes anormales (service du dimanche, etc.), mettre à contribution dans une proportion exceptionnelle l’action de la batterie-tampon.
- Dans le cas qui nous occupe, l’emploi de cette installation a été imposé par la condition de la charge aussi constante que possible du réseau à haute tension de la ville de Trente, qui sert en même temps à assurer le service d’éclairage.
- Les figures 18 et 19 donnent le plan et une coupe longitudinale de chaque sous-station.
- Alimentation de courant continu. — Sur six sections du chemin de fer, les lignes de contact sont renforcées par des conducteurs en cuivre simples (doubles en un point) de 50 millimètres carrés. En plusieurs points, il a fallu supprimer ces conducteurs à la traversée de localités à population dense.
- Lignes de contact. — Le long de tout le chemin de fer, on a établi une double ligne de contact, en fil de cuivre dur profilé de 2 X 70 millimètres carrés. Les poteaux sont en bois de mélèze, avec diamètre minimum de 18 centimètres au sommet et de 28 centimètres à la base, et une longueur totale de 9.2 à 10 mètres. La distance des poteaux à l’axe de la voie est de 1.900 mètre, au moins, dans les parties en alignement droit; dans les courbes, elle a été augmentée et correspond aux cotes suivantes :
- Rayon en mètres. Du côté du rail intérieur. Du côté du rail extérieur.
- 500 1,915 (1,940) 1,930 (1,925)
- 200 .... ' 1,930 (2,010) 1,975 (1,970)
- 100 1,965 (2,115) 2,045 (2,040)
- 40 2,060 (2,305) 2,270 (2,255)
- 35 ... ' 2,080 2,320
- Le premier chiffre représente la distance, en millimètres, pour les rails à gorge ; le chiffre entre parenthèses est la cote applicable aux rails Vignoles. Dans la voie à gorge, le rail extérieur n’est pas surhaussé ; tandis qu’il l’est dans la voie Vignoles : c’est ce qui explique la différence entre les deux séries de chiffres.
- Les fournisseurs avaient garanti que la résistance d’isolation des lignes de contact à deux fils, en place, serait d’au moins 5,000 ohms par kilomètre en temps de pluie et sous la tension de régime; ce chiffre a été notablement dépassé. Comme résistance garantie, non atteinte en réalité,
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- du retour parerait, on était convenu d’un maximum de Ü.045 ohm par kilomètre de la voie en place, en prenant la moyenne de dix mesures différentes.
- Automotrices. — On emploie actuellement dix automotrices à quatre essieux, avec bogies, dont huit à neuf sont en service et une en réserve. Elles servent au transport des voyageurs, de la poste et des bagages et à la remorque de wagons à marchandises (voir la fig. 20'). L’équipement électrique de tout le matériel roulant a été fourni par F « A. E. G-Union E. G.. », et la partie mécanique de tous les véhicules par la « Grazer Waggon und Maschinenfabrik A. G. », de Graz Les deux bogies américains, à traverse de pivot emboutie à la presse, sont munis chacun de deux moteurs (voir les fig. 21 et 22).
- Le poids d’une automotrice vide est de 21 tonnes (partie mécanique, 14.3 tonnes; partie électrique, 6.7tonnes). Charge maximum par essieu, 6.38 tonnes. Longueur totale, tampons compris, 13.5 mètres. Dimensions des caisses, 9.85 X 2.55 mètres. Ecartement d’axe en axe des pivots de bogies, 6.7 mètres. Empattement total, 8.7 mètres. Empattement des bogies, 2 mètres. Diamètre des portées de calage des essieux, 125 millimètres ; diamètre des fusées, 75 millimètres; longueur des fusées, 135 millimètres.
- Chaque automotrice offre 12 places assises de lre classe, 24 places assises et 8 places debout de 3e classe ; elle contient un compartiment à bagages de 2 mètres de longueur et un cabinet de toilette, qui ont ensemble 6.36 mètres carrés de superficie.
- Les appareils centraux de traction et de choc sont situés à 700 millimètres au-dessus du bord supérieur du rail.
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- Les plates-formes sont ouvertes latéralement, fermées en avant, avec châssis de glace équilibrés au milieu. La dépense d’établissement d’une automotrice s’est élevée à 48,000 couronnes (49,920 francs) (2.28 couronnes [2.37 francs] par kilogramme de tare).
- Le poids maximum d’un train composé d’une automotrice et de deux remorques est de 48 tonnes. La plus grande vitesse-type (en alignement droit et en palier) est de 35 kilomètres à l’heure, l’accélération au démarrage est de 0.15 mètre par seconde.
- Chaque automotrice a quatre moteurs actionnant les essieux par des engrenages, dans les conditions usuelles sur les tramways, avec un rapport de réduction de 1 : 5.29.
- On a attaché une importance particulière à la simplicité de construction et à la bonne accessibilité des moteurs (d’en haut, par des trappes dans le plancher) ; chaque moteur peut facilement être démonté dans une fosse de visite en ses principales pièces.
- Les moteurs (fig. 23 et 24) sont des moteurs série tétrapolaires, U 105, avec quatre pôles de commutation logés dans des carcasses en acier moulé, en deux parties. Les induits ont trente-sept encoches ; l’entrefer est de 3 millimètres Les moteurs sont à refroidissement naturel assuré par des conduits d’air ménagés dans le fer de l’induit.
- La puissance en une heure de chaque moteur, d’après les règles normales allemandes, est en pleine excitation de 44 chevaux pour £80 kilogrammes d’effort de traction et 670 tours par minute; le champ étant réduit à 67 p. c., elle est de 66 chevaux à la jante, pour 860 kilogrammes d’effort de traction et 680 tours par minute (diamètre des roues, 850 millimètres). La puissance continue d’un moteur est de 18 chevaux.
- Un moteur, avec roues d’engrenage et carter, pèse 1,300 kilogrammes (24.5 kilogrammes par cheval de puissance pendant une heure).
- Chaque paire de deux moteurs d’un bogie est constamment couplée en parallèle et forme un groupe pouvant au besoin être mis hors circuit indépendamment de l’autre. La régulation de la vitesse se fait par couplage en série parallèle de deux groupes et, en outre, dans les deux cas, par affaiblissement du champ à l’aide de résistances shunt. La relation entre l'effort de traction et la vitesse, après mise hors circuit des rhéostats, est indiquée par les lignes de la figure 25.
- Les manipulateurs ont un levier de commande pour six crans de marche et sept crans de freinage. En actionnant le frein électrodynamique, il faut en outre manœuvrer un levier de commutation spécial, après quoi on fait passer la manette du manipulateur sur les mêmes crans que pour la marche. Un levier spécial de changement de marche donne la marche en avant et en arrière. La récupération d’énergie n’a pas été envisagée.
- Le freinage en service se fait à l’aide d’un frein à vide automatique système Hardy. Une pompe à moteur produit le vide (à une vitesse maximum de neuf cents tours par minute i. L’appareil de manœuvre du tiroir de frein est une combinaison compacte du contmller pour le moteur de la pompe et du tiroir de frein. La construction de cet appareil est exactement la même que sur la ligne de Vienne-Baden (voir la description plus haut). A remarquer ici la haute tension de 800 volts dans le manipulateur.
- Comme freins auxiliaires, on emploie le frein à vis compensateur à huit sabots et en dernier lieu le frein électrodynamique. Pour assurer l’égalité des efforts de freinage de tous les moteurs d’une automotrice, on se sert de l’association en croix des induits et des inducteurs, brevetee par T « A. E. G.-Union E. G. ». A cet effet, les induits de deux moteurs de la même paire sont couplés en série avec les inducteurs de l’autre bogie, ce qui a pour résultat que la diminution de l’effort de freinage d’un moteur, par suite d’un trop faible courant dans l’induit, est compensée par l’augmentation de cet effort due au courant passant par les inducteurs, en correspondance avec un moteur de l’autre paire.
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- Fig. 20.
- Ligne de Trente-Malè. — Automotrice
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- Ligne de Trente-Malè. -— Moteur (ouvert).
- Ci
- 00
- Fig. 24. — Ligne de Trente-Malè. — Moteur (fermé).
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- 2600
- 2030
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- Fig. 22. — Ligne de Trento-Malè. — Bogie d’automotrice (coupe croisée)
- III A.
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- Fig. 25. — Ligne de Trente-Malè. — Caractéristiques du moteur.
- Explication des termes allemands : kg-Zugkraft = Effort de traction.—km/Stunde = Kilomètres à l’heure.— Nutzeffekt = Rendement. — PS Leistung. = Puissance en chevaux, — Voll erregt = En pleine excitation. — Mit Shunt = Avec shunt.
- , Chaque automotrice est munie de deux archets télescopiques. Tous les conducteurs des voitures sont des câbles en caoutchouc, logés dans les boyaux en chanvre revêtus de caoutchouc à l’intérieur. L’éclairage intérieur est assuré par des lampes à incandescence avec protection à haute tension, et l’éclairage extérieur par des projecteurs avec deux lampes à incandescence de 16 bougies, placées dans des circuits différents, et par des lanternes-signaux. On a prévu un éclairage de fortune à l’aide de bougies. Le chauffage de toutes les voitures à voyageurs est effectué par des grilles électriques.
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- Fig. 26. — Ligne de Trente-Malè. — Plan de l’usine de la Sarca.
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- Les signaux sont donnés à l’aide de cloches manœuvrées par courroies, de sonneries électriques, et de trompes pneumatiques. Ces trompes sont actionnées, comme sur les automotrices de la ligne de Vienne-Baden, par l’air d’échappement des électeurs. En appuyant sur une pédale, le motorman actionne une double soupape intercalée dans les conduites d’aspiration et de refoulement des pompes à air. Il en résulte, d’une part, que la conduite d’aspiration du moteur de la pompe, qui fonctionne continuellement pendant la marche du train pour maintenir le vide, est isolée de la conduite générale du frein et mise en communication avec l’atmosphère, ce qui permet d’aspirer aussitôt un bien plus grand volume d’air ; d’autre part, en même temps, l’air de la conduite de refoulement n’est pas rejeté directement, comme d’ordinaire, dans l’atmosphère, mais est forcé de passer par la trompe : le signal obtenu est très vigoureux.
- Yoitures de remorque. — Il j a douze voitures de remorque en service, offrant chacune 9 places assises de lre classe, 23 places assises et 12 places debout de Ee classe. Tare, 7 tonnes; poids total maximum, 10.57 tonnes. Frein à vide, frein à main et frein électrique à solénoïde.
- Autres véhicules. — L’effectif du matériel roulant comprend en outre : douze wagons couverts-(tare. 4.42 tonnes; tonnage., 6 tonnes ; empattement, 2.5 mètres; longueur totale, 5.51 mètres; superficie de chargement, 9.5 mètres carrés) ; cinq wagons découverts (tare, 3.7 tonnes; tonnage, 6 tonnes; empattement, 2.5 mètres; longueur totale, 5.16 mètres; surface de chargement, 9.4 mètres carrés); dix wagons pour transport de longs bois (tare, 4.05 tonnes; le reste comme pour les précédents); trois bureaux-poste (tare, 6.1 tonnes; tonnage, 2 tonnes; empattement, 3.8 mètres; longueur.totale, 6.85 mètres); et deux wagons de la voie. Tous ces véhicules sont à quatre roues et ont des essieux convergents.
- Frais d'établissement de la ligne. — La dépense d’établissement de la ligne, à partir des feeders à courant continu, c’est-à-dire non compris les lignes à haute tension et les trois sous-stations, et sans les frais que représentent les indemnités aux propriétaires de terrains et de-maisons pour l’implantation des poteaux et le montage de lignes de contact, ni les frais de modification des lignes à faible tension existantes, a été, en nombres ronds, la suivante :
- Feeders et lignes de contact à courant continu...........
- Matériel roulant (dix automotrices, quarante-quatre autres
- véhicules)............................................
- Equipement électrique de l’atelier, éclairage électrique des
- stations . . . s....................................
- Téléphone de service à (leux fils........................
- Total. . .
- 950,000 couronnes
- 863,000 —
- 40,000 —
- 120,000 —
- 1.978,000 couronnes
- (988,000 francs).
- (902,720 — )..
- (41,600 — )• (124,800 — )-
- (2,057,120 francs)..
- Le chemin de fer a été ouvert au service le 12 octobre 1909. Pour assurer les transports de marchandises, on fera construire très prochainement une automotrice électrique.
- Usine de la Sarca. — L’usine génératrice de la ville de Trente, absolument moderne dans toutes ses parties et remarquablement adaptée, comme architecture, au caractère du pays, fournit, outre le courant de traction, le courant de force motrice et d’éclairage pour Trente et les environs. Le barrage se trouve à Aile Sarche, le lac de Cavedine est utilisé comme bassin régulateur naturel. Un volume d’eau de 10 à 18 mètres cubes par seconde s’écoule par une-galerie et uii aqueduc supérieur vers un château d’eau avec six chambres. La chute utile est de-52 mètres, la puissance totale sera plus tard de 9,000 chevaux.
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- ___ csl
- Fig. 27. — Ligne de Trente-Malè. — Section transversale de l’usine de la^Sarca.
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- Pour le moment, on fait marcher trois alternateurs triphasés de 1,500 chevaux et deux groupes d’excitatrices de 200 chevaux. Le courant, de 5,000 volts et 50 périodes, est porté à 20,000 volts par des transformateurs roulants, refroidis par l’eau. Deux anneaux de barres collectrices pour la traction et la force motrice recueillent le courant par l’intermédiaire d'interrupteurs-sélecteurs. Les commutateurs principaux sont actionnés par des moteurs. Toutes les barres collectrices et tous les appareils à haute tension sont logés dans des alvéoles en béton armé
- La ligne à haute tension passe pendant une longueur de 23 kilomètres sur deux rangées de pylônes, avec 3 x 50 millimètres carrés, jusqu’à la station de Paderguione, avec parafoudres et «électeurs de ligne. Le courant d’éclairage est abaissé à 5,000 volts dans une station de transformation principale de Trente; le courant de traction est transmis tel quel aux trois sous-stations.
- Le contrat conclu avec la ville de Trente prévoit jusqu’à nouvel ordre la fourniture de 400 kilowatts, sous forme de courant continu, aux barres collectrices des sous-stations. L’indemnité garantie comprend300,000 kilowatts-heures, à raison de 12 heller (12.48 centimes); pour chacun des 150,000 kilowatts-heures en plus, on comptera 5.35 heller (5.56 centimes), et au delà, 4 heller (4.16 centimes). Toutefois, le chemin de fer rembourse à la ville l’intérêt et l’entretien des sous-stations, dont l’aménagement a été payé par la ville de Trente, et les travaux d’architecture ainsi que les indemnités pour les terrains, par les entrepreneurs du chemin de fer.
- Les figures 26 et 27 permettent de se rendre compte de l’ensemble des installations de l’usine génératrice.
- Nyiregyh dza- Dombrdd.
- Sur cette ligne locale à voie de 76 centimètres, de 52 kilomètres de longueur, circulent :
- Cinq automotrices pétroléo-électriques à voyageurs, chacune de 20 kilowatts et 11 tonnes de poids, pouvant traîner deux ou trois remorques de 5 tonnes (parcours annuel d une automotrice : environ 34,000 kilomètres).
- Deux automotrices pétroléo-éîectriques à marchandises (exceptionnellement employées aussi pour le service des voyageurs), chacune de 45 kilowatts;
- Une locomotive à vapeur de 50 chevaux pour trains de marchandises.
- Ce matériel roulant a fourni en 1908 environ 205,000 kilomètres de trains de voyageurs et 45,000 kilomètres de trains de marchandises (en moyenne 13.4 parcours de trains par jour).
- Les frais de traction ont été les suivants, en heller (en centimes) par train-kilomètre, pour une période de huit mois dans l’année 1908 :
- - Automotrices à voyageurs. Automotrices à marchandises. Locomotive à vateur.
- Combustible 8.5 à 9.75 (8 84 à 10.14) 20 à 24 (20.80 à 24.96) 17.3(17.99)
- Gra;ssage 1.5 à 3 (1.56 à 3.12) 3.25 à 6 (3.38 à 6.24) 3 (3.12)
- Autres matières 0.5 à 0.75 (0.52 à 0.78) 0.5 àl d>.52à 1.04) 1 (L04)
- Personnel 5 à 6 (5.20 à 6.24) 9 à 16 (9.36 à 16.64) 13 (13.52)
- Total des frais de traction . . . 15.25 à 19.25 (15.86 à 20.02) 32.75 à 47 (34.06 à 48.88) 43 (44.72)
- Entretien des véhicules moteurs . 2.5 à 6 (2.60à 6.24) 8 à31 (8.32à 32.24) 10 (10-40)
- Total général 18.75 à 25.25 (19.50 à 26.26) 40 à. 78 (41.60 à 81.12) 53 (55.12)
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- En établissant ces chiffres, on a compté l’essence de pétrole à raison de 22 heller (22.88 centimes) le kilogramme, la houille prussienne à raison de 36 couronnes (37.4,4 francs) la tonne, les salaires à raison de 40 heller (41.60 centimes) l’heure.
- La vitesse maximum est de 40 kilomètres à l’heure, mais sur une section de 8 kilomètres (Nyiregyhâza-Sôstô), où le chemin de fer emprunte la route, on ne peut marcher qu’à 15 kilomètres. Sur cette section, la consommation d’essence, qui ne diminue presque pas avec la vitesse, est si forte que l’on a pensé à établir une ligne aérienne afin de pouvoir la parcourir sans moteur à essence, mais en employant les mêmes moteurs électriques. D’ailleurs, comme il est exposé dans l’annexe III, on arrivera peut-être à adopter, comme la meilleure solution, l’abandon complet de l’emploi de véhicules pétroléo-électriques.
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- ANNEXE II.
- Description des grands chemins de fer électriques en construction.
- Yàcz-Budapest-Gôdollo.
- Caractéristiques spéciales. — Ligne principale à voie normale, de 50 kilomètres de longueur, construite dès l’origine pour la traction électrique (c’est le premier chemin de fer de l’Autriche-Hongrie qui sera exploité avec du courant monophasé de 10,000 volts et 15 périodes) . Alimentation de la ligne sanâ sous-stations. Double suspension caténaire de la ligne de contact. Locomotives de 480 chevaux de puissance en une heure, automotrices de 300 chevaux de puissance en une heure.
- Tracé. — Cette ligne à voie unique, à écartement normal, d’environ 50 kilomètres de longueur (avec environ 10.5 kilomètres de voies accessoires), reliera entre elles les trois stations de lignes principales de Râkospalota = Ujpest, de Yâcz et de Gôdôllo, des chemins de fer de l’État hongrois. Il existe dès maintenant, entre ces points, des communications par voie ferrée ; sur la grande’ ligne de Budapest Marchegg (-Vienne), se trouvent Râkospalota = Ujpest, à 8 kilomètres, et Vâcz à 33 kilomètres du point terminus de Budapest (gare de l’Ouest); sur la grande ligne de Budapest-Miskolcz (-Lemberg) se trouve Godollô, à 37 kilomètres du point terminus de Budapest (gare de l’Est).
- La plus forte rampe de la nouvelle ligne sera de 15 millimètres par mètre (sur une longueur de 12.9 kilomètres), le plus faible rayon de courbe sera de 300 mètres. La ligne renfermera peu de courbes. La différence d’altitude entre Vâcz et Rakospalota est de 5.29 mètres et entre Gôdôllê et Râkospalota de 98.49 mètres.
- Vitesse maximum, 50 kilomètres à l’heure; charge maximum par essieu, 12 tonnes; poids des rails, 23.6 kilogrammes par mètre ; longueur maximum des rails, 12 mètres.
- Motifs de Vélectrification. — En faisant choix de la traction électrique, on s’est inspiré des considérations suivantes : possibilité de prendre le courant dans une usine génératrice à vapeur qui doit être établie à l’origine de la ligne, à Râkospalota — Ujpest, et qui produira aussi le courant pour l’éclairage de toutes les gares des chemins de fer de l’Etat à Budapest et dans les environs ; possibilité d’une circulation intense de petites unités de train.
- La ligne assurera le service des voyageurs et des marchandises, et servira en outre à faire des transports de marchandises en vrac ; dans les premiers temps, on compte que la section de Vâcz-Gôdôlio sera parcourue annuellement par 5,000 wagons à marchandises en service direct, sans que ces wagons passent parla capitale (Budapest).
- Il n’a pas été fait de recherches comparatives sur la forme de courant et les frais ; l’emploi du courant monophasé a été proposé comme la meilleure solution possible, dès le début.
- Usine génératrice. — L’usine génératrice sera située à 1.5 kilomètre de l’origine de la ligne, a Râkospalota. Destinée à assurer en même temps, comme il a été dit plus haut, l’éclairage de toutes les gares des chemins de fer de l’Etat hongrois à Budapest et dans les environs, cette usine ne sera pas exploitée par les entrepreneurs de la nouvelle ligne.
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- Elle renfermera cinq chaudières à vapeur, chacune de 350 mètres carrés de surface de chauffe, avec tubes d’eau ; pression effective, 12 atmosphères ; grilles en chaîne. Il y aura des réchauffeurs de l’eau d’alimentation, utilisant la vapeur d’échappement des pompes, et des surchauffeurs de vapeur ; mais on n’emploiera pas d’économiseurs.
- Trois machines compound horizontales, de 1,500 chevaux chacune, à la vitesse de 105 tours par minute, réglables pour le service en parallèle, actionneront trois alternateurs de 1,300 kilovolts-ampères. Le choix de la fréquence 15 n’a donné lieu à aucune difficulté dans la construction de ces générateurs.
- Le groupe électrogène de réserve sera commun pour la traction et l’éclairage. On n’établira pas de batteries-tampons. Le tableau de distribution est actuellement à l’étude.
- Lignes d’alimentation. — L’alimentation de la ligne se fera directement avec du courant monophasé de 10,000 volts et 15 périodes, sans emploi de sous-stations.
- Entre l’origine, Râkospalota — Ujpest, et Yeresegyhâz (au kilomètre 18.5), on établira une ligne de feeders qui aura pour but principal la possibilité de maintenir le service direct de Vâcz-Gbdôllô même en cas d’interruption de la ligne de contact sur la section de Râkospalota-Veresegyhâz. La ligne d’alimentation sera tendue sur les poteaux en fer de la ligne de contact, sous forme de conducteurs nus. Les isolateurs à cloche Delta, fixés sur les supports à l’aide de chanvre et de minium, seront portés par des traverses en fer. Des parafoudres à cornes garantiront les conducteurs libres contre les surtensions. En cas de court-circuit, les feeders seront mis hors circuit par des disjoncteurs automatiques.
- Lignes de contact. — Le fil de contact profilé de 70 millimètres carrés en cuivre dur sera d’une conductance électrique de 97 p. c. et d’une résistance minimum de 38 kilogrammes par millimètre-carré et sera posé partout à une hauteur de 5.5 mètres au-dessus du bord supérieur du rail.
- Le mode de construction sera le même que pour les lignes de Blankenese-Ohlsdorf et de Rotterdam-La Haye-Scheveningue. La ligne de contact sera à double suspension caténaire, avec resserrage automatique du fil de contact, d’après le-système des « Siemens-Schuckert-Werke ». Le fil, posé en zigzag, est porté par un fil auxiliaire de 6.5 millimètres de diamètre, et ce dernier par un câble à dix-neuf fils de 50 millimètres carrés. L’isolation contre la terre est généralement effectuée en double, à l’aide de porcelaine.
- Les supports seront généralement des pylônes de section plate et carrée, espacés, en alignement droit, de 100 mètres. Dans les courbes, on ajoutera au milieu un poteau-tendeur. Les pylônes plats sont formés de deux U en fer, réunis par une boucle, du profil normal 8, 10 ou 12, et. les pylônes carrés de quatre cornières assemblées entre elles par des treillis. La fatigue du métal e^t fixée à la limite supérieure de 12 kilogrammes par millimètre carré.
- Au-dessus des voies accessoires, la ligne de contact est construite dans les mêmes conditions qu’au-dessus des voies principales.
- En vue du retour du courant par les rails, ceux-ci sont munis d’éclisses électriques en dessous.
- Automotrices. — Quatre locomotives à marchandises (dont une de réserve), onze automotrices (dont deux de réserve) et six remorques pour le service des voyageurs sont en construction.
- Chaque locomotive a quatre essieux, dans deux bogies à deux essieux, et est actionnée par deux moteurs. Les carcasses de ces moteurs sont invariablement liées aux longerons des bogies; les moteurs engrènent avec un faux arbre et par l’intermédiaire de manivelles et de bielles ; ils agissent sur les deux essieux de chaque bogie. Cette position élevée du centre de gravité assure
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- une grande douceur de roulement. La vitesse maximum en alignement droit et en palier sera de 40 kilomètres à l’heure.
- Les automotrices ont également deux bogies avec deux moteurs et quatre essieux, mais dont deux seulement sont moteurs. Les moteurs reposent chacun sur un essieu porteur et sont suspendus élastiquement au bogie. Chaque moteur attaque un essieu par l’intermédiaire d’engrenages. La plus grande vitesse-type des automotrices sera de 50 kilomètres à l’heure. Les bogies de toutes les voitures peuvent être retirés de dessous la caisse, et il en résulte une grande facilité d’accès aux moteurs.
- La puissance en une heure de chaque moteur de locomotive est de 240 chevaux à la vitesse de 700 tours, celle d’un moteur d’automotrice est de 150 chevaux pour une vitesse d’environ 850 tours à la minute. Les moteurs ont chacun un ventilateur faisant corps avec eux, mais ne sont pas refroidis artificiellement.
- On emploiera des moteurs série monophasés avec compensation et champ auxiliaire décalé, sans résistances aux inverseurs de courant. Les encoches du stator sont fermées à moitié, celles du rotor sont ouvertes, avec coins en bois. L’enroulement du stator est en barres posées de champ, du système Richter, et l’enroulement du rotor en barres posées de champ, du type en boudes, avec conducteurs de compensation. Les induits des locomotives ont 670 millimètres de diamètre pour 310 millimètres de longueur du fer, les induits des automotrices 540 millimètres de diamètre pour 270 millimètres de longueur du fer. L’entrefer est de 2 l/g millimètres sur tous les moteurs.
- Le poids d’un moteur de locomotive est d’environ 4 tonnes et atteint 6 tonnes, en nombre rond, avec les transmissions, les engrenages et le carter ; le poids d’un moteur d’automotrice s’élève, avec les engrenages et le carter, à environ 3 tonnes.
- La prise de courant se fait, sur les locomotives et les automotrices, à l’aide de deux archets avec support élastique. Les archets sont commandés par l’air comprimé, au besoin aussi à la main. On emploie toujours les deux archets simultanément.
- Les conducteurs à haute tension sont posés sur des isolateurs en porcelaine, et les conducteurs à basse tension sous forme de câbles isolés.
- Les transformateurs des voitures sont refroidis à l’huile. Les transformateurs des locomotives pèsent environ 5.5 tonnes, ceux des voitures environ 4 tonnes.
- La régulation de la vitesse se fait; par abaissement de la tension au transformateur spécial à l’aide de contacteurs électro-magnétiques. Les combinateurs placés dans les cabines ne contrôlent que le courant de commande pour les contacteurs. Le contrôle par unités multiples n’est pas prévu. Tous les organes sujets à l’usure peuvent être remplacés.
- En service normal, le freinage se fait à l’aide du frein à air comprimé automatique système Westinghouse ; en cas de nécessité, on a prévu un frein à vis à main.
- Les signaux sont donnés par des sifflets à air comprimé. L’éclairage des voitures est assure par des lampes à incandescence en série, et le chauffage par des corps de chauffe système Prometheus.
- Pour les récupérations d’énergie, il n’existe pas de pentes suffisamment fortes.
- Le poids total des locomotives est d’environ 44 tonnes (dont la moitié, environ, pour l’équipement électrique) et celui des automotrices d’environ 39 tonnes (dont environ 16 tonnes pour l’appareillage électrique).
- Les automotrices offrent chacune 20 places assises de 2e classe et 30 places assises de 3e classe.
- La partie mécanique des locomotives est construite par F. Ringhoffer, de Smichowprès Prague, et celle des automotrices par l’Ungarische Waggon- und Maschinenfabriks-Aktiengesellschaft, a
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- Gyôr (Raab). Tout l’équipement électrique de l’usine génératrice et de la ligne, ainsi que le projet d’ensemble des automotrices, sont fournis par les usines Siemens-Schuckert hongroises.
- Saint-Pôlten-Mariazell-Fonderies (ligne alpine de Basse-Autriche-Styrie ou ligne du Pielaahtal) (').
- Caractéristiques spéciales. — Ligne locale de 76 centimètres d’écartement, longueur 91 kilomètres, avec trains relativement très lourds remorqués par des locomotives. Fourniture de courant par deux usines hydrauliques et une usine Diesel (de réserve), groupées en parallèle. Courant monophasé de 6,000 volts et 25 périodes. Locomotives à six essieux, puissance de 550 chevaux pendant une heure.
- Tracé. — La ligne locale de Saint-Pôlten-Mariazell-Fonderies, de 91.335 kilomètres de longueur, est à voie unique, de 76 centimètres d’écartement. Elle appartient à la province de la Basse-Autriche, qui l’exploite actuellement avec des locomotives à vapeur. Le trafic-voyageurs, très intense, est alimenté par les transports d’excursionnistes dans la région de Mariaz-dl, très riche en beautés naturelles, et, en outre, par les transports de pèlerins à Mariazell (l’affluence est très forte à certaines époques de l’année). La plus importante condition préalable de l’économie de la traction électrique, nous voulons dire une intensité suffisante du traffic, existe dans une proportion suffisante.
- Rampe maximum de 25 millimètres par mètre, sur une longueur de 16 kilomètres; courbes très nombreuses (56 p. c. de la section de montagne est en courbe); plus petit rayon de courbe, 90 mètres; différence d’altitude entre l’origine et l’extrémité, 460.7 mètres; entre le point culminant et le point le plus bas, 622.4 mètres. Charge maximum par essieu, 7.5 tonnes. Vitesse maximum avec la traction à vapeur, 30 kilomètres à l’heure, avec la traction électrique, 45 à 50 kilomètres (voir fig. 28 et 30). Longueur des rails, 9 mètres ; poids des rails, 21.8 kilogrammes par mètre.
- Motifs de l'électrification. — La décision prise en faveur de l’adoption de la traction électrique s’est surtout appuyée sur la considération qu’avec des locomotives à vapeur on ne pourrait plus guère augmenter le trafic, très important dès l’ouverture de la ligne. Une autre solution, consistant à poser une seconde voie, était économiquement inapplicable, en quelque sorte, en raison des conditions difficiles du tracé et des nombreux ouvrages d’art, tandis que l’électrification promettait, outre l’augmentation des vitesses commerciales, la possibilité d’avantages économiques.
- On renonça à construire une section d’essai, mais on procéda à dès études minutieuses des exploitations analogues de l’étranger. Les locomotives ne seront pas mises en service simultanément, mais progressivement, par groupes, pour faciliter l’instruction du personnel.
- (l) Voir Elektrotechnik und Maschinenbau, Vienne, 1908 et 1909; Elehtrotechnik und Maschinen-bau, Potsdam, 1908, n<> 21 ; Elektrotechnische Zeitschrift ; Berlin, 1908, n° 33; Elektrolechnischer Anzeiger, Vienne, 1908, nos 29 et 30; Zeitschrift des ôsterreichischen Ingénieur-und A rchitekten-Vereines, Vienne, 1908, n" 15; Rundschau fur Technik und Wirischaft, Prague, 1909, n° 8; Rapport delà commission provinciale de la Basse-Autriche sur la création dune usine électrique Provinciale, 1907 ; Rapport de la commission des chemins de fer de la Basse-Autriche, concernant la commande de matériel pour traction électrique, 1907.
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- , Ldubenbachmuhie
- Zentralel. Wiener huck
- Fig. 28. — Ligne de Saint-Pôlten-Mariazell-Gusswerk. — Tracé en plan.
- Choix du système; comparaison technique et économique. — On a fait choix du courant monophasé de 25 périodes, ayant une tension de 25,000 volts pour l’alimentation et de 6,000 volts dans les lignes de contact.
- Justification du choix de la forme de courant. — La décision intervenue dans cette question s’appuie sur des considérations économiques. Les calculs préalables accusaient la grande supériorité économique du système monophasé pour la traction, et, par contre, celle du courant
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- * fi/1. 8/fio/fe/i <S> 8/Pofien-Lo/o/6.
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- = Ligne de contact avec raccordement en I, 6,000 volts.
- = Ligne d’alimentation de traction, courant monophasé de 25,000 volts.
- = — pour fourniture à des particuliers, courant triphasé de 25,000 volts
- l. II..........= Usines hydrauliques.
- R..............= Usine génératrice de réserve avec moteurs Diesel.
- Fig. 29. — Ligne de Saint-Pôlten-Gusswerk. — Schéma des transmissions.
- \-fsA yas\ \-s-n
- e s jo /'f* Échelle des longueurs. o ' Joo ' ioo ' 3oo' loom — hauteurs {amplifiées 40fois).
- Fig. 30. — Ligne de Saint-Pôlten-Gusswerk. — Profil en long.
- , ( Déclivité | moyenne.
- /+ Rampe.\ \— Pente. )
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- triphasé pour la consommation privée d’éclairage et de force motrice qu’il s’agissait d’assurer en même temps. Cette supériorité était si considérable que l’exécution détaillée des calculs des frais était inutile.
- La dépense d’établissement est sensiblement moindre avec le courant monophasé qu’avec le courant continu. L’usine génératrice aurait coûté la même chose dans les deux cas, car avec le courant continu l’emploi de courant triphasé à haute tension pour l’alimentation aurait rendu les économies illusoires (réduction de la dépense en cuivre, mais augmentation des frais par le troisième conducteur, par l’allongement des mâts d’environ 50 centimètres, par les troisièmes isolateurs et par le montage). Au lieu des deux sous-stations à courant monophasé, des stations de transformation beaucoup plus coûteuses auraient été nécessaires avec la tension de 1,500 volts, que l’on considérait comme un maximum pour le courant continu à l’époque de l’établissement des projets, et, au lieu de 120,000 couronnes (124,800 francs), les frais auraient atteint au moins 1,500,000 couronnes (1,560,000 francs). Sur les lignes de contact, qui, avec le courant monophasé, coûteront 1,90 ),000 couronnes (1,976,000 francs), on aurait pu économiser tout au plus 300,000 couronnes (312,000 francs) en employant une plus faible tension; les conducteurs en cuivre, les poteaux, l’équipement des stations, le montage auraient été identiques dans les deux cas. Enfin, les locomotives à courant continu auraient coûté environ 250,000 couronnes (260,000 francs) et leur étude n’-aurait pas donné lieu, en raison de la grande puissance et du faible écartement de la voie, à de moindres difficultés que celles des locomotives à courant alternatif. En résumé, l’emploi du courant continu aurait entraîné une augmentation de 750,000 couronnes (780,000 francs) de la dépense d’établissement.
- Avec le courant triphasé et l’alimentation directe des moteurs, on n’aurait pas pu dépasser une tension de 5,000 volts dans les lignes de distribution; par conséquent, les lignes de feeders et les sous-stations auraient coûté plutôt un peu plus cher par l’addition d’une nouvelle alimentation entre Wienerbruck et Mariazeli. Les conducteurs des stations auraient, au contraire, donné lieu à une dépense beaucoup plus considérable, et ce fait présentait une grande importance en raison des nombreuses stations et des multiples voies accessoires D’autre part, en dépit de l’alimentation directe, on n’aurait pu faire aucune économie sur les locomotives, puisque la graduation nécessaire de la vitesse (50 kilomètres à l’heure en palier, 30 en rampe de 25 millimètres) n’aurait pu être obtenue que moyennant l’augmentation de poids des moteurs (avec couplage en cascade) ou un prix plus élevé des appareils de commande (avec inversion des pôles).
- De même, au point de vue des frais d'exploitation, on a été amené à donner la préférence au courant monophasé. Avec le courant continu, les avantages découlant de la légèreté, du haut rendement et de l’entretien économique des moteurs sont absorbés, et au delà, par l’excédent de frais que représentent les intérêts et l’amortissement du capital plus élevé engagé et l’exploitation onéreuse des sous-stations de transformation. En outre, l’auteur du projet avait la certitude que, dès cette époque, le moteur monophasé répondait à toutes les conditions du service et qu’il serait naturellement amélioré sans cesse.
- Les moteurs triphasés étaient considérés comme tout au plus équivalents aux moteurs monophasés, au point de vue économique. Dans ce cas encore, il y avait lieu de prévoir une plus grande dépense d’établissement et des frais d’entretien de la ligne plus considérables : aucun avantage économique n’était donc à prévoir ; par contre, on pouvait reprocher à la double ligne de contact une diminution de la sécurité de service.
- Justification du choix des tensions. — A l’époque de l’établissement du projet, on considérait que les limites maximums de tension étaient de 50,000 volts pour les feeders, de 10,000 volts
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- pour les lignes de contact, mais on tenait à s’arrêter aux limites qui semblaient indiquées au point de vue économique. Dans les conditions spéciales données, on obtint ainsi les limites, alors économiques, de 25,000 et respectivement 6,000 volts. Néanmoins, la ligne de contact est construite de telle manière que l’on puisse au besoin passer plus tard, sans transition, à 10,000 volts. L»’augmentation de la tension d’alimentation au delà de 25,000 volts ne promettait pas d’avantages économiques, à cause des frais supplémentaires d’isolation.
- Justification du choix de la fréquence. — On avait le choix entre 15 et 25 périodes. La fréquence 25 était considérée comme la limite supérieure pour la bonne marche des moteurs. Le renchérissement, inévitable avec la fréquence 15, du matériel mécanique aurait absorbé les économies réalisées sur les canalisations. Dans ce cas déterminé, il importait, pour réduire la dépense d’établissement, de produire la même fréquence pour le courant de traction, d’éclairage et de force motrice. Or, l’auteur du projet, l’ingénieur Wunderer, fait expressément remarquer qu’à son avis, pour les grands réseaux, il serait préférable, pour des raisons techniques et économiques, d’employer des fréquences différentes pour la traction, d’une part, pour l’éclairage et la force motrice, d’autre part, et que dans le cas en question, on s’est inspiré aussi, en prenant une décision, du désir d’adopter une unité technique qui paraissait alors osciller autour de 25 comme valeur normale, tandis que la Suisse, le grand-duché de Bade et la Suède n’ont penché que plus tard en faveur de la valeur 15. Enfin, un élément qui a influé sur le choix est le fait que l’usine existante de la commune de Saint-Pôlten emploie la fréquence 25.
- Usines hydrauliques. — La fourniture normale de courant sera assurée par deux usines hydrauliques exploitées à Wienerbruck et Trübenbach par la province de la Basse-Autriche, avec le concours d’une usine de réserve avec moteurs Diesel, à Saint-Polten (dans la figure 28, pour plus de clarté, les distances sont déformées en certains points). Le service hydraulique est particulièrement économique par suite des frais d’aménagement relativement faibles ; en particulier, d’anciens bassins ont pu être élargis à peu de frais en de grands lacs régulateurs.
- L’usine I, à Wienerbruck (terminée dès maintenant), reçoit l’eau, par deux conduites séparées, de l’Erlauf supérieure, par l’intermédiaire d’un étang-réservoir, Wienerbruck, de300,000 mètres cubes (pour 100,000 kilowatts-heures) et de la Lassing inférieure (affluent de l’Erlauf) par un second étang-réservoir, Erlaufklaus, de 2 millions de mètres cubes (pour 600,000 kilowatts-heures), sous une hauteur de pression de 157 et 171 mètres. La figure 31 est un diagramme de consommation d’eau pendant trois années et donne aussi les renseignements nécessaires sur le débit des deux rivières.
- L’usine II, à Trübenbach (la construction des conduites forcées a été commencée fin 1909), reçoit l’eau du bief d’aval de l’usine hydraulique I (Erlauf) après qu’elle a traversé un troisième réservoir, Oetschergraben, de 700,000 mètres cubes (pour 400,000 kilowatts-heures); le débit moyen de l’année est de 2 mètres cubes par seconde, avec une chute utile de 130 mètres.
- En outre, on a prévu, à Urmannsau, un troisième échelon .de chute destiné à servir, avec 2.8 mètres cubes par seconde, comme moyenne de l’année, pour une chute utile de 93 mètres, à actionner une usine n° III.
- On emploie des régulateurs de précision automatiques, système Voith, avec servo-moteurs et pompes de compression à huile. Les écarts de vitesse garantis s’élèvent à 1.5, 3 et 6 p. c. pour 25.50 et 100 p. c. de fluctuations de la charge. Les alternateurs donnent deux tiers de la puissance en triphasé comme puissance en monophasé. En outre, il existe dans chaque usine une turbine d’excitatrices, suffisante pour trois alternateurs. Toutes les excitatrices d une usine
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- •débitent sur des barres à courant continu communes. Les variations de tension pour le courant de traction peuvent atteindre 15 p. c. Des régulateurs Dick servent à régler la tension.
- L’usine III doit produire, sous le régime décrit plus haut, une puissance de turbines de 3,500 chevaux. On n’a encore rien décidé quant aux dimensions de cette construction.
- — Usine I. Usine II.
- Puissance des turbines (douze heures de pleine
- charge et douze heures de demi charge). 3,500 chevaux. 3,700 chevaux.
- Puissance des chutes aménagées 5,000 à 6,000 chevaux (environ 4, 00 kilowatts). 4,000 chevaux (environ 3,000 kilowatts).
- Roues Pelton de 1,000 chevaux et alternateurs
- (triphasés) de 1,350 kilovoits ampères . . . 4 4
- Roues Pelton de 2,000 chevaux et alternateurs
- (triphasés) de 2,700 kilovolts-ampères . . . 1
- Nombre de tours par minute ....... 375 750
- Frais d’établissement, chiffre total (par kilo watt) : Couronnes. [Francs.] Couronnes. [Francs.]
- Travaux . . 2,900,000 (642) [3,016,000 (668)] 2,090,000 (696) [2,173,600 (724)]
- Turbines et conduites 150,000 (33) [156,000 $4)] 120,000 (40) [124,800 (42)]
- Matériel électrique . ' 900,000 (200) [936,000 (208)] 690,000 (230) [717,600 (239)]
- Total. . . 3,950,000 (875) [4.108,000 (910)] 2,900,000 (966) [3,016,000 (1,005)]
- Usine de réserve avec moteurs Diesel, à Saint-Pôlten. — Cette usine sert surtout de réserve pour le cas de dérangement des usines hydrauliques ; elle sert aussi à faire face aux surcharges anormales en cas de grande affluence de pèlerins (les jours de fête doubles), et enfin, à permettre de maintenir la charge des autres usines aussi uniforme et élevée que possible malgré les conditions variables de l’alimentation d’eau. On présume que l’usine Diesel devra marcher environ trois mois de l’année sous pleine charge ; mais en principe on mettra à contribution le plus longtemps possible les barrages-réservoirs, après quoi, au besoin, les moteurs Diesel marchent continuellement sous pleine charge (voir fig. 31, le schéma de groupement des usines).
- Les à-coups de charge ne seront parés pour le moment qu’à l’aide des barrages-réservoirs; l’expérience montrera par la suite si l’emploi de machines-tampons ou l’équilibrage des charges entre la consommation du chemin de fer et la consommation privée sera utile.
- Pour l’alimentation des moteurs Diesel, on emploiera du pétrole brut, débarrassé de son essence et de sa paraffine, d’une valeur calorifique de 10,500 calories. Ce combustible, très économique avec le régime actuel des impôts, n’est pas explosible et peut être emmagasiné facilement et sans danger. L’usine a été établie à Saint-Pôlten pour plusieurs raisons : d’abord, le pétrole peut être transvasé directement dans les réservoirs de l’usine, sans transbordement de la voie normale sur la voie étroite; ensuite, cette organisation permet d’assurer sans pertes notables la consommation privée de courant qui a lieu en grande partie à Saint-Pôlten.
- On emploiera deux moteurs Diesel, chacun de 800 chevaux, à la vitesse de 15.2 tours par minute. L’usine pourra être élargie pour trois moteurs. La garantie donnée par le fournisseur, concernant la marche en parallèle, sans difficultés, avec les usines hydrauliques, est importante. Les essais faits jusqu’à présent de marche en parallèle avec l’usine municipale de Saint-Pôlten, qui renferme une turbine, une machine à vapeur et un moteur à gaz, ont été généralement satisfaisants.
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- Les alternateurs, à couplage direct avec leurs moteurs, peuvent produire du courant triphasé de 700 kilovolts-ampères ou du monophasé de 420 kilo volts-ampères. La faible fréquence n'a pas occasionné de difficultés pour la construction, mais elle a entraîné une plus forte dépense que pour 50 périodes.
- I - Débit....................................
- II = Consommation U).........................
- III = Réserve........................
- IV = Prélèvement sur les barrages-réservoirs au-dessous du r s ® 5?
- niveau normal....................................
- V = Différence imputable à l’usine Diesel............. '
- Ç — Volume de l’eau d’alimentation en litres par secondes (les chiffres entre parenthèses représentent la puissance correspondante en chevaux).
- D = Puissance de l’usine Diesel en chevaux.
- Le tableau indique le débit mensuel moyen en mètres cubes par seconde.
- (!) Compté seulement à partir de la ligne médiane et de la ligne inférieure en tracé mixte.
- / 0 # // n 00 ffl ff 7 71 U I
- 1,05 W tJ5< W f,25 tw f.fâ ffi 005 005 /MO /oo\
- OS o.s 0.8 0.9 OJ 0.7 0.7 0.7 0.05 0.0 0.0 0051
- Fig. 31. — Ligne de Saint-Pôlten-Gusswerk. — Diagramme des ressources en eau pendant 2 ans l/2
- Les frais d’établissement, pour une puissance provisoirement fixée à 1,600 chevaux (environ 1,200 kilowatts), ont été les suivants •.
- Construction et travaux . . 165,000 couronnes (171,600 francs), 140 couronnes (146 francs) par kw.
- Matériel mécanique. . . . 420,000 — (436,800 — ),350 — (364 — ) —
- Matériel électrique .... 240.000 — (249,600 — 0,200 — (208 — ) —
- Total, avec les frais divers. 850,000 couronnes (884,000 francs),708 couronnes (736 francs)parkw.
- Appareils de manœuvre des usines génératrices. — Pour le calcul des appareils de manœuvre on a tenu compte des desiderata suivants :
- 1° Uniformité pour toutes les usines,
- 2° maximum de simplicité et de sécurité,
- 3° indépendance complète réciproque des hautes et des basses tensions,
- 4° indépendance de la consommation du chemin de fer et de la consommation privée dans
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- l’usine de réserve, avec maintien de la possibilité d’utiliser chaque alternateur pour l’un ou l’autre usage,
- 5° groupement synoptique à plusieurs étages, en réservant :
- le sous-sol pour les connexions de terre à jet d’eau et les coupe-circuits, le rez-de-chaussée pour les appareils de distribution et de mesure, l’étage pour les parafoudres et les sorties des conducteurs.
- Alimentation. — Le réseau de traction sera alimenté de courant monophasé, le réseau d’éclairage et de force motrice de courant triphasé, l’un et l’autre à 25,000 volts et 25 périodes. Les feeders, séparés pour les deux groupes, sont posés sur des lignes de poteaux indépendantes ; en cas de besoin, le chemin de fer peut être raccordé sur le réseau d’éclairage par des commutateurs placés dans les usines et les sous-stations (voir fig. 29).
- Les deux sous-stations, à Kirchberg sur le Siebach et à Ober-Grafendorf, recevant en moyenne jusqu’à 1,000 kilowatts, contiennent chacune un transformateur d’une puissance continue de 900 kilovolts-ampères et d’une très grande capacité de surcharge. A Saint-Pôlten, se trouve un transformateur de rechange mobile. Les pertes de tension s’élèveront au maximum à 15 p. c. en service normal et atteindront 30 p. c. au moment des grandes affluences de pèlerins, ce dernier cas se présentant sur la section de Wienerbruek-Mariazell. Cette section sera construite pour le moment sans feeders, mais les poteaux se prêtent à l’adjonction d’une ligne d’alimentation; on a aussi prévu la construction d’une troisième sous-station.
- Les feeders sont partout des conducteurs nus, posés sur des poteaux en fer de 10 à 12.5 mètres de longueur (aux coudes, on emploie de robustes pylônes) du profil autrichien 22a ou 24a. Les poteaux sont espacés de 40 à 50 mètres, en moyenne de 42.^ Les isolateurs sont cimentés sur les supports, et ceux-ci sont vissés un à un dpis les poteaux. Les tunnels sont contournés par les conducteurs.
- Pour éviter les surtensions, toutes les usines génératrices et la sous-station de Kirchberg sont munies de connexions à la terre à jet d’eau, de parafoudres à cornes avec bobines à réaction sectionnées et résistances à huile, de disjoncteurs automatiques à maximum, à action différée lente.
- Frais d’établissement par mètre de ligne d’alimentation (y compris la partie correspondante des lignes de poteaux), 17.50 couronnes (18.20 francs) ; frais d’établissement d’une sous-station sans transformateur de réserve, 50,000 couronnes (52,000 francs), ou 55 couronnes (57.20 francs) par kilowatt.
- Lignes de contact. — La ligne aérienne en cuivre profilé de 80 millimètres carrés est suspendue d’après le système des établissements Siemens-Schuckert, c’est-à-dire avec câble porteur et fil porteur auxiliaire, les points de suspension étant espacés respectivement de 6 et 3 mètres. Le conducteur aérien passant au-dessus de l’axe de la voie est croisé. La conductance du cuivre est 57, la résistance de 37 kilogrammes par millimètre carré. La hauteur normal'© au-dessus des rails est de 5.5 mètres, la hauteur minimum, dans les tunnels, de 3.7 mètres. La ligne aérienne est doublement isolée de la terre. Des compensateurs automatiques à contrepoids sont intercalés tous les 1,500 mètres.
- Les consoles en fer sont fixées aux poteaux qui portent les feeders. Les poteaux sont calculés avec un facteur de sécurité 4 (11 kilogrammes par millimètre carré) pour une pression du vent de 125 kilogrammes par mètre carré et une température de 20° au-dessous de zéro. L espacement minimun des poteaux dans les courbes est de 25 mètre'-.
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- Fig. 33. — Ligne de Saint-Pôlten-Gusswerk. — Bogie de locomotive avec.moteur de 250 chevaux (voie de 76 centimètres).
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- Les lignes, de 22 kilomètres de longueur, qui surmontent des voies de gares sont portées par des sommiers en fer.
- Les rails sont réunis par des connecteurs métalliques, analogues à ceux de la ligne de Vienne-Baden, et munis de liaisons transversales, de 100 en 100 mètres. On a pris pour base du projet l’bypotbèse d’une impédance de 0.7 ohm; les mesures dans la zone d’essai ont accusé 0.5 pour la ligne de contact et le retour par rail réunis.
- Frais d’établissement de la ligne de contact et du retour par rail : sur la ligne courante à voie unique, 10 couronnes (16.64 francs) par mètre de ligne ; dans les gares, 25 couronnes (26 francs) par mètre de voie.
- La partie des poteaux correspondante à la ligne de contact entre dans ces chiffres, pour 3.50 (3..64 francs) et respectivement 14 couronnes (14.56 francs).
- Lcoomotims électriques. — Pour le début, dix-sept locomotives identiques entre elles sont destinées à remorquer tous les trains. Les express et les trains de marchandises lourds seront remorqués au besoin, sur la section de montagne, en double traction. Pour les cas exceptionnels, on tiendra pour le moment environ quatre locomotives à vapeur en état de marcher.
- Le matériel mécanique de seize locomotives provient de la « Linzer Lokomotivfabrik », ci-devant Krauss, et celui de la dix-septième, de la « Grazer Waggon- und Maschinenfabriks-A. G. » ; le matériel électrique dé tout l’effectif sort des ateliers des établissements autrichiens Siemens-Schuckert.
- Les locomotives (fig. 32), construites- à la manière d’automotrices, ont deux bogies à trois essieux, chacun avec un moteur, et en tout six essieux couplés chargés chacun de 7.5 tonnes. Le poids en ordre de marche est de 45 tonnes et se décompose comme suit : partie mécanique, 21 tonnes; deux moteurs avec mécanisme, 12 tonnes; deux transformateurs, 7 tonnes; appareils de commande et auxiliaires, 4 tonnes ; deux appareils de prise de courant, un peu moins de 1 tonne.
- La limite supérieure de la vitesse, imposée par le tracé du chemin de fer, sera de 50 kilomètres à l’heure. Les appareils de traction sont construits pour une charge de 7 tonnes.
- Chaque locomotive est munie de deux moteurs,à collecteurs série, type Siemens-Schuckert, avec pôles de commutation, sans connexions de résistances dans l’induit.
- Les moteurs ont chacun une puissance de 250 chevaux pendant une heure, de sorte que chaque locomotive peut développer pendant une heure la puissance, tout à fait exceptionnelle pour le faible écartement, de 900 chevaux. Le poids de chaque moteur, à lui seul, est de 4 tonnes (16 kilogrammes par cheval) et, avec les roues dentées, de 6 tonnes. Les moteurs actionnent les bielles par l’intermédiaire die roues dentées et d’une manivelle, et sont donc complètement suspendus sur ressorts, avec leurs engrenages, ce qui est particulièrement utile dans les nombreuses courbes et sur les nombreux surhaussements de rails. Par les deux manivelles, calées à 90°, d’un moteur, un couple constant à tout moment est transmis aux roues. Le centre de gravité est reporté à une hauteur suffisante, correspondant aux besoins connus de la pratique, pour assurer un roulement doux, l’entrée sans chocs dans les courbes et l’accessibilité facile des moteurs.
- Après desserrage de quelques boulons, on peut lever la moitié supérieure de chaque stator de moteur à l’aide des pattes venues de fonte. Les tiges des balais sont emmanchées sur des bagues métalliques qui peuvent tourner de 180° sur des rouleaux et sont donc accessibles dans toutes leurs parties ; en service, ces bagues sont fixées par des vis et ne restent pas en contact avec les rouleaux. Les moitiés inférieures des stators embrassent avec des fourches le pali-eT infé-
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- rieur de l’engrenage et sont fortement boulonnées par l’intermédiaire de ces fourches contre les longerons du bogie. Il convient de noter le fait, important pour la sécurité contre les déraillements dans les courbes, que les pivots, contrairement à ceux des locomotives à six essieux de la ligne de Seebach-Wettingen, sont situés en dehors des moteurs; par suite, la force centrifuge agissant sur les masses du moteur tend, en courbe, à appuyer les roues des bogies contre le rail intérieur, ce qui facilite l’entrée des bogies en alignement droit.
- Les moteurs décapolaires sont alimentés chacun par un transformateur sous une tension d’environ 250 volts aux bornes. Une soufflerie spéciale sert à refroidir artificiellement le collecteur, l’induit et le champ des moteurs. Le nombre maximum de tours par minute est de 1,000.
- La régulation de la vitesse a lieu à l’aide de sept changements de la tension secondaire du transformateur. La manœuvre se fait par contacteurs, avec le concours de courants de relais. Les transformateurs à huile placés au milieu de la locomotive, d’une puissance totale de 500 kilovolts-ampères, sont montés sur des galets et l’on n’a qu’à ouvrir des portes latérales pour les retirer et les renouveler rapidement. Les récipients d’huile qui les entourent sont munis extérieurement de nervures de refroidissement (voir fig. 34) et communiquent avec un réservoir supérieur de manière que, même sous des chocs violents, le suintement de l’huile dans le petit interstice qui sépare le transformateur de son enveloppe soit évité.
- Fig. 34. — Ligne de Saint-Pôlten-Gusswerk. — Transformateur de locomotive.
- Deux appareils’de prise de courant, du type employé sur la ligne de Vienne-Baden, amènent le courant à travers une douille en porcelaine à haute isolation dans le compartiment à haute tension. Au dehors de cette chambre, il n’y a que des conducteurs à basse tension, les uns sous forme de câbles, les autres sous forme de barres nues sur des isolateurs. La manœuvre des archets se fait à la main par l’intermédiaire d’un mécanisme de levage à haute isolation. Les archets sont disposés en vue d’une hauteur très variable de la ligne de contact, entre 3.7 et 5.5 mètres au-dessus du bord supérieur du rail. Les tiges de contact proprement dites s’ajustent sponta-
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- îiément. Leur dispositif de rappel consiste en une lame de ressort fixée au milieu et pouvant se tordre aux deux extrémités. *
- On ne fera toujours usage que de l’un des deux archets. Des grillages de protection disposés sur les deux côtés de la toiture servent à empêcher tout contact avec les supports, placés assez bas, des capteurs de courant.
- En service normal, on se servira d’un frein à vide Hardy,avec deux pompes aspirantes à moteur affectées l’une au freinage de la locomotive, l’autre à celui des véhicules, avec le concours des commandes de tiroirs de frein que nous avons décrites en parlant des lignes de Vienne-Baden et Trente-Malè. L’action du frein ne s’étend qu’à quatre essieux moteurs. Un frein à main sert de réserve.
- Les signaux sont donnes par une trompe actionnée par l’air d’échappement de la pompe, exactement du même type que celle des automotrices de la ligne de Trente-Malè.
- Un couloir relie les deux cabines du motorman ; les deux moteurs sont franchis à l’aide d’escaliers. Pour le moment, on ne compte employer qu’un seul mécanicien; le chef de train se tiendra dans la cabine d’arrière.
- Les dispositions nécessaires ont été prises pour la commande simultanée de deux locomotives.
- On a renoncé à la récupération de l’énergie (jusqu’à 7 p. c. dans le cas présent) en pente pour plusieurs raisons. D’abord, il en résulterait une complication des locomotives. Ensuite, dans le cas qui nous occupe, on ne pourrait pas réaliser, par la récupération, de compensation des surcharges, ou plutôt, avec la nature particulière de l’horaire, l’inégalité des charges de l’usine aurait eucore augmenté. Enfin il y avait lieu de considérer qu’avec la récupération les moteurs sont chargés davantage, et qu’il a donc semblé plus avantageux de les laisser refroidir en pente afin de pouvoir les charger d’autant plus en rampe.
- Pour l’éclairage des trains, on emploiera des lampes à incandescence reliées aux transformateurs à échelons. En ce qui concerne le chauffage électrique des trains, on procédera d'abord sur deux trains à des essais de corps de chauffe système Elektra et Brockendorf. Si ce mode de chauffage ne donne pas de bons résultats (ce qui est invraisemblable à notre avis^ étant donné le bas prix du courant), on emploiera, comme en Allemagne, le chauffage par briquettes ou des chaudières spéciales placées sur les locomotives et servant à alimenter les appareils de chauffage existants.
- Le prix d’une locomotive sera, en nombre rond, de 87,000 couronnes (90,480 francs).
- La figure 36 donne le schéma simplifié des principales connexions des locomotives électriques. Pour faire passer le courant à haute tension, il faut manœuvrer HS à la main; en cas de commande à unités multiples, cette manœuvre se fait à l’aide de e, par le courant auxiliaire de la locomotive de tête Lorsque le courant dépasse une certaine limite, HS est automatiquement ouvert par a, soit à l’aide de HR, soit à l’aide du manipulateur HA.
- Les transformateurs principaux sont gradués uniformément, mais les crans correspondants sont insérés alternativement, la bobine de compensation AS maintenant le potentiel du centre de tension à une valeur moyenne; de ce fait, on obtient huit crans de marche, au lieu de quatre, tant que les deux moteurs restent en état de service. Les contacteurs v et r mettent sur la marche en avant ou en arrière les enroulements d’excitation, séparés en partie pour les deux sens de marche, d’après un brevet des usines Siemens-Schuckert. Il est à noter en outre qu’avant le commencement de la manœuvre, il faut d’abord ramener le combinateur FS d’un cran en arrière; de ce fait, le cylindre auxiliaire W est entraîné, malgré l’effort antagoniste d’un ressort, et encli-•queté en s; il reste dans cette position pendant la continuation de la manœuvre, mais est débrayé par NR et ouvre alors tous les circuits auxiliaires. Les différents verrouillages entre •les contacteurs ne sont pas indiqués dans le dessin.
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- 4i—fp-
- u ru
- ! ri
- a. . . = Pour l’usine génératrice I de Wienerbruck. b . . . — Pour la sous-station à 6,000 volts de Wienerbruck (kilomètre 7.40).
- c. . . = Pour la sous-station à 25,000/6,000 Volt de Kirchberg a/Pielach (kilomètre 31.3) (sans les pertes de transmission).
- Aux archet*» Dans l*usiue I, *an* les
- pour l*usine I. pertes de transmission.
- Puissance maximum (6 trains sur la ligne) . 2,900 kilowatts. 3,900 kilowatts (4,300 kilovolts-ampères
- • au cos <p = 0.9).
- Puissance moyenne dans l’heure la plns'chargée (de Ilia à 12W). . . . 1,062 kilowatts. 1,500 kilowatts.
- Relation des charges 2.73 2.60
- Fig. 35. — Ligne de Saint-Pôlten-Mariazell-Gusswerk (Projet). — Puissances aux archets.
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- Bl. . . . — Parafoudre.
- U. . . . \±= Protection contre les surtensions.
- HR ... = A haute tension 1 Relais f à tension
- NR ... = A basse tension ' maximum.
- HS . . . = Manipulateur à haute tension.
- HA . . . Manipulateur à basse tension.
- e, a. . . = Solénoïde d’intercalation et de mise hors circuit.
- T ... . = 'transformateur principal.
- AS . . . = Bobine de compensation.
- V, R, K. = Enroulements d’excita-
- tion pour la marche avant et arrière et enroulements de compensation.
- v,r . . . = Controller auxiliaire de marche avant et arrière.
- TJ ... . = Commutateur.
- n ... . — Connexion pour le chauffage, l’éclairage et les moteurs des pompes du frein.
- FS . . . = Combinateur.
- W. . . = Cylindre auxiliaire de FS.
- FW. . . = Inverseur.
- Fig. 36. — Ligne de Saint-Pôlten-Mariazell-Gusswerk. — Connexions principales des locomotives.
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- Pour le freinage on a prévu deux moteurs et pompes à air qui correspondent aux petits et aux grands éjecteurs de la traction à vapeur.
- Exploitation. — Le poids brut des trains, avec la traction à vapeur, a été de 50 tonnes pour les trains de voyageurs et de 105 tonnes pour les trains de marchandises. Avec la traction électrique, on veut que tous les trains représentent normalement, autant que possible, une charge de 100 tonnes qu’une seule locomotive pourra encore remorquer.
- En service électrique, on compte atteindre — et ce ne sont pas encore des limites inférieures— ùn temps de parcours de deux heures trois quarts pour les trains express, de trois heures et un quart pour les trains omnibus, tandis qu’avec les locomotives à vapeur la durée du trajet est de quatre heures et demie.
- Les manoeuvres ne seront effectuées qu'à l’aide de locomotives électriques ; pour les stations principales de Saint-Pôlten(gare locale) et, le cas échéant, Mariazell, en outre pour les tournées d’inspection et les trains de secours avec leurs accessoires, on compte faire construire quelques petites locomotives à accumulateurs, tandis que pour tous les autres parcours de manœuvre, on se servira des locomotives de ligne.
- Sur l’embranchement d’Ober-Grafendorf-Mank-Gresten, on continuera à faire usage de locomotives à vapeur qui seront utilisées en cas de besoin sur la ligne électrique.
- En 1907, avec le service à vapeur, l’exploitation, limitée jusqu’alors aune plus courte section, fut étendue jusqu’à Mariazell à partir du 1er mai, et dès lors l’intensité du trafic prit un essor rapide, qui s’est continué depuis. Trafic-voyageur s : 532,000 voyageurs, 20,762,000 voyageurs-kilomètres et environ 9 millions de tonnes kilométriques brutes ; trafic-marchandises : 7 millions 328,000 tonnes kilométriques utiles et environ 11 millions de tonnes kilométriques brutes. Total : 20 millions de tonnes kilométriques brutes. Nombre de trains remorqués : 2,704 trains de voyageurs, 1,616 trains mixtes et 1,779 trains de marchandises.
- En 1908, on a atteint un total de 510,000 kilomètres de trains et 30 millions de tonnes kilométriques brutes. L’augmentation du trafic a été de 15 p. c, pour les voyageurs, de 50 p. c. pour les marchandises.
- En 1909, le service régulier comprenait vingt trains de voyageurs et huit trains de marchandises. Pour les transports de pèlerins on avait prévu au maximum quatre trains spéciaux. Pour l’avenir on compte sur quarante trains électriques.
- Puissances électriques. — On a supposé pour les calculs électriques que le rendement moyen entre les barres collectrices des usines et les lignes de contact est d’environ 87 p. c. et celui des locomotives d’environ 80 p. c.
- La figure 35 donne le diagramme des puissances totales pendant une heure à l’usine génératrice et les diagrammes pendant deux heures aux bornes secondaires des sous-stations de Wiener-bruck et de Kirchberg sur la Pielach ; les charges s’entendent comme représentant les sommes des puissances aux appareils de prise de courant, calculées en négligeant les pertes de transmission à l’usine I et aux dites sous-stations. Ces pertes comprises, on obtient, pour l’heure considérée, dans l’usine I, une puissance maximum de 3,900 kilowatts et une puissance moyenne horaire de 1,500 kilowatts, soit un rapport de charge égal à 2.6 pour cette heure individuelle.
- Prix du courant. — Aux termes du contrat entre l’usine électrique de la province et le chemin de fer, il faudra payer le courant dans les cinq premières années, jusqu’à 2 millions de kilowatts-heures à raison de 8 heller (8.32 centimes), au delà à raison de 7 heller (7.28 centimes) par
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- kilowatt-heure mesuré aux bornes secondaires des sous-stations. Une indemnité de 2 millions de kilowatts-heures par an est garantie. Le devis technique est basé sur un trafic annuel de 50 millions de tonnes kilométriques brutes, à 60 watts-heures, soit une consommation de 3 millions de kilowatts-heures. Le contrat sera révisé tous les cinq ans, et le prix du courant sera déterminé en prenant pour base les frais de production, majorés de 8 p. c. de bénéfice.
- Prix du courant fourni à des particuliers. — Outre le courant de traction, les usines électriques de la province doivent aussi produire du courant pour l’éclairage des stations et pour la distribution à des particuliers. Comme, dans le calcul des résultats, les deux branches d’exploitation, fourniture du courant au chemin de fer et à des particuliers, sont étroitement liées, et que l’on s’est efforcé de réduire autant que possible le prix du courant de traction, quelques renseignements sur la fourniture aux particuliers pourront offrir de l’intérêt.
- D’après le projet, il doit être fourni du courant à des communes et à des particuliers le long de la section de Wienerbruck-Saint-Pôlten, le long de l’embranchement sur Gresten et le long du chemin de fer provincial de Saint-Polten-Krems : le total sera de 1,800 chevaux pour les gros consommateurs, de 1,600 chevaux pour les communes et les petits consommateurs. Le prix du courant variera beaucoup avec l’utilisation des branchements et suivant que les sous-stations et les canalisations seront établies aux frais de la province ou des consommateurs ; mais d’une manière générale, ils doivent être de 220 à 160 couronnes (229 à 166 francs) par cheval et par année pour les gros consommateurs, et de 25 heller (26 centimes) pour l’éclairage, 10 heller (10.40 centimes) pour la force motrice, par kilowatt-heure, dans la vente en détail.
- Parmi les consommateurs actuels, la commune de Saint-Pôlten paye 5.2 heller (5.41 centimes) et, au delà d’une certaine limite, 7.2 heller (7.49 centimes) par kilowatt (avec garantie d’une utilisation annuelle de 4,000 heures, correspondant à 208 couronnes [216 francs] par kilowatt branché); un grand établissement industriel paye 3 76 heller (3.91 centimes) et respectivement 5.2 heller (5.41 centimes), avec garantie de 5,000 heures d’utilisation (correspondant à 188 couronnes [196 francs] par kilowatt branché et par an), enfin plusieurs communes payent en moyenne, pour l’éclairage et la force motrice, 10 à 14 heller (10.40 à 14.56 centimes) par kilowatt-heure.
- Dans le cas même où les usines génératrices n’auraient été construites et exploitées que pour le chemin de fer, il y aurait eu avantage économique par rapport au service à vapeur; cet avantage est bien entendu beaucoup plus grand du fait de l’extension de la production des usines à la fourniture du courant d’éclairage et de force motrice.
- Calcul des résultats de la traction électrique. — Les calculs préalables ont montré que la traction à vapeur deviendra insuffisante en cas d’une nouvelle progression du trafic et que le doublement de la voie, qui est l’unique moyen d’améliorer la situation avec ce mode de traction, est absolument impossible parce qu’il donnerait lieu à une dépense presque aussi élevée que la ligne à voie unique. La traction électrique, au contraire, permet de prévoir une diminution des dépenses, une augmentation des recettes et le relèvement de la vitesse commerciale. Avec 600,000 kilomètres de trains par an, on peut escompter une économie d’environ 100,000 couronnes (104,000 francs). qui serait d’environ 127.000 couronnes (132,080 francs) pour 750,000 kilomètres de trains, intérêts et amortissement de la dépense d’établissement compris.
- Les frais d’établissement des lignes d’alimentation et des sous-stations ont été imputés aux sous-stations. Les frais de la traction à vapeur ont été établis à l’aide des statistiques concernant le service actuel et rapprochés, à titre de vérification, d’un tableau des frais de traction établi Par l’inspecteur principal Heimpel de la société anonyme des chemins de fer locaux de Munich à
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- l’aide des résultats d’exploitation obtenus sur la ligne similaire de Murn au-0berammergau. D'après les statistiques, ils s’élevaient à 97.5 heller (1.014 franc), d’après Heimpel à 95.2 heller (99 centimes) par train-kilomètre pour des trains de 100 tonnes, tandis qu’avec la traction électrique ils seraient, dans les mêmes hypothèses, de 79.9 heller (83.1 centimes) par kilomètre de train. Il en résulte, sur les frais de traction nets, une économie de 208,200 couronnes (216,528 francs), sur les frais de traction totaux une économie de 100,000 couronnes (104,000 francs), sans compter la diminution de la dépense due au plus petit nombre de réserves et à la simplification du service des ateliers.
- Nous donnons ci-dessous, d’après le rapport original soumis en 1906 à la Commission provinciale de la Basse-Autriche, les détails du calcul des résultats, basé sur les hypothèses suivantes : vingt trains par jour, 610,000 kilomètres de trains, 100 tonnes de poids brut par train.
- a) Frais de la traction à vapeur.
- Intérêts (4 p. c.) et amortissement en vingt ans (3.36 p. c.) du capital de
- 1,150,000 couronnes (1,196,000 francs)....................................
- Combustible, graissage et déchets ; dans les années 1903 à 1906, on a trouvé 60, 45, 51 et 46 heller (62.40, 46.80, 53.04 et 47.84 centimes), en moyenne 50 ij2 heller (52.52 centimes) par tonne kilométrique, sur toute la ligne; plus
- 20 p. c. de supplément pour la section de montagne, soit en tout..........
- (Heimpel compte 24 kilogrammes de charbon, à 22 couronnes (22.88 francs) la tonne, par kilomètre de train, et 1,500 couronnes (1,560 francs) pour le graissage et les déchets par locomotive ; il obtient 337,800 couronnes (351,312 francs), dont 322,800 (335,712 francs) pour le combustible, ce qui au taux de 4 1/2 p. c., correspondrait à une dépense d’établissement de 7 millions de couronnes (7,280,000 francs.)
- Personnel : 12 mécaniciens à 2,000 couronnes (2,080 francs), 12 chauffeurs à
- 1.200 couronnes (1,248 francs), 13 chefs de trainà 1,500 couronnes (1,560 francs),
- 14 conducteurs et gardes-freins à 1,100 couronnes (1,144 francs)..........
- Entretien des locomotives à vapeur, calculé d’après les résultats antérieurs et représentant la moyenne de quatre années; cette moyenne s’élève à 7.3 p. c. et donne pour douze locomotives à surchauffe, coûtant chacune 60,000 couronnes
- (62,400 francs) comme dépense d’établissement.........................
- (Heimpel compte 12 heller [12.48 centimes] par kilomètre de train et obtient
- 73.200 couronnes [76,128 francs]).
- Autres frais de traction...................................................... 14,800 (15,392)
- Le total se monte à. . . 595,000 (618,800)
- et correspond à 97 Aa heller (1.014 franc) par kilomètre de train pour des trains de 100 tonnes. Dans l’ancien service, avec quatre à six petites locomotives, de 32,000 couronnes (33,280 francs) de dépense d’établissement, ees frais se sont élevés à 35 heller (36.40 centimes) par kilomètre de train, pour des trains de 40 tonnes.
- Couronnes. Francs.
- 84,640 (88,026)
- 369,660 (384,446)
- 73,300 (76,232)
- 52.600 (54,704)
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- b) Frais de la traction électrique.
- Intérêts (4 p. c.) et amortissement en vingt-cinq ans de la dépense d’établissement du matériel roulant, d’une valeur de 1,300,000 couronnes (1,352,000 francs),
- soit en tout 6.4 p. c............................................................. 83,200 (86,528)
- Les mêmes, appliqués à l’équipement de la ligne, d’une valeur de 1,640,000 couronnes (1,705,600 francs) (en tout 5.05 p. c.)..................................... 82,820 (86,133)
- Personnel : 17 motormen à 1,800 couronnes (1,872 francs), 9 chefs de train à 1,500 couronnes (1,560 francs), 9 conducteurs et gardes-freins à 1,100 couronnes (1,144 francs)............................................................... 54,100 (56,264)
- Frais de courant (4.1 kilowatts-heures par kilomètre de train et 20 p. c. de supplément pour les manœuvres et les rampes) à raison de 5.5 heller (5.72 centimes)
- par heure...................................................................... 165,555 (172,177)
- Matières pour l’équipement de la ligne............................................... 10,000 (10,400)
- Entretien des locomotives, 8.6 heller (8.94 centimes) par train-kilomètre pour les
- trains de 100 tonnes .... 52,460 (54,558)
- Entretien des lignes de contact (2 p. c. de 400,000 couronnes (416,000 francs) pour le conducteur de distribution et 1 p. c. de 990,000 couronnes (1,029,600 francs)
- pour le surplus).................................................................. 17,900 (18,616)
- Autres frais de traction............................................................. 20,965 (21,804)
- Le total se monte à. . . 487,000 (506,480)
- et représente 79.8 heller (82.99 centimes) par train-kilomètre pour des trains de 100 tonnes.
- Le service à vapeur existe depuis le 4 juillet 1898 sur la section de Saint-Pôlten-Kirchberg, depuis le 15 juillet 1907 sur le prolongement jusqu’à Mariazell. On compte encore faire des essais de la traction électrique en 1909, et en mai 1910 plusieurs paires de trains seront remorqués par des locomotives électriques.
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- ANNEXE 1ÏI.
- Description de projets de grands chemins de fer électriques.
- Ligne de Trieste-O peina et gare de triage de Trieste (chemins de fer de l'Étal autrichien).
- La ligne de 15.6 kilomètres de longueur de Trieste à Opcina, faisant partie des chemins de fer de l’Etat, est à voie unique et, en partant d’une altitnde de 2.5 mètres, monte constamment avec une déclivité équivalente de 27 millimètres par mètre jusqu’à Opcina, dont l’altitude est de 310.4 mètres. Elle prend son origine à Trieste dans la gare de marchandises et de triage qui a 1.8 kilomètre de longueur, avec vingt-trois voies dans sa plus grande largeur. 78 p. c. de toute la ligne est en rampes d’au moins 21 millimètres par mètre. Le plus petit rayon de courbe de la ligne est de 250 mètres. Il n’v a que deux points d'arrêts, Rozzol et Guardiella. qui interrompent la montée uniforme. La longueur de la voie continue est de 16,450 mètres, celle des voies accessoires de 30,459 mètres; la longueur totale des voies est donc presque le triple de celle de la ligne. Cinq tunnels à voie unique ont une longueur totale de 3,904 mètres; ils sont humides partout, par endroits l’eau coule. Longueur des rails, 12.5 mètres ; poids des rails, 35.6 kilogrammes par mètre.
- Le projet d’établissement de la traction électrique sur cette ligne présente, à plusieurs points de vue, des cas extrêmes et des particularités typiques; aussi, mentionnerons-nous ici les détails les plus importants de notre projet.
- L’électrification aura pour double objet d’améliorer la ventilation actuellement très défectueuse des tunnels et de fournir le moyen de faire face à l'augmentation de trafic qu’il y a lieu de prévoir.,
- La ligne de Trieste-Opcina est en service depuis deux années déjà, mais n’atteint progressivement son trafic complet, alimenté principalement par le service de transit Salzbourg-Villach-Gorz-Trieste, que depuis l’ouverture de la ligne du Tauern, qui a eu lieu en juillet 1909. Dès 1908, cette ligne à voie unique, avec ses* fortes rampes et ses longues sections de bloc, atteignant 4.6 kilomètres, était arrivée à sa limite de capacité de débit et la traction à vapeur ne permettra plus, dans un très prochain avenir, d’assurer économiquement le trafic augmenté ni de lui donner une extension appréciable. Actuellement, on ne peut guère dépasser deux paires de trains express, sept de trains omnibus et dix de trains de marchandises.
- La principale raison est que, par suite des conditions atmosphériques défavorables (bora\ la ventilation naturelle des tunnels à voie unique, situés dans de fortes rampes et des courbes raides, est très défectueuse. Lorsque la pression du vent est contraire, l’écoulement de la fumée dans les tunnels s’arrête et il se dégage, même avec le chauffage au pétrole, notamment sur les locomotives de poussée des trains de marchandises, des gaz délétères (d’après des recherches minutieuses faites en 1907 on trouve par moments jusqu'à 18 millièmes d’anhydride carbonique et d’oxyde de carbone) et de la fumée en quantité excessive, accompagnés d’une élévation considérable de la température (dans le tunnel de Revoltella, de 1,270 mètres de longueur, en rampe de 22 millimètres par mètre, elle atteint parfois 42° C., les lanternes des abris de mécaniciens s’éteignent souvent dans la fumée). Les machines de poussée agissent dans ces tunnels comme des pistons non étanches et rejettent les colonnes de fumée aspirées sur les abris. Afin d’obtenir
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- un bon résultat avec la vapeur dans les plus mauvaises conditions, il faudrait qu’un certain nombre de locomotives soit tenu en réserve, de façon que le passage rapide des trains de marchandises par les tunnels soit garanti dans toutes les circonstances. Ces moyens, de même que l’établissement d’une coûteuse ventilation artificielle, ne pourraient dans le cas le plus favorable pousser l'amélioration que jusqu’au point où la capacité de débit équivaudrait à celle d’une section découverte partout et construite dans les mêmes conditions. En adoptant la traction électrique, au contraire, on ne remédie pas seulement d’une façon radicale à ces inconvénients, mais la capacité de la ligne sera notablement augmentée, et par conséquent le capital engagé donnera un bon revenu.
- En 1908, il a été transporté 6,970 tonnes brutes par jour, comme moyenne de l’année, et on a fait 35,300 heures de manœuvres. Par contre, en tenant compte de l’ouverture de la ligne du Tauern, on a supposé le trafic futur suivant :
- Dans les premiers temps, 12,700 tonnes brutes par jour comme moyenne de l’année, 16,600 au maximum, plus tard (limite maximum) 21,300; d’autre part, on compte sur 68,550,000 tonnes kilométriques brutes (dont 73.4 p. c. de trains de marchandises), 222,700 kilomètres de trains et 70,000 heures de manœuvres.
- On prévoit cinq paires de trains express, sept de trains omnibus et, au plus, douze de trains de marchandises, en tout quarante-huit trains par jour (vingt trains réguliers et quatre trains facultatifs dans chaque sens).
- Les poids des trains seront les suivants : pour les trains de luxe, 130 à 180 tonnes, pour les trains express 150 à 280 tonnes, pour les trains omnibus 150 à 340 tonnes, pour les trains de marchandises 550 tonnes et plus tard, après le prolongement de la ligne à traction électrique au delà d’Opcina, 700 tonnes.
- La capacité de débit est sensiblement augmentée par la fixation de vitesses normales plus élevées, sans que la limite supérieure de 50 kilomètres à l’heure, imposée par la superstructure de la voie, soit dépassée. En portant la vitesse-type des trains de voyageurs à 70, celle des trains de marchandises à 40 kilomètres à l’heure, on obtient, pour la marche en rampe de 27 millimètres par mètre : pour les trains express et omnibus, 35 kilomètres à l’heure ; en cas de retard, 40 ; pour les trains de marchandises, 25, et pour la marche en pente 50 et respectivement 25 kilomètres à l’heure. L’économie de temps réalisée de ce fait sur les marches seulement est pour les trois catégories de trains : en rampe 19,35 et 50 p. c., en pente 0,8 */2 et 28 p. c. Sans ces augmentations de vitesse, il n’aurait pas été possible de faire circuler les quarante-huit trains à prévoir dans l’avenir.
- Pour tous les trains électriques, on a adopté un type de locomotive uniforme avec trois essieux-moteurs et un essieu-porteur; ce dernier est nécessaire, avec la voie donnée, pour la marche en pente à plus de 35 kilomètres à l’heure. Les figures 37 et 38 montrent deux projets établis pour la partie mécanique par le conseiller ministériel Gôlsdorf du ministère I. R. des chemins de fer. Les figures 39 et 40 donnent les graphiques de deux tracés de trains typiques pour la traction par courant monophasé.
- Les accélérations-types supposées (accélérations de démarrage en alignement et en palier) sont de 0.25 mètre par seconde pour les trains de voyageurs, de 0.15 mètref’pour les trains de marchandises. Les trains peuvent démarrer sûrement sur les plus fortes rampes. Les accélérations moyennes en palier sont de 0.2315 mètre par seconde pour les trains de voyageurs (440 mètres de parcours de démarrage jusqu’à 50 kilomètres à l'heure), de 0.1396 mètre pour les trains de marchandises (470 mètres jusqu’à la vitesse de 40 kilomètres).
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- . 49,000 kilogrammes. . -51,000 —
- Poids d’une locomotive vide. . — — — en charge
- Poids disponible pour l’équipement électrique d’une locomotive..........................
- 20,000 kilogrammes.
- Fig. 37. — Ligne de Trieste-Opcina. — Projet d’une locomotive électrique avec un moteur.
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- S35-5<- 4030
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- . 55,000 kilogrammes.
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- Poids d’une locomotive vide.
- Poids disponible pour l’équipement électrique ...............................
- >,000 kilogrammes.
- en charge. . . 57,000
- Fig. 38. — Ligne de Trieste-Opcina. — Projet d’une locomotive électrique avec deux moteurs.
- T de 26 millir^^1^'
- Explication des termes allemands : Kessel = Chaudière. — Radial verschiebbar = Jeu radial. — Verschiebbar 26 mm = J eu Radstand der Doppelokomotive = Empattement de la double* locomotive. — Lange = Longueur.
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- Deux locomotives . . . 106 tonnes.
- Train.................. 280 —
- (Kilowatts et kilowatts-heures aux archets, chevaux à la jante des roues motrices.)
- 535kilowatts-heures,90 watts heures par tonne-kilomètre avec locomotives, 124 sans locomotive.
- mowfmFsj
- y' 8Ô fl pro loÂom \
- Lp/s/urtg an t/er? S/romci>r?e/>mern
- <3J, 8km/S/
- Vitesse commerciale : 36 kilomètres par heure.
- Graphique d’un train express ou omnibus de Trieste à Opcina (marche normale).
- Fig. 39.
- Trois locomotives . . . 159 tonnes.
- Train.................... 550 —
- 974 kilowatts-heures, 95 watts-heures par tonne-kilomètre avec locomotives, 122 sans locomotive. r. «W
- lersfi/nÿ an </en S/romalneAmern
- Vitesse commerciale : 25.6 kilomètres par heure.
- Fig. 40. — Graphique d’un train de marchandises ou d’un train de marchandises à marche accélérée, de Trieste à Opcina (marche normale).
- Explication des termes allemands ; Leistung an den Stromabnehmern = Puissance aux archets.
- *
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- Les efforts de traction, à la jante des roues motrices d’un train et sur les attelages d’avant sont pour les trains express et omnibus : au démarrage, de 15.6 et 11.9 tonnes ; en marche, au maximum, de 13.4 et 10.2 tonnes; et pour les trains de marchandises :,au démarrage, de 29.9 et 11.5 tonnes; en marche, 27.3 et 10.5 tonnes.
- Les locomotives auront un poids adhérent de 14.5 tonnes. Pour les trains de voyageurs, pesant jusqu’à 200 tonnes, une locomotive suffit; les trains de marchandises auront régulièrement trois locomotives, les trains de 700 tonnes qui seront mis en marche plus tard en auront quatre. Pour la charge maximum des trains, on compte que le coefficient d’adhérence sera de 1 : 5.5 ; pour la charge normale, il sera 1:6.
- Les trains de voyageurs sont tous munis du frein à vide automatique et presque toujours freinés à 100 p. c.; en service des marchandises, l’augmentation de vitesse nécessite une faible élévation de la pression de freinage. Avec la traction électrique, la suppression des tenders diminue le poids freiné de réserve donné par les locomotives ; afin d’obtenir une sécurité à peu près égale à celle d’autrefois, il faudra que les essieux-porteurs puissent être freinés, mais seulement en cas de serrage à fond des freins de la locomotive (poids freiné de réserve, avec la traction à vapeur, environ 17 p. c.; avec la traction électrique, environ 14 p. c. du poids brut des trains de marchandises!.
- Les locomotives seront éclairées électriquement; les trains, comme à présent, au gaz d’huile. Pour le chauffage des trains, on compte employer des chaudières à vapeur, chauffées électriquement, sur les locomotives. La vapeur nécessaire pour le réchauffage avant les parcours ën rampe sera fournie par des chaudières fixes. Pour les courtes marches en pente, le chauffage sera inutile.
- Pour les locomotives, on prévoit, soit deux moteurs, soit un seul. En admettant un roulement aussi serré que possible, avec dix minutes de battement dans les stations terminus, on obtient aux roues motrices des locomotives à quatre essieux les efforts de traction continus et les puissances continues ci-après : trains de voyageurs (35 kilomètres à l’heure, 340 tonnes), 4,090 kilogrammes et 530 chevaux; trains de marchandises (25 kilomètres à l’heure, 550 tonnes), 4,750 kilogrammes et 450 chevaux. Pour le calcul des moteurs monophasés, on se base sur le plus grand des deux efforts de traction, ce qui correspond à une puissance continue de 450 chevaux par locomotive pour les vitesses réduites et de 616 chevaux pour les vitesses élevées. En supposant que l.’effort de traction continu n’est que 50 p. c. de l’effort de traction pendant une heure, on obtient des puissances, en une heure, de 1,060 et 880 chevaux. Si l’on suppose, en outre, que les efforts maximums ne sont que de 35 p. c. plus grands que les efforts de traction pendant une heure, on trouve 11,040 et 12,830 kilogrammes par locomotive, c’est-à-dire des valeurs pouvant, dans toutes les circonstances, produire le glissement des roues. L’utilisation des moteurs est très bonne, puisqu’en rampe ils ne sont pas même forcés de développer les efforts de traction d’une heure.
- Les dimensions des moteurs ne seront pas calculées d’après ces chiffres, mais d’après les résultats d’un calcul pour le parcours sur une longue et forte rampe, de façon que les locomotives puissent être utilisées sur une grande ligne quelconque de la monarchie.
- Le service des trains nécessitera, au début, dix-huit locomotives. Pour réunir des résultats expérimentaux, on compte faire construire des locomotives monophasées de différents systèmes.
- Les installations de la ligne se caractérisent par les deux points suivants : la longueur exceptionnelle des voies à équiper (avec manœuvres à vapeur, 35.2 kilomètres = 214 p. c. de la longueur des voies principales: avec manœuvres électriques, 46.9 kilomètres = 285 p. c. de cette longueur) et les surcharges exceptionnellement grandes.
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- Ces dernières dépendent du nombre de trains marchant en rampe, en cas de retards. Il a fallu admettre d’abord, dans le cas le plus défavorable, trois trains d’un poids brut total de 1,380 tonnes; si l’on réussissait, en combinant convenablement les horaires, à n’avoir simultanément que deux trains gravissant la rampe, on pourrait compter sur une diminution considérable des surcharges. C’est ce que montre le tableau suivant, qui indique les puissances en chevaux sur les arbres de turbines d’une usine à turbines à vapeur ou hydrauliques, supposée située dans le voisinage de Trieste :
- N° — Service des trains. Manœuvres. . Total.
- 1 Puissance moyenne de vingt-quatre heures en chevaux, moyenne de l’année. 935 610 1,545
- 2 . Idem, le jour du trafic le plus intense 1,181 724 1,905
- 3 ! Puissance maximum . . 9,754 1,186 10,940
- 4 ' ' - 1 /3\‘ 3 trams gravissant / S 71 ••••••• la rampe. . . • 1 ' [-/?) ..... . 1 \2J 10.4 2.0 7.1
- 5 8 3 1.6 5.7
- 6 ! Puissance maximum . . '< 7,264 1,186 8,450
- 7 \ !6\ 1 2 trains gravissant / ! 7 • • • • - • • la rampe. . . . \ ' ' j-'] ...... , 7.8 2.0 5.5
- 8 6.1 1.6 4.4
- A \2l
- 11 résulte de ce qui précède qu’il se présente ici un cas extrême, où une légère modification de l’horaire (suppression de la présence simultanée de (trois trains, dans un à deux cas par jour) permet d’éviter une puissance maximum de 2,500 chevaux.
- La réduction du grand facteur de charge, au moyen de la décomposition des trains de marchandises -en. de plus petites unités, est rendue très difficile dans ce cas par les longues sections de bloc et par la nécessité d’emmener le plus rapidement possible, avec des locomotives à vapeur, les trains qui arrivent à Opcina. Un remède efficace consisterait à reporter à Opcina les manœuvres de triage nécessaires.
- Leealcul des conducteurs a été établi pour une tension moyenne de 10,000 volts dans la ligne aérienne et pour une fréquence de 14 à 16 5/s périodes. Il a montré que, par suite de la haute tension dans la ligne de contact, il faut choisir les sections en tenant compte des risques d’incendie, et non en se préoccupant des pertes de charge.
- La figure 41 donne les pertes de charge pour la position la plus défavorable de trois trains marchant en rampe. On a supposé le centre d’alimentation situé en A, le courant étant envoyé à cette sous-station par une usine génératrice placée en Z, à une distance de 2 Ua kilomètres (ligne de jonction Z-A alternativement sous forme de câble et de conducteur nu). La plus grande perte déchargé atteint 24.0 p. c. ; elle est de 20.4 p. c, pour deux trains, de 21,9 p. c. pour deux trains •arec interruption de la ligne d’alimentation entre A. et B, de 25.3 p. c. avec interruption entre
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- C et D. On a supposé dans chaque cas une dépense maximum de 750 kilowatts pour les manœuvres à Trieste.
- 28077 ^ 771 772 '
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- Fig. 41. — Ligne de Trieste-Opcina. — Diagramme servant à déterminer les plus fortes pertes de tension.
- Explication des termes allemands ; Verschub = Manœuvres de gare. — Freiltg. = Conducteur nu. Kabel = Câble. — Spannungslinie = Courbe des tensions.
- Les plus grandes densités de courant dans les lignes de contact sont de 3.16 et, exceptionnellement, de 5.9 ampères par millimètre carré.
- Ligne de Prague-Nusle (-Smichoïc),
- Il s’agit ici de l’électrification de trois lignes sensiblement en palier, convergeant dans la station Kônigliche Weinberge (Vignes Royales) et rayonnant vers Prague (gare de l’Empereur François-Joseph), Nusle et Smichow. Le tronçon de Prague-Nusle, de 2 kilomètres de longueur, est le plus fortement chargé : il fait [partie de la grande ligne de Prague-Vienne. Le trafic est moins intense sur la ligne de Prague-Smichow, de 3.6 kilomètres de longueur. Enfin, la section de Smichow-Nusle, de 3.6 kilomètres de longueur, a un faible trafic de marchandises. Ces deux dernières lignes conduisent vers Pilsen,
- La plus forte rampe, en un seul point voisin des Vignes Royales, est de 11 millimètres par mètre. Entre cette station et la gare centrale de Prague se trouve un tunnel de 1,200 mètres de longueur, en rampe de 3 millimètres par mètre, dont une extrémité comprend le premier aiguillage d’entrée de la gare de Prag.ue.
- Les principales raisons de l’électrification ne sont pas, dans ce cas, d’ordre économique, mais d’ordre technique.
- Tout d’abord, avec la circulation intense de 150 trains et environ 60 locomotives haut-le-pied par jour, le tunnel est exposé à des dégagements de fumée qui augmentent les frais d’entretien de la voie et gênent les manœuvres du côté de Prague. En outre, on veut éviter la plupart des parcours haut-le-pied de locomotives, actuellement nécessaires entre la gare de Prague et le dépôt de Nusle, ce qui permettrait d’augmentèr encore la circulation des trains et d’améliorer sensi-
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- blement le rendement des locomotives qui actuellement, à cause du trafic intense, doivent souvent stationner jusqu’à trois heures en gare de Prague, avant de pouvoir rentrer haut-le-pied à Nusle. Ensuite, on veut éviter l’inconvénient résultant de la nécessité d’allumer les lampes de tous les trains de voyageurs avant l’entrée dans le tunnel et de les éteindre peu de temps après la sortie, en établissant un éclairage par incandescence puissant, limité à la durée du passage des trains par le tunnel. De plus, grâce à la suppression de la fumée, la peinture coûteuse de la grande halle de la gare serait ménagée. Enfin, on compte employer la future usine de traction à fournir en même temps le courant pour l’éclairage de toutes les gares de l’Etat de Prague, éclairage pour lequel on paye actuellement 19 heller (19.76 centimes) par kilowatt-heure. L’économie qui en résulterait dépasserait 100,000 couronnes (104,000 francs), si lc| prix de revient du courant s’élevait à environ 10 heller par kilowatt-heure, et rachèterait largement, selon les prévisions, l’augmentation des frais de traction due à l’adoption de la traction électrique.
- Ainsi qu’il a été dit plus haut, le tunnel est parcouru chaque jour par plus de 200 trains, y compris les parcours de locomotives haut-le-pied, tandis que sur la section de Smichow-Nusle il ne circule qu’environ vingt trains de marchandises. Le nombre de tonnes brutes par jour est, sur la section de Nusle-Prague, de 3,830 pour les trains de voyageurs, de 22,000 pour les trains de marchandises; sur la ligne de Prague-Smichow de 7,330 et 700 ; sur la troisième ligne, de Nusle-Smichow, de 11,000 pour les trains de marchandises.
- La consommation annuelle d’énergie, aux centres d’alimentation à haute tension, s’élèvera :
- Pour la traction des trains.................... à 2,200,000kilowatts-heures.
- — les manœuvres de gare.................... à 5,100,000 —
- — l’éclairage des gares.................... à 1,300,000 —
- Soit, au total. . . à 8,600,000kilowatts-heures,
- La puissance maximum atteindra 3,230 kilowatts pour 1^ traction seulement. Mais de même que sur la ligne de Trieste-Opcina on a reconnu ici qu’avec l’horaire conservé tel quel, la puissance maximum s’élèverait dans un seul cas à 4,000 kilowatts; une légère modification de l’horaire, qui peut être faite ici sur un seul train, sans toucher au service des marchandises, a donc pour effet de diminuer notablement la dépense d’établissement.
- On compte maintenir l'horaire, de même que les charges des trains, qui atteignent 300 tonnes pour les express, quelquefois 650 tonnes pour les omnibus et très souvent 1,000 tonnes pour les trains de marchandises. Il faudra en tout dix-neuf locomotives (dont cinq pour les manœuvres de triage et quatre pour la réserve et en réparation).
- Les chiffres donnés plus haut montrent que les manœuvres dans les trois gares (120,000 heures dans l’année) représentent la majeure partie de la consommation d’énergie.
- Ligne de Znaim-'Raabs (ligne du Thayatal) (!).
- Ce chemin de fer, d’une longueur de 60 kilomètres, sera à voie normale et aura des rampes maximums de 30 millimètres par mètre. On compte mettre en marche chaque jour dix trains de voyageurs avec automotrices et quatre trains de marchandises avec locomotives. Les automotrices, offrant 50 places, remorqueront au maximum deux voitures d’attelage, à 50 places chacune, à la vitesse de 50 à 60 kilomètres à l’heure en plaine et de 30 kilomètres à l’heure en
- (4) Elehtrotechnik und Maschinenbau, 1907, p. 429, et 1908, p. 283.
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- rampe de 30 millimètres par mètre. Les locomotives remorquant une charge de 250 tonnes feront 30 et 20 kilomètres à l’heure. On compte faire construire quatre automotrices à quatre essieux et deux locomotives, d’une puissance de 250 à 300 chevaux, destinées à produire annuellement 4 millions de kilomètres'voyageur s et 1,500,000 kilomètres de tonnes brutes de marchandises.
- On se propose d’employer du courant monophasé de 5,000 à 7,500 volts et de basse fréquence, sans sous-stations.
- Le courant sera fourni par deux usines hydrauliques (à Vôttau et à Frain),avec de grands barrages-réservoirs et 20 mètres de chute. Sur l’énergie totale, représentant 3,000 chevaux pendant dix heures par jour, on réservera le tiers ou la moitié pour la traction ; le surplus, produit par des alternateurs spéciaux, à 50 périodes, sera utilisé pour la force motrice et l’éclairage. On compte établir à Vôttau une usine spéciale, avec moteurs à vapeur, de 1,000 chevaux, comme réserve. Les deux usines seront reliées en parallèle par des conducteurs doubles. Pour une production totale de 5 millions de kilowatts-heures, on calcule que le prix du courant sera de 15 heller (15.60 centimes) par kilowatt-heure.
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- ANNEXE IV.
- Questionnaire détaillé relatif à la question VIII.
- A. — Questions générales.
- 1. Avez-vous envisagé l’emploi à grande échelle de la traction électrique sur les grandes lignes, dans le but d’utiliser systématiquement des forces hydrauliques, gisements de houille, tourbières, ou, d’une façon générale, des combustibles de peu de valeur ?
- Quelles raisons ont conduit, au point de vue de l’exploitation technique, à l’adoption de la traction électrique ?
- La traction électrique est-elle employée, sur les lignes équipées à cet effet, à assurer le service des voyageurs et des marchandises et, en particulier, la traction électrique est-elle organisée en vue du transport économique d’un grand tonnage de marchandises ?
- L’extension ultérieure de la traction électrique paraît-elle devoir prendre un développement favorable, ou bien, en considération particulière d’autres conditions, ne pourrez-vous procéder que progressivement à Fadoption de la traction électrique ?
- 2. Avez-vous organisé des services spéciaux à titre d’essai, pour en tirer des conclusions relativement à Fadoption plus étendue de la traction électrique?
- Avec quelles formes de courant et avec quel résultat ces services sont-ils assurés ?
- A quelle époque avez vous fait ces essais et quand avez-voüs procédé à un service régulier ?
- La traction électrique a-t-elle été reconnue équivalente à la traction à vapeur au point de vue de la sécurité et de l’économie ?
- 3. En vue du choix du courant, avez vous fait des recherches comparatives sur les applications pratiques du courant continu, du triphasé et du monophasé ou sur des combinaisons de différentes formes de courant ?
- A quelle forme de courant avez-vous donné la préférence ?
- Avez-vous choisi en particulier une tension et une fréquence déterminées dans la ligne de distribution, à titre de base pour Fadoption générale de la traction électrique, à quelles valeurs s’est arrêté votre choix et quels sont les motifs qui Font justifié?
- 4. La question YIII (IV de la 2e section) prévoit une étude du prix de revient comparatif des différents courants. Vous voudrez donc bien nous faire connaître, pour cet exposé, les calculs comparatifs de la dépense d’établissement et de l'économie en service, ainsi que votre opinion sur les avantages et les inconvénients des différents courants et sur la valeur pratique du courant choisi.
- A. Il conviendra que les réponses au questionnaire embrassent, autant que possible, les lignes sur lesquelles on a décidé d’adopter la traction électrique et pour lesquelles il existe déjà des projets complets.
- 6. Si des points intéressants et importants sont omis dans le questionnaire, veuillez les'' signaler.
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- 7. Si les installations existantes ou projetées ont fait l’objet d’articles parus dans la presse technique, veuillez indiquer les numéros des journaux qui les ont publiés ou nous envoyer des tirés à part.
- B. — Construction des lignes électriques.
- 8. Quelles sont les stations de grand chemin.de fer que la ligne électrique réunit ?
- Quelle est la longueur de la ligne, en kilomètres ?
- Quel est l’écartement de la voie, en mètres ?
- Qnel est le nombre des voies ?
- 9. Quelle est, en millimètres par mètre, la plus forte rampe, et quel est son développement, en kilomètres ?
- La ligne est-elle sinueuse ?
- Quel est le plus petit rayon de courbe, en mètres ?
- Quelle est la différence d’altitude entre les deux points terminus, en mètres ?
- Pouvez-vous nous envoyer le profil en long de la ligne, avec le diagramme des courbes?
- 10. Quelle est, en tonnes, la charge par roue admissible pour le type de voie employé? Quelle est la vitesse maximum, en kilomètres à l’heure ?
- 11. Quel est le poids du mètre linéaire de rail ? Quelle est la longueur de chaque rail ?
- C. — Usine génératrice.
- 12., Quelle est la situation de l’usine génératrice par rapport au chemin de fer ? (Prière de joindre un croquis, avec indication des distances).
- 13. L’énergie électrique servant à l’exploitation du chemin de fer est-elle produite dans une usine spéciale ou fournie par une usine n’appartenant pas à l’administration, et combien de lignes sont alimentées par l’usine ?
- 14. Employez-vous des machines hydrauliques ou thermiques pour la production de l’énergie électrique ?
- Usines hydrauliques,
- 18. Quelle force hydraulique utilisez-vous ? (Nom du cours d’eau.)
- Quelle est la quantité d’eau, en mètres cubes par seconde, dont vous disposez dans les différents mois, et quelle est la chute utile ? Pouvez-vous indiquer la quantité d’eau disponible dans toute l’année, sous forme de tableau ou de graphique?
- 16. Quels sont les avantages spéciaux qui ont justifié le choix de la force hydraulique? Existe-t-il un réservoir naturel ou artificiel de l’eau ? Quelle est la capacité du réservoir en mètres cubes utiles et en kilowatts-heures?
- 17. Quelle est, en chevaux effectifs, la puissance utilisable mesurée sur la turbine ?
- 18. Combien de machines hydrauliques sont en service, de quel type sont-elles, quelle est
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- leur puissance en chevaux et quel est le nombre de tours par minute ? Quel est le mode de construction des régulateurs et quelles conditions remplissent-ils pour les variations de charges ?
- 19. Quelle est la puissance de toutes les dynamos en kilowatts ? Chaque génératrice a-t-elle sa propre excitatrice ou employez-vous des groupes d’excitatrices indépendantes ? Est-on forcé, à cause des moteurs de traction, d’observer des conditions spéciales pour obtenir une tension aussi uniforme que possible, et quels sont les moyens (machine compound, régulateur Tirrill) employés à cet effet ?
- 20. Quelle est la dépense d’établissement de l’usine électrique, par kilowatt de groupe électrogène monté, en envisageant séparément les constructions, les turbines et les dynamos avec les appareils de distribution ?
- 21. Le service peut-il être assuré par les machines hydrauliques seules ou avez-vous monté des moteurs thermiques de réserve? Quels en sont le type et la puissance, pour quelle raison et combien de fois faut-il en faire usage ?
- (Gelées, baisse de l’eau.)
- Voir aussi la question 30.
- Usines à moteurs thermiques.
- 22. Employez-vous des moteurs à vapeur ou à gaz?
- 23. Combien avez-vous de chaudières à vapeur en service ?
- (Type, mode de chauffe, surface de chauffe, surface de grille, pression effective, vaporisation.)
- 24. Combien avez-vous de gazogènes en service ?
- (Type, production).} • t
- 25. Quel combustible employez-vous et quelle est sa valeur calorifique?
- 26. Quels sont las faits particuliers qui ont déterminé le choix de ce combustible? Le mode de production du combustible a-t-il influé sur l’emplacement de l’usine électrique ?
- 27. Employez-vous des appareils spéciaux pour l’utilisation du combustible (surchauffeurs, réchauffeurs, économiseurs) ?
- 28. Combien avez-vous de moteurs thermiques en service ? De quel type sont-ils ? Quelle est leur puissance en chevaux et quel est le nombre de tours par minute? Quelles conditions de réglage remplissent-ils ?
- 29. Quelle est, en kilowatts, la puissance de chaque dynamo et la puissance totale de toutes les dynamos? La faible fréquence a-t-elle donné lieu à des difficultés particulières dans la construction des dynamos ?
- 30. Existe-t-il, dans l’usine ou dans des sous-stations particulières, des accumulateurs servant à absorber les surcharges accidentelles ? Quel est le nombre des éléments et quelle est la capacité en ampères-heures et en kilowatts-heures ? Quel est le rendement annuel, c’est-à-dire le rapport des kilowatts-heures fournis et absorbés dans une année par l’accumulateur ? Employez-vous des machines auxiliaires spéciales pour la connexion des dynamos avec l’accumulateur et quelle est leur puissance ?
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- Quels ont été les résultats obtenus avec les accumulateurs? Quelle est la durée moyenne des éléments? L’entretien est-il confié à une fabrique d'accumulateurs, moyennant une somme fixée à forfait, pour un certain nombre d’années, ou est-il assuré par le personnel de votre administration ?
- Il conviendrait de répondre à la question 30, en la c jnsidérant comme un complément de la question 21, relative aux usines hydrauliques.
- 51. Quelle est la dépense d établissement de l’usine électrique, par kilowatt de groupe électrogène monté, en envisageant séparément les constructions, le matériel mécanique et le matériel électrique ?
- 32. Quels sont les principaux points de vue dont on s’est inspiré pour l’établissement des connexions et distributions ? Pouvez-vous nous envoyer un schéma de montage des machines et appareils et de distribution du courant?
- Il y aurait lieu de répondre aussi à cette question en ce qui concerne les usines hydrauliques ?
- D. — Transmission.
- 33. Sous quelle forme de courant l’énergie électrique est-elle transmise de l’usine aux points de consommation ? Tension. Fréquence.
- Procède-t-on, aux points de consommation, à la transformation d’une forme de courant en une autre, ou y a-t-il simplement transformation de la tension ? (Sous-station avec dynamos et accumulateurs ; stations de transformation).
- Lignes d'alimentation.
- 34. En quels points de la ligne (poteaux kilométriques) avez vous établi des points d’alimentation ? Quelles sont les longueurs et sections des différentes lignes d’alimentation et quelles sont, en moyenne, les puissances en kilowatts transmises aux différents points ? Quelles sont les pertes d’énergie et de tension po-ur lesquelles les lignes ont été calculées ?
- Quelle est la puissance des transformateurs, des moteurs-générateurs, des convertisseurs ?
- 33. Les lignes d’alimentation sont-elles posées comme câbles souterrains ou comme conducteurs aériens ? De combien de mètres les supports sont-ils espacés ? Quelle est la forme des isolateurs ? Comment sont-il fixés sur les supports ? Les isolateurs sont-ils portés par des traverses en fer ou en bois ?
- 36. Quelles mesures avez-vous prises pour garantir les conducteurs aériens contre les tensions excessives et quels résultats ont-elles donnés?
- Quelles précautions avez-vous prises contre la fusion des conducteurs aériens en cas de terre provoquée par une rupture d’isolateur ou d’un percement ?
- 37. Quelle est la dépense d’établissement pour 1 kilomètre de ligne d’alimentation et pour les stations de transformation ou les sons-stations gardées, au total et par kilowatt de machine montée ?
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- Lignes de distribution du courant.
- 38. Quel est le mode de construction adopté pour les lignes de distribution du courant 1 Comment les lignes sont-elles posées relativement à l’axe de la voie ? Quel est l’espacement des isolateurs lorsque le courant est pris sur un troisième rail, quel en est le type, comment les différents joints de rails sont-ils réunis entre eux et de quelle façon tient-on compte de la dilatation thermique ? Les conducteurs sont-ils tendus à la façon de ceux des tramways ou employez-vous une suspension multiple? (Nom du constructeur;. Employez-vous, pour la suspension des fils de distribution, des câbles ou fils spéciaux ? Quelle forme et quelle matière ont donné pour cet usage les meilleurs résultats ? Quels isolateurs employez-vous et combien de fois est répétée l’isolation par rapport à la terre ?
- Pouvez-vous nous communiquer un croquis indiquant le mode de construction de la ligne de distribution ?
- 39. Quel est le nombre de lignes de distribution? Quelle est leur section en millimètres carrés, quel profil ont-elles (joindre un croquis), quelles sont leur conductibilité électrique et leur résistance ?
- 40. Employez-vous, pour les conducteurs aériens, des poteaux en bois, en fer ou en béton armé ? De quels profils se composent les supports métalliques et les supports en béton armé et pour quelle fatigue sont-ils calculés ?
- Quelle est la hauteur de la ligne de distribution au-dessus de l’arête supérieure du rail, en pleine voie et dans les stations, et a-t-on reconnu que le choix de cette hauteur était judicieux?
- 41. Quel est l’espacement, en mètres, des poteaux sur les sections en alignement droit? Quels sont les espacements choisis pour les différentes courbes ?
- 42. Quelles sont les dispositions que vous avez prises pour le retour du courant, de quel type sont les éclissages électriques des rails et quels sont les résultats obtenus? Avez-vous déterminé les résistances des rails, les chutes de tension ohmiques et inductives sous la charge normale avec la fréquence employée en service et quel a été le résultat de ces déterminations ? Sinon, quelles valeurs avez-vous adoptées pour les calculs?
- 43. Avez-vous pris des mesures spéciales pour empêcher les incidents dans le fonctionnement des moyens de correspondance électriques (lignes à faible tension) et quels résultats ont-elles donnés?
- De quelle nature ont été les effets exercés sur les conducteurs téléphoniques doubles et sur les lignes télégraphiques et téléphoniques à simple fil, avec retour par la terre?
- Les actions dues à l’influence et à l’induction ont-elles pu être neutralisées par des dispositifs appliqués aux lignes à faible tension elles-mêmes ? Ou bien a-t-il fallu employer des profils et nombre particulier d’encoches dans le stator et le rotor des moteurs afin d’éviter les vibrations supérieures? Ou quels autres moyens ont eu du succès?
- 44. Combien y a-t-il de kilomètres de lignes de distribution pour les voies accessoires des gares? Les fils des voies de gare ont-ils le même diamètre que ceux de pleine voie?
- 43. Quelle est la dépense relative aux lignes de distribution, y compris les installations de retour, par kilomètre de chemin de fer?
- a) En pleine ligne, à simple et à double voie?
- b) Dans les gares?
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- Quelle est la part afférente aux poteaux servant en même temps de supports pour les lignes d’alimentation et à la ligne de contact proprement dite, complètement posée?
- »
- E. — Matériel roulant.
- 46. Sous quelle forme de courant et à quelle tension, avec le courant monophasé et le courant triphasé à quelle fréquence, l’énergie électrique est-elle captée sur la ligne de distribution ?
- 47. Employez-vous des automotrices ou des locomotives ou les deux genres de véhicules, et quel en est le nombre? Faites-vous usage de locomotives spéciales pour les services des trains de marchandises, des trains de voyageurs ordinaires et des trains express? Quel est l’effectif des automotrices que vous gardez en réserve pour les cas de trafic exceptionnel ou d'incidents de service ?
- Les questions ci-après concernent les automotrices et les locomotives; pour ces dernières on fera, le cas échéant, une distinction entre les locomotives pour trains de marchandises, pour trains de voyageurs ordinaires et pour trains express.
- 48. Quel est le mode de construction des moteurs? Quels sont les moyens que vous employez pour obtenir la suppression aussi complète que possible des étincelles sur les moteurs monophasés à collecteur, et quels sont les résultats obtenus?
- Il y aurait lieu de donner à cette place des renseignements détaillés sur les dimensions du fer du rotor et du stator, sur le profil et le nombre des encoches (voir à ce sujet la question n° 43 relative à l’influeneement des lignes à faible tension), sur la largeur de l’entrefer, sur les pôles conséquents, les enroulements, les accouplements de résistances, le collecteur, le nombre et les dimensions des lames collectrices, les dimensions des balais, etc.
- 49. Combien un moteur développe-t-il de chevaux effectifs et de kilogrammes à la jante de la roue motrice sans refroidissement artificiel et quel est le nombre de tours correspondant? Quel est l’effort maximum de régime d’un véhicule en kilogrammes et à quelle vitesse se produit-il? Employez-vous le refroidissement artificiel des moteurs et dans quelle proportion leur puissance augmente-t-elle de ce fait?
- Prière de joindre les diagrammes de freinage du moteur avec les échelons de réglage (vitesse, intensité du courant, valeur de la tension, puissance absorbée, rendement et facteur de puissance en fonction de l’effort de traction).
- 80. Quel est le nombre de moteurs et quels sont le nombre et la charge des essieux moteurs et porteurs d’une locomotive ou automotrice?
- 81 Quelle est la vitesse maximum, en kilomètres à l’heure, en palier et alignement droit?
- 82. Quel est le mode de régulation de la vitesse?
- (Indication détaillée des dispositions prises à cet effet, suivant la forme du courant).
- 83. De quel type sont les contrôleurs pour le démarrage et la régulation des moteurs? Le mode de construction employé permet-il de renouveler facilement et rapidement les pièces avariées?
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- 54. Existe-t-il chez vous un appareil pour la commande de plusieurs automotrices ou locomotives d’un train par un mécanicien qui se tient en tête du train (système d’unités multiples)? Ou existe-t-il des appareils permettant d’employer sans inconvénient la poussée du train par une seconde locomotive? De quel type sont ces appareils? Pouvez-vous joindre un schéma de montage?
- 55. De quel type sont les transformateurs? Quels sont leur puissance et leur poids? Un transformateur suffit-il pour l’alimentation de tous les moteurs?
- 56. Comment sont montés les conducteurs servant à réunir les frotteurs de prise de courant aux appareils, transformateurs, appareils de démarrage et de régulation et moteurs?
- 57. De quel type sont les frotteurs de prise de courant des automotrices ou locomotives et comment sont-ils actionnés de la cabine du mécanicien? Combien en employez-vous simultanément pour la captation du courant?
- 58. De quel type est le frein de service, et quels appareils auxiliaires employez-vous en outre pour le freinage? De quel type sont ces dispositifs auxiliaires?
- 59. Les moteurs entraînent-ils les essieux par l’intermédiaire de roues dentées ou de bielles, ou sont-ils calés directement sur les essieux-moteurs ? Le type choisi a-t-il donné satisfaction sous tous les rapports, ou quel type de commande préférez-vous? Les questions de la douceur de roulement et de la fatigue de la voie ont-elles influé sur la position du centre de gravité des locomotives et par suite sur la position et le mode de commande des moteurs? Avez-vous employé des essieux convergents ou des bogies et de quel type sont-ils? Comment les moteurs sont-ils montés sur les véhicules ? Avez-vous attaché une importance particulière à la simplicité du montage et de la commande et à la facilité d’accès du moteur et de remplacement des organes sujets à l’usure?
- Prière de joindre un dessin donnant toutes les indications importantes sur le mode de construction des véhicules-moteurs et notamment, pour les locomotives, celui des longerons, le montage des moteurs, la liaison des moteurs avec les roues motrices, les appareils de graissage et autres accessoires mécaniques et électriques importants.
- Quelle firme a fourni l’équipement électrique et laquelle les autres éléments de construction de la locomotive ou de la voiture?
- 60. Au bout de combien de temps ou après quel parcours kilométrique procédez-vous aux visites courantes et générales et combien ces visites demandent-elles de temps ? Quel parcours kilométrique a été obtenu avec des roues dentées?
- 61. La récupération d’énergie est-elle possible pendant la marche en pente? Le cas échéant, en faites-vous usage et quelle est l’importance de l’avantage que vous en retirez? Quelle proportion pour cent de l’énergie dépensée représente l’énergie récupérée?
- 62. Quel est le mode de chauffage et d’éclairage des trains et quel est le mode de
- construction des appareils employés à cet effet? ^
- 63. Quel appareil sert à donner des signaux?
- 64. Quel est le poids de tout le véhicule moteur et quel est celui de l’équipement électrique, en distinguant les moteurs, les transformateurs, les appareils de manœuvre, les conducteurs et
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- les frotteurs de prise de courant? Combien pèse un moteur et quel est le poids en kilogrammes par cheval-Tapeur ?
- 68. Quel est le nombre des places offertes dans les automotrices?
- 66. A combien s’élève la dépense d’établissement d’une automotrice ou d’une locomotive en ordre de marche, en distinguant entre les différents types?
- F. — Organisation du service et résultats. ,
- 67. Quel est le nombre maximum de trains de voyageurs, de trains de marchandises et de trains mixtes mis chaque jour en marche? Quel est, pour le chemin de fer, le nombre total des trains-kilomètres et des tonnes-kilomètres et le nombre de chaque catégorie de trains dans les différents mois et dans l’année? Prière de joindre un horaire graphique pour permettre d’apprécier les temps de trajet des différentes sortes de trains, l’intensité de la circulation et la durée journalière du service.
- 68. Quelle est l’accélération au démarrage des différentes sortes de trains?
- 69. Quel est le poids des plus longs trains à automotrices ?
- Quels sont les poids des différentes sortes de trains remorqués par des locomotives, non compris ces dernières ?
- 70. Quelle est la charge maximum de l’usine en kilowatts et quelle est la charge moyenne, par jour de vingt-quatre heures, de l’usine en kilowatts, les jours du plus grand et du plus faible trafic? Combien, dans une année, l’usine fournit-elle de kilowatts-heures utiles au réseau du chemin de fer?
- Prière de joindre une représentation graphique de la production d’énergie pour un jour de consommation maximum et minimum et pour une année.
- 71. L’usine appartenant à l’administration fournit-elle aussi du courant :
- à) pour alimenter les installations du chemin de fer de lumière et de forcé motrice (indiquer le nombre de kilowatts, au débit sur la jonction, et le nombre de kilowatts-heures dans une année)?
- b) pour alimenter des particuliers de lumière et de force motrice (indiquer le nombre de kilowatts et de kilowatts-heures, le périmètre desservi et les prix de vente du courant) ?
- La charge de l’usine correspondant à la traction seule, y compris les services accessoires, serait-elle suffisante pour couvrir les frais d’exploitation d’une usine de cette importance, ou l’usine est-elle forcée de fournir de l’énergie électrique à des tiers?
- 72. A quel prix revient le kilowatt-heure, l’énergie électrique ôtant produite dans une usine appartenant au chemin de fer :
- a) Mesuré à l’usine?
- b) A combien s’élèvent les frais supplémentaires pour les lignes d’alimentation, y compris
- les transformateurs aux centres d’alimentation ?
- c) De même, à combien s’élèvent les frais supplémentaires pour la ligne de contact?
- Indiquer en b) et e) la somme totale et le montant par kilowatt-heure fourni aux lignes d’alimentation.
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- Il conviendrait de donner ici un compte des frais d’exploitation comprenant l’usine, les lignes d’alimentation et les lignes de contact et indiquant la part des dépenses pour le personnel, les matières, notamment le combustible, puis, en proportion pour cent des frais de premier établissement, la part des dépenses pour l’entretien et le renouvellement des installations et pour l’intérêt et l'amortissement du capital de premier établissement. Quel est le prix d’une tonne de combustible livrée à l’usine?
- Quelle est, en kilogrammes, la consommation annuelle moyenne de combustible par kilowattheure fourni par l’usine, y compris toutes les pertes dues à l’allumage et à la condensation ?
- 73. A combien revient le kilowatt-heure lorsque l’énergie électrique est fournie par une usine étrangère? Combien prenez-vous de kilowatts-heures par an?
- (Il conviendrait d’indiquer ici en quel point est mesurée l’énergie électrique.)
- 74. Quelle est la dépense occasionnée par l’ensemble de l’entretien, l’intérêt et l’amortissement des frais de premier établissement du matériel roulant électrique et à combien évaluez-vous les différentes parts?
- 73. — Quelle est la consommation en watts-heures par tonne kilométrique brute :
- a) mesurée dans l’usine? ,
- b) mesurée dans le frotteur de prise de courant?
- 76. A combien s’élèvent les frais d’exploitation par tonne kilométrique brute?
- Il y aura lieu de considérer en établissant ce chiffre :
- 1° les frais relatifs à la consommation d’énergie, rapportés à l’usine;
- 2° le total des frais relatifs aux lignes d’alimentation et aux transformateurs ;
- 3° l’ensemble des frais relatifs à la ligne de contact;
- 4° les frais d’entretien du matériel roulant électrique ;
- 5° les frais de personnel pour la traction des trains (personnel des locomotives) ;
- 6° les frais de matières pour l’exploitation courante.
- A quelle somme s’élèveraient, par contre, les frais de traction à vapeur?
- Quelle somme l’exploitation pourrait-elle rapporter par kilowatt-heure mesuré aux centres d’alimentation si la traction électrique ne devait pas coûter plus cher que la traction à vapeur?
- 77. Employez-vous, pour la conduite des automotrices et locomotives, un personnel techniquement entraîné ? Une unité motrice est montée par combien d’agents ? La conduite du matériel de traction électrique étant plus simple, avez-vous peut-être tiré parti de cet avantage en adjoignant au mécanicien un agent de train initié à la manoeuvre des appareils de commande des moteurs, de façon que le personnel de traction ne soit pas réduit à un seul agent?
- 78. S’est-il produit des incidents importants dans l’exploitation du chemin de fer électrique et quelles en ont été les causes ?
- L’emploi du matériel de traction électrique a-t-il donné lieu, par suite de la position basse du centre de gravité et de la poussée plus forte qui en résulte, notamment dans les courbes, à une plus grande fatigue ou usure des voies que l’emploi de locomotives à vapeur, comment la différence s’est-elle accusée et comment a-t-on paré à cet inconvénient?
- 79. Circule-t-il sur la ligne de chemin de fer des trains à vapeur, outre les trains”électriques?
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- Le cas échéant, quel en est le nombre et pour quelle raison les met-on en marche? Les manoeuvres de gare sont-elles faites uniquement avec le matériel de traction électrique'?
- 80. La traction électrique a-t-elle été employée sur la ligne en question depuis le début? Ou bien avez-vous remplacé la traction à vapeur par la traction électrique, quelles sont les raisons qui y ont conduit et quels sont les avantages que vous en avez retirés? Depuis quand la traction électrique fonctionne-t-elle d’une manière définitive?
- 81. L’exploitation de l’usine électrique produisant du courant alternatif à faible fréquence pour la traction des trains devient-elle sensiblement plus compliquée par la fourniture à des tiers, pour l’éclairage et la force motrice, d’énergie électrique à fréquence plus élevée ? Avez-vous déjà monté dans ce but des machines spéciales à fréquence plus élevée (100 périodes) de sorte que la distribution se fait par un réseau complètement indépendant du réseau de traction ? Ou bien le courant à haute fréquence est-il produit, en certains points du réseau de distribution du chemin de fer, par des commutatrices ?
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- [ 62 i .33 ]
- EXPOSÉ N°. 4
- (tous les pays, sauf l’Allemagne, l’Amérique, l’Autriche et la Hongrie)
- Par le Dr W. WYSSLING,
- PROFESSEUR A L’ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE,
- DIRECTEUR DES USINES ÉLECTRIQUES DU CANTON DE ZURICH,
- SECRÉTAIRE GÉNÉRAL DE LA COMMISSION D’ÉTUDES SUISSE POUR LA TRACTION ÉLECTRIQUE DES CHEMINS DE FER.
- »
- PREMIÈRE PARTIE.'
- I. — Avant-propos.
- Les fonctions de rapporteur que nous avons assumées sur l’invitation des chemins de fer fédéraux nous imposaient la tâche de présenter au Congrès un exposé de la question de la traction électrique pour la Suisse et les autres pays, à l’exception de l’Amérique, de l’Allemagne et de l’Autriche-Hongrie. Une autre mission, laborieuse et importante, dont nous avons été obligé, contre toute prévision, de nous charger par la suite, ne nous a malheureusement pas laissé le loisir de nous consacrer en temps utile et dans une mesure suffisante à notre rôle de rapporteur;
- d’autre part, les renseignements reçus de l’étranger sur les chemins de fer électriques qui y sont en exploitation n’étaient pas assez explicites pour nous permettre de donner un aperçu complet de l’état du problème dans les autres pays. Afin d’arriver à une certaine uniformité dans la manière de traiter la question, nous nous sommes mis d’accord avec le secrétariat général du Congrès pour faire adresser aux administrations intéressées un questionnaire dont le texte était identique à celui rédigé pour l’Allemagne par le distingué rapporteur de ce pays, Mr le prof. Dr Gleichmann. Mais, comme nous venons de le dire, il ne nous est parvenu de
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- l’étranger que peu de réponses renfermant des données positives.
- Pour la Suisse, nous disposions, au sujet des chemins de fer à traction électrique, d’une plus grande abondance de documents ; il est vrai que, par suite de la faible superficie de notre pays, ils ne concernent généralement pas de très grandes exploitations. Déjà il y a une dizaine d’années, la Suisse était un champ très animé d’expériences ayant pour but d’étendre la traction électrique au delà des tramways des villes, pour l’appliquer sur les chemins de fer interurbains, les lignes spéciales et secondaires, dont certaines, celle par exemple de Berthoud à Thoune, qui fut le premier chemin de fer à voie normale à courant triphasé, marquèrent, malgré leur étendue modeste, un notable pas en avant. Depuis cette époque, on s’est occupé en Suisse, comme partout ailleurs, de la solution des problèmes plus ardus, qu’implique l’extension, dans de bonnes conditions techniques et économiques, de la traction électrique aux chemins de fer à voie normale qui nécessitent la production de très grandes puissances et présentent un développement matériel considérable. Il a fallu, à cet effet, procéder à de longues études auxquelles nos constructeurs suisses, dont on connaît l’habileté et l’esprit d’initiative, ont pris depuis dix ans une part active, parfois au prix de lourds sacrifices. C’est surtout grâce à leur persévérance énergique que nous pouvons signaler, entre autres exemples importants, parmi les cas, peu nombreux jusqu’à présent, de l’emploi de la traction électrique sur les grands chemins de fer, la preuve faite de la valeur pratique du système monophasé, à hautes tensions dans la ligne de contact, par le
- service d’essai que la « Maschinenfabrik Oerlikon » a continué pendant quatre ans sur la ligne de Seebaeh-Wettingen, et le succès du système triphasé de Brown Boveri & Cie pour l’exploitation difficile du long tunnel du Simplon. Or, au point de vue financier notamment aussi, l’électrification des grands réseaux ferrés est une affaire d’une si grande portée que même si le succès technique paraît assuré, le côté économique et la question de la solution la plus avantageuse à ce point de vue doivent être examinés très attentivement avant que l’on puisse passer à l’exécution des travaux, ou seulement à des essais étendus sur des sections importantes du réseau de chemins de fer principal. Aussi, en Suisse, tout en appliquant différents systèmes de traction électrique sur des lignes à trafic plus ou moins intense, nous sommes-nous engagés en même temps dans la voie des études comparatives. Les opinions continuant à être divisées sur certains points purement techniques de cette question, il nous a semblé utile de réunir et de classer les données théoriques et celles fournies par l’expérience pratique, afin de les contrôler les unes par les autres. Les chemins de fer fédéraux suisses et les autorités fédérales apportèrent leur appui à l’institution, due à l’initiative d’associations professionnelles et de constructeurs, d’une commission d’études suisse pour la traction électrique des chemins de fer. Depuis 1904, cette commission a fait examiner par des collaborateurs techniques et des sous-commissions spéciales toutes les questions qui se rattachent à l’électrification des voies ferrées suisses.
- Ces. études ont été menées à bonne fin avec le concours des ingénieurs de che-
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- mins de fer, en particulier ceux du réseau fédéral, et des constructeurs suisses, représentant tous les systèmes pris en considération. Elles comprenaient notamment rétablissement des horaires dans un esprit plus large (besoins actuels et besoins éventuels futurs), la détermination de la consommation d’énergie et de la puissance correspondante, la comparaison technique de tous les éléments des différents systèmes au point de vue de la théorie et des résultats pratiques, la comparaison économique des divers systèmes, enfin l’établissement de projets complets d’installation et d’exploitation de quelques réseaux typiques (chemin de fer du Go-thard et IIe arrondissement des chemins de fer fédéraux) et cela, autant que possible, en tenant compte du coût des installations hydrauliques. On commença par le choix des forces hydrauliques qu’il y aurait lieu d’utiliser. Les projets d’exploitation ont été récemment remaniés en certains points, de façon à s’adapter à des horaires plus rationnels.
- En raison surtout de la distribution très inégale des forces hydrauliques dans le pays, la possibilité d’une électrification satisfaisante de tout le réseau ferré dépend essentiellement des résultats des études des forces hydrauliques, études dont la publication ne serait pas sans présenter des inconvénients et qui, d’ailleurs, ne sont pas encore complètement terminées. D’autre part, ce sont en particulier les études des questions relatives au choix du système et à la dépense qui donnent une idée nette de l’état du problème en Suisse, et il nous semble donc que le meilleur exposé que nous puissions soumettre au Congrès sur la question VIII pour la Suisse, en ce qui concerne les points pré-
- cités, consistera en une reproduction des résultats des recherches de la Commission d’études, accompagnée de quelques indications et explications complémentaires. Nous nous sommes arrêté à ce parti, d’accord avec la Commission d’études suisse et les chemins de fer fédéraux. Nous ne pensons pas, du reste, que cet exposé perde de sa valeur si les renseignements qu’il contient paraissent prochainement sous la même forme dans les notes que la Commission compte publier à la suite de son enquête.
- Une grande partie des études de détail dont nous donnons ici les résultats sont dues à notre collaborateurs, Mr l’ingénieur L. Thormann, de Berne, d’autres à Mr l’ingénieur Dr W. Kummer, de Zurich et à Mr Weber-Sahli, de Bienne; pour certaines études plus spécialement réservées à la construction mécanique et pour le calcul des prix de revient des différentes pièces, nous avons été beaucoup secondé par les constructeurs : Maschinenfabrik Oerlikon, Brown Boveri & Cie et E. G. Alioth.
- Nous commencerons par faire un exposé de la question du système et de la question des frais pour les conditions suisses, tel qu’il résulte des études mentionnées plus haut. La seconde partie de notre travail est une description des principales locomotives électriques suisses modernes pour chemins de fer à voie normale et des locomotives modernes de construction suisse en général.Enfin, dans la troisième partie, nous groupons, sous forme de tableau, les renseignements reçus de Suisse et des autres pays sur leurs chemins de fer électriques, avec ceux relatifs aux plus remarquables chemins de fer électriques suisses, le temps nous faisant malheureusement défaut pour une étude plus approfondie des réponses venues de l’étranger.
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- Afin de pouvoir terminer notre exposé en temps utile, malgré les empêchements survenus, nous avons, avec l’agrément de nos commettants, demandé la collaboration de Mr le Dr W. Kummer, ingénieur à Zurich; nous le remercions sincèrement ici d’avoir bien voulu nous prêter son concours.
- II. — Choix du système.
- Au début de ses travaux, la Commission d’études suisse fut obligée de se poser la question suivante : Existe-t-il des systèmes de traction électrique répondant d’une façon incontestablement suffisante à tous les desideratums d’un service de grand chemin de fer? Aujourd’hui, l’ingénieur peut, sans hésiter, répondre affirmativement à cette question; nous pouvons avoir la certitude du succès de la traction électrique.
- D’autre part, tout le monde sait que durant ces dernières années on a réussi à élucider plus ou moins complètement la question de savoir quel est le système qui offre les plus grands avantages dans un cas particulier donné et lequel est préférable, d’une manière- générale, au point de vue purement technique. En ce qui concerne la Suisse en particulier, il est plus difficile de répondre à cette question, car les conditions y sont très variables et il s’y agit spécialement de la supériorité économique à atteindre avec les usines actionnées par des forces hydrauliques. En exposant ci-après les recherches faites à ce sujet par la Commission d’études suisse et les conclusions auxquelles elle s’est arrêtée, nous ferons remarquer de nouveau que toutes les constatations des propriétés des divers systèmes et les hypothèses rela-
- tives à celui qui serait réellement applicable, sans risques d’insuccès, ont été établies par les membres et les experts de la Commission après une discussion approfondie avec les constructeurs et les représentants des différents systèmes.
- Nous examinions d’abord les propriétés purement techniques des divers systèmes en prenant pour base, d’une part, les conditions qu’un système de traction doit remplir au point de vue du service des chemins de fer, et, d’autre part, les avantages électro-mécaniques et économiques des systèmes; il va sans dire qu’avant d’arriver à une conclusion définitive, il fallait procéder, à l’aide de projets détaillés, aux comparaisons de frais dont il sera question dans le chapitre suivant.
- La comparaison de divers systèmes nécessite des hypothèses numériques fermes concernant les tensions et autres conditions techniques dont les résultats acquis et la sécurité du service indiquent l’emploi. Dans cet ordre d’idées, nous avons dressé la liste suivante des systèmes à distribution du courant par ligne de contact et à retour par les rails, qu’il y a lieu d’envisager :
- Gourant continu avec troisième rail pour tensions ne dépassant pas 800 volts;
- Courant continu avec ligne aérienne pour tensions atteignant 3,000 volts, ou 2 X 3,000 volts dans les lignés à trois fils ;
- (Dans ces deux cas, il est généralement fait usage de sous-stations auxquelles l’énergie est amenée, sous forme de courant triphasé à haute tension, par un conducteur nu) ;
- Gourant triphasé, avec deux lignes aériennes, d’une tension combinée de 5,000 à 8,000 volts et d’une fréquence de
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- 15 à 50 périodes, avec transmission primaire du courant triphasé à haute tension à des sous-stations qui peuvent servir, le cas échéant, de stations-tampons;
- Courant monophasé avec ligne aérienne, d’une tension pouvant atteindre 15,000 volts et d’une fréquence de 15 à 25 périodes, soit avec génération primaire de courant monophasé, ou de courant triphasé d’une plus haute tension, transformé dans dés sous stations qui peuvent aussi servir de tampons.
- En fixant la limite de la tension, il faut tenir compte en premier lieu de l’équipement des véhicules, et surtout des moteurs actionnant les essieux. Pour le moteur à courant continu, des tensions de500 volts, pouvant même atteindre 800 volts, donnent de bons résultats depuis longtemps. Lorsqu’il s’agit de moteurs d’une plus grande puissance, pour lesquels l’induit peut recevoir, même avec des tensions élevées, un enroulement en barres, on a employé avec succès des tensions plus fortes en utilisant deux collecteurs par moteur (Saint-Georges de Commiers-La Mure 1,200 volts, Métropolitain viennois 1,500 volts par moteur). Grâce à l’emploi de pôles auxiliaires, on a récemment pu atteindre 1,000 et 1,200 volts par collecteur : le cas s’est notamment produitdans ces tout derniers temps sur des lignes interurbaines des Etats-Unis. Dans un avenir prochain on pourra donc sans doute compter sur une tension de 1,500 volts par collecteur.
- Pour tous les systèmes à courants monophasé et triphasé, dès qu’on admet des transformateurs sur les véhicules, là tension limitée des moteurs n’entre plus en considération pour le fil de contact. Sans transformateur sur le véhicule, on
- peut sans doute compter sur 5,000 volts pour les grands moteurs d’induction triphasés, puisqu’on a employé avec succès 3,000 volts (Valteline, Simplon) et même 10,000 volts, à titre d’essai (Berlin-Zossen). Quant aux moteurs monophasés à collecteur, on a bien employé 6,000 volts dans les types fonctionnant sur le principe de l’induction (Winter-Eich-berg, Déri, etc.), sans qu’il en résulte aucun danger; par contre, pour ceux qui travaillent uniquement en série, il convient de ne pas dépasser, même pour les grands moteurs, 300 à 400 volts, 500 au maximum, dans ce dernier cas avec emploi d’un transformateur sur l’automotrice.
- D’autre part, les consommations en volts-ampères correspondant à certaines conditions de démarrage et de marche jouent un rôle dans le choix de la tension ; elles sont, en valeur absolue, les plus favorables avec le moteur à courant continu; mais comme la tension est sensiblement plus élevée pour les systèmes triphasé et monophasé, les nombres en question ne s’en ressentent pas.
- La sensibilité des moteurs pour les variations de tension n’influe pas seulement, en principe, sur la limite des fluctuations de la tension, mais encore sur le choix de la tension même. Ce fait devrait conduire, en règle générale, au choix de limites de variations de tension relativement plus étroites et de tensions relativement plus grandes pour les moteurs d’induction triphasés que pour les moteurs série à courant continu ou monophasé, car c’est sur les moteurs triphasés (et sur ceux-ci seulement) que le couple maximum à considérer pour les détresses est proportionnel au carré de la tension du moteur.
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- Les appareils de commande et de régulation dés moteurs sont un autre facteur de la limite de tension. Or, l’expérience montre qu’en- employant des systèmes de commandes indirects, les appareils de manœuvre peuvent être établis, sans risque de raté, au moins pour les mêmes tensions que les moteurs, et cela, même pour les tensions élevées des moteurs d’induction triphasés.
- Les controllers principaux et les appareils de prise de courant sur les lignes de contact ont donné dès maintenant de bons résultats pratiques pour les tensions en ligne supposées plus haut.
- Il reste à examiner la limite imposée à la tension par la ligne aérienne. Pour le troisième rail, en raison du voisinage de la voie de circulation et de la construction mécanique nécessaire, on ne peut pas songer à assurer une bonne isolation pour une tension dépassant les 500 à 800 volts employés jusqu’à présent, ni à dépasser cette tension à cause des risques d’accidents de personnes.
- Avec la ligne aérienne unipolaire dont
- on fait usage pour le courant monophasé, une tension de.15,000 volts, en pleine voie (service d’essai de quatre années entre Seebach et Wettingen), n’a pas donné lieu à des inconvénients; à titre d’essai (sur les chemins de fer de l’État suédois, etc.), on a sensiblement dépassé; avec succès1, cette limite. Il est vrai que pour les souterrains humides on manque d’expériences et de résultats; de récents essais (tunnel du Sim-plon) paraissent indiquer qu’il serait préférable de s’en tenir à environ 10,000 volts.
- Pour la ligne aérienne bipolaire du courant triphasé (ou, le cas échéant, du système à trois fds à courant continu), la tension de 3,000 volts a fait ses preuves (chemins de fer italiens, Simplon, récemment 6,000 volts sur le « Great Northern ») et on peut compter absolument avec 6,000 volts ; nous avons adopté la manière de voir des constructeurs de ces lignes, qui ont constaté qu’on peut aller sans hésiter jusqu’à 8,000 volts.
- Nous trouvons donc les limites de tension suivantes admissibles en toute sécurité pour le service :
- - Courant continu. Courant triphasé. Courant monophasé.
- ; < Au point ,de vue des moteurs . 1,500 volts par collecteur. 3,000 volts par moteur. 5,COO à 8,000 volts. 4C0 à 500 volts pour les moteurs série. 6,000 volts pour les moteurs d’induction à collecteur.
- 800 volts pour le troisième rail.
- Au point de vue de la ligne de contact ! 3,000 volts pour ligne 1 aérienne unipolaire. 5.000 à 8,000 volts pour ligne aérienne tripoiaire. 15,000 volts pour ligne aérienne unipolaire.
- 2 X 3,000 volts pour ligne aérienne bipolaire.
- Ces considérations nous ont conduit Les raisons de la fréquence, provisoire-aux règles ci-dessus relatives aux systèmes ment admise, se rapportent aux moteurs et comparatifs susceptibles d’être employés, à la distribution du courant ; la restriction
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- ultérieure de la fréquence pour le courant monophasé fera l’objet d’une étude spéciale.
- En ce qui concerne les conditions imposées au système de traction par le service du chemin de fer, nous considérerons avant tout :
- 1° La réalisation de couples et puissances suffisants pour le service des grands chemins de fer;
- 2° L’observation de l’horaire dans toutes les conditions qui se présentent en service réel, en tenant compte du type de moteur (notamment en ce qui concerne la vitesse, son maximum, son réglage, la relation de la vitesse à l’effort de traction);
- 3° La réalisation de conditions satisfaisantes de démarrage, en particulier;
- 4° La possibilité de la traction avec plusieurs automotrices dans le même train.
- Il y a quelques années on se demandait encore s’il était possible d’obtenir, dans des conditions satisfaisantes, la puissance motrice nécessaire pour le service des chemins de fer à voie normale. Avec la traction par automotrices qui peut être employée pour les trains de voyageurs, la question fut tranchée pratiquement, dans un délai relativement court, pour tous les systèmes; la répartition de la puissance entre plusieurs automotrices conduit à de petits moteurs dont la construction fit rapidement de tels progrès que malgré la place restreinte dont on dispose il est possible de réaliser les puissances nécessaires. En ce qui concerne le système à courant continu, la preuve était faite dès le début de nos études, notamment par le Subway de New-York (voir par exemple YElektro-technische Zeitschrift, p. 111 et suiv.) et d autres chemins de fer métropolitains et suburbains; en Suisse, nous pouvons
- mentionner les chemins de fer de Mon-treux-Oberland bernois et de Fribourg-Morat-Anet, où toutefois il ne s’agit que d’assez petites puissances. De même nos services à courant triphasé sur la ligne de Berthoud-Thoune et sur le chemin de fer de l’Engelberg ne sont pas très importants, mais ont permis de reconnaître de bonne heure la possibilité de l’emploi de plus puissantes automotrices à courant triphasé. Quant à la traction par courant monophasé avec moteurs à collecteur, on peut également citer aujourd’hui des services existants, par exemple Hambourg-Altona avec un nombre très considérable d’automotrices et des puissances remarquables, puis, en Suisse, la ligne de Lo-carno-Maggiatal, celle dû Seetal et celle de Martigny-Orsières, qui représentent, il est vrai, des exploitations de moindre importance. La question resta plus longtemps douteuse pour le service par locomotives, qui nécessite de plus grandes unités motrices et qui restera indispensable pour les trains express et les trains de marchandises, en Suisse notamment pour la remorque des express à vapeur étrangers arrivant à la frontière. Aujourd’hui nous constatons que pour les locomotives aussi la preuve est pratiquement faite en ce qui concerne tous Iqs systèmes qui nous occupent ici. Depuis de longues années déjà le courant continu est employé sur le « Baltimore- & Ohio Bailroad » avec des locomotives de la General Electric Company, dont la puissance pendant une heure est de 1,440 chevaux sous pleine tension (type 1895), chaque moteur développant 360 chevaux ; des améliorations de ce type ont été reconnues nécessaires et apportées avec succès. Depuis assez longtemps aussi, le « New York Central Railroad » emploie
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- des locomotives de 2,200 chevaux pendant une heure, avec moteurs de 550 chevaux, qui ont été fournies par la « General Electric Company » et qui servent à remorquer des doubles trains de 889 tonnes à la vitesse de 75 kilomètres à l’heure. Mentionnons aussi la locomotive d’essai 10002 du « Pennsylvania Railroad », avec moteurs de 350 chevaux chacun, construite par la Compagnie Westinghouse. Dans tous ces cas il s’agit de moteurs à courant continu à allure lente, directement calés sur les essieux moteurs. Depuis ce temps, le système à courant continu a fait de nouveaux progrès : nous citerons la locomotive double, de 4,000 chevaux (Electrical World, 4 novembre 1909), construite par la Compagnie Westinghouse pour le « Pennsylvania Railroad », dont les moteurs, capables de développer 2,000 chevaux pendant vingt minutes, tournent aussi à une vitesse modérée, mais sont fixés au châssis et actionrient les essieux moteurs par l’intermédiaire de bielles. Pour les moteurs d’induction à courant triphasé, nous avons eu en Suisse la preuve pratique de la possibilité de s’en servir, au Simplon où la nouvelle locomotive Brown, type 1907, à deux moteurs de 850 chevaux fixés au châssis et attaquant les essieux par des manivelles parallèles, développe une puissance de 1,700 chevaux pendant une heure et remorque en rampe des trains de 300 tonnes à la vitesse de 75 kilomètres à l’heure, de 400 tonnes à 35 kilomètres à l’heure (compte rendu original dans la Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1909, p. 607; voir aussi, plus loin, notre description). On doutait surtout, en premier lieu, de la possibilité de construire des moteurs monophasés à collecteur de dimensions suffi-
- santes pour le service ; toute incertitude à cet égard a disparu maintenant Nous rappellerons le service d’essai de quatre ans de la « Maschinenfabrik Oer-likon »,sur la ligne deSeebaeh-Wettingen, où, à cause des conditions limitées du chemin de fer, on n’a pu, il est vrai, développer qu’une puissance des locomotives de 500 chevaux pendant une heure, avec deux moteurs de 250 chevaux fixés aux longerons et actionnant les essieux moteurs à l’aide d’engrenages et de manivelles (voir les articles publiés dans la Schweizerische Bauzeitung, vol. U, 1908, p. 185 et suiv., et vol. L1V, p. 54 et suiv., ainsi que, plus loin, notre description). Nous mentionnerons en outre, et d’une façon particulière, le « New-York, New Haven & Hartford Railroad », où des locomotives de 1,000 chevaux de puissance pendant une heure, avec quatre moteurs calés sur les essieux, remorquent des trains express de 250 tonnes à la vitesse de 115 kilomètres à l’heure et où des locomotives d’une puissance horaire de 1,200 chevaux, avec quatre moteurs, remorquent des trains de marchandises de 1,350 tonnes à la vitesse de 56 kilomètres à l’heure et des trains de voyageurs de 720 tonnes à la vitesse de 72kilomètres à l’heure (voir Elek-trische Kraftbetriebe und Bahnen, 1908, p. 81, et 1909, p. 573). Citons aussi le service futur sur le chemin de fer du Midi (France) avec plusieurs locomotives en construction de différentes provenances et de différents types, parmi lesquelles nous noterons en particulier celles des maisons suisses Brown, Boveri & Cie et fabrique de locomotives Winterthur, ainsi qu’une locomotive de 1’ « Allgemeine Elektrizitâts-Ge-sellschaft », avec deux moteurs d’une puissance, pendant une heure, de 800 chevaux
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- chacun, et enfin le service en préparation de Dessau-Bitterfeld, avec des locomotives de différentes puissances et provenances (pour ces deux derniers services, voir la Revue générale des chemins de fer, 1910 et la Zeitschrift des Vereins deutscher Inge-nieure, 1910). En s’appuyant sur ces précédents, la Société suisse des chemins de fer alpins a prévu,' pour l’exploitation du Lôtschberg, de grandes locomotives à courant monophasé qui sont en construction et qui développeront : celle de îa « Maschinenfabrik Oerlikon », 2,000 chevaux, pendant une heure, avec deux moteurs, celle de 1’ « Allgemeine Elektri-zitâts-Gesellschaft », 1,600 chevaux avec deux moteurs (Schweizerische Bauzeitung, vol. LV, p. 202 ; voir aussi, plus loin, notre description).
- La conclusion de notre commission d’études, estimant que les trois systèmes sont capables de donner des moteurs et des locomotives d'une puissance largement suffisante, se confirme pleinement aujourd’hui.
- La puissance en chevaux d’un moteur n’apporte pas à elle seule, il est vrai, la preuve qu’il suffit pour un service de traction déterminé; il s’agit aussi, avant tout, de développer l’effort de traction nécessaire ; autant que possible, il faut que les moteurs permettent d’utiliser intégralement l’adhérence pour l’effort de traction. En supposant, comme nous sommes obligés de le faire en Suisse, un coefficient d’adhérence de 1/5 et des essieux moteurs chargés de 45 tonnes chacun, un essieu moteur pourra exercer, au mieux, un effort de traction de 3,000 kilogrammes, qui devrait donc être développé par les moteurs comme un maximum pour chaque essieu moteur. Afin de pouvoir établir la
- comparaison avec la puissance en chevaux, il faut tenir compte des vitesses et des conditions du parcours. Puis on réservera, sur l’effort de traction maximum, la part nécessaire pour l’accélération, d’après nos hypothèses antérieures, pendant la période de démarrage; il reste alors pour la marche, au maximum, 2/3 à 3/4 de l’effort de traction mentionné plus haut, soit 2,000 à 2,250 kilogrammes. De ces efforts de traction disponibles pour la marche, on déduit, par exemple, les chiffres suivants :
- Vitesse, en kilomètres à l’heure. Puissance motrice par essieu moteur, en chevaux. Poids maximum -de la construction, en kilogrammes par cheval.
- 90 . 666-750 22.5-20
- 75 550-625 27-24
- 60 444-500 34-30
- '50 370-416 40-26
- 40 298-333 50-45
- Le poids maximum par unité de puissance varie donc avec la vitesse, c’est-à-dire avec l’horaire en général.
- Le tableau A, reproduit plus loin, qui comprend un certain nombre de locomotives construites, montre que les poids prémentionnés des locomotives ont été, jusqu’à présent, dépassés par la plupart* des types réalisés. Mais il est à prévoir que les lignes de chemin de fer seront rares où il faudra utiliser en pleine marche 2/3 à 3/4 des efforts de traction correspondant aux conditions d’adhérence; le plus souvent, on réservera une plus forte proportion pour l’accélération au démarrage et il ne faudra compter en pleine marche que sur peut-être îa moitié de l’effort de
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- 2.2 &
- traction maximum, de sorte que les poids spécifiques de construction pourraient dépasser de moitié, ou encore davantage, les chiffres figurant dans le tableau ci-avant. On voit par le tableau A, que quelques-unes des récentes locomotives électriques satisfont à ces conditions adoucies, c’est-à-dire développent toute la puissance compatible avec" l’adhérence. D’autre part, les locomotives à vapeur, même les plus modernes, sont loin de remplir cette condition.
- En ce qui concerne la possibilité d’observer l’horaire dans toutes les conditions qui se présentent dans la réalité, on constate que les différents systèmes ne sont pas d’égale valeur.
- L’exploitation des chemins de fer exige, à ce point de vue : a) la modérabilité de la vitesse entre des limites étendues, pour tout effort de traction qu’il y a lieu de prendre en considération ; b) l’observation de l’horaire avec les charges maximums remorquées, indépendamment du poids du train et du trafic de la ligne; c) la possibilité de soutenir les vitesses maximums (autorisées par l’administration supérieure), même en rampe, à moins que l’économie de l’ensemble (surtout avec des forces hydrauliques) n’impose une limite inférieure; cl) pour regagner des retards, la possibilité exceptionnelle d’atteindre en ipampe les vitesses maximums, même aux endroits où, pour la raison indiquée en c), on se contenterait de vitesses moins élevées.
- En partant de la puissance nominale en chevaux des moteurs et du couple normal correspondant, on peut dire que ce dernier est, pour tous les types de moteurs, proportionnel au volume actif du moteur, à l’induction magnétique dans l’entrefer
- et aux ampères-conducteurs par centimètre de circonférence de l’induit. Dans les moteurs à. collecteur,* soit à courant continu, soit à courant monophasé, on peut, en choisissant convenablement la tension aux bornes pour ce couple, réaliser, toutes les vitesses pratiquement nécessaires; avec les moteurs d’induction à courant triphasé, cela ne serait possible que moyennant le réglage simultané de la fréquence, en proportion avec la tension. Or, tout au moins dans l’état actuel de la science, on ne peut pas songer à employer des locomotives à transformateur pour réglage simultané de la tension et de la, fréquence ou pour excita-tion séparée des moteurs à courant continu afin d’obtenir une tension d’induit variable, ni à utiliser dans le train des' survolteurs pour tensions complémentaires positives ou négatives, dans le même but, ni enfin à certains autres dispositifs de réglage trop compliqués dans la pratique et dont nous ne nous occuperons pas ici. En n’employant donc que des méthodes de réglage relativement simples, il restera, pour obtenir différentes vitesses avec le même effort de traction, comme le demande la condition énoncée plus haut en a), les moyens pratiques suivants :
- Pour le moteur à courant continu, l’emploi de deux ou quatre moteurs montés en série-parallèle, afin de réaliser différentes vitesses échelonnées ; pour un seul moteur triphasé, la commutation des pôles, avec plusieurs moteurs ou des moteurs doubles, couplage en cascade. (La réflexion et l’expérience font ressortir la supériorité du premier moyen sur le second ; il est vrai que le premier ne permet pas non plus d’obtenir des échelons sensiblement équivalents comme avec le couplage en
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- série-parallèle des moteurs à courant continu, ce qui est, toutefois, d’importance secondaire.)
- Pour le moteur à courant continu et le moteur à courant triphasé, l’emploi de résistances en circuit, sous une forme simple, mais peu économique, de manière à réaliser des vitesses intermédiaires entre les vitesses-types des échelons.
- Pour le moteur monophasé à collecteur, avec caractéristique série, la modification arbitraire de la tension et de La vitesse des moteurs, à l’aide d’un transformateur-régulateur qui alourdit le véhicule, mais est nécessaire par ailleurs, à cause des tensions qui existent dans la ligne de contact.
- En consultant les tableaux ci-après, on se rendra compte des déplacements des courbes d!efforts de traction et de vitesses auxquels donnent lieu, avec les types actuels de moteurs, les différents modes de réglage, pour :
- Les moteurs à courant continu, avec contrôle série-parallèle et réglage par résistances pour différents types de l’E>-G. Alioth (ligne de la Bernina par exemple), les moteurs d’induction à courant triphasé, avec couplage en cascade pour les. plus récentes locomotives du Simplon de Brown, Boveri & Cie, et les moteurs à courant monophasé de la locomotive Oerlikon du chemin de fer du Lôtschberg, avec réglage de tension secondaire.
- Moclérabilité réalisable de la vitesse avec différents systèmes de courant.
- TYPE DU MOTEUR. Echelon de vitesse, en kilomètres à l’heure. Effort de traction normal Z0 à la jante, en kilogrammes. Fluctuation habituelle de l’effort de traction, en pour cent de Zq. Mode de réglage de la vitesse.
- 1 ' / il.3 ' i 16.9 - Moteur série-parallèle Alioth 1 22.5 ( G. T. M. 65 ; vitesse normale. ( 33 7 = 45 kilomètres à l’heure . . J ‘ i 1 45.0 ' \ 56.3 i 400 0-125 Couplage série-parallèle et shuntage pour les points non situés sur les caractéristiques.
- 1 ' / 26 Moteur d’induction à courant \ 35 ' triphasé Brown de la locomo- < c-0 |. . tive du Simplon de 1907 . f 0 \ 70 5,750 , 5,000 3,850 3,200 0-125 Changement de l’associâ-tion des pôles.
- i 7 10.5 ( 16 Moteur série monophasé de la 1 21 , locomotive Oerlikon du Lôtsch- J gg berg; vitesse normale — 42 ki- j 1 lomètres à l’heure . ... S, 42 52.5 1 \ 70.0 ^ 1 6,400 0-125 Ces vitesses et d’autres, situées entre elles, sont obtenues par réglage, de tension à l’aide de transformateurs.
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- L’observation de l’horaire est donc assurée en somme économiquement, par un nombre suffisant de degrés de vitesse possibles, tant avec le moteur à courant continu qu’avec le moteur d’induction à cburant triphasé, sur les véhicules-moteurs d’une assez grande puissance où l’on peut employer le couplage série-parallèle ou le changement du couplage des pôles; quand il s’agit de puissances modérées (services par automotrices), elle ne peut être obtenue qu’à l’aide du peu économique réglage par résistances, et il faut toujours que la plus forte charge de la ligne n’entraîne pas une chute excessive de la tension dans le conducteur de contact. Le moteur monophasé à collecteur, au contraire, remplit la condition b) économiquement et permet de parer, à l’aide du transformateur-régulateur, à une chute de tension, même anormale, en ligne; du même coup, il peut remplir aussi la condition c), à laquelle le moteur d’induction à courant triphasé satisfait tel quel, tandis que le moteur à courant continu n’y réussit pas complètement.
- L’augmentation exceptionnelle de la vitesse, prévue en d) serait réalisable dans une certaine mesure, avec le moteur continu, par l’affaiblissement du champ au moyen d’un shunt; mais elle est limitée par l’abaissement de la tension dans la ligne de contact; avec le moteur d’induc-* tion à courant triphasé, elle n’est possible que si un échelon de vitesse est gardé à cet effet en réserve et n’est pas utilisé en temps ordinaire, ou seulement sur les pentes. Enfin, avec le moteur monophasé à collecteur, il suffit d’adopter pour le transformateur-régulateur une disposition convenablement étudiée.
- La question de la possibilité deregagner
- les retards a une grande importance aux yeux-des techniciens de l’exploitation des chemins de fer. La durée des arrêts n’étant généralement susceptible d’aucune diminution, on ne pourra rattraper le temps perdu qu’en poussant la vitesse au delà de celle normalement prévue sur les rampes dont il s’agit, en d’autres termes en utilisant autant que possible le maximum de vitesse sur tout le parcours. Or, pour cela, il est indispensable que les moteurs remplissent les conditions c) et d).
- Le fonctionnement des moteurs sans réglage n’entre pas directement en considération pour le service; néanmoins il montre l’adaptation naturelle des propriétés des moteurs aux besoins du service des chemins de fer et a de l’importance pour les moteurs pour lesquels la réalisation de vitesses intermédiaires n’est généralement possible qu’à l’aide de dispositifs de réglage peu économiques (moteurs d’induction à courant triphasé et moteurs à courant continu); il est aussi particulièrement intéressant à titre de comparaison avec le fonctionnement de la locomotive à vapeur employée jusqu’à présent. A ce sujet, nous appellerons l’attention sur les courbes ci-après, qui, pour les différents types de moteurs, partent toutes du même effort de traction « normal » et de la même puissance durant une heure. Nous y avons ajouté une courbe pour « moteur de puissance constante » tel qu’on le désirerait comme « idéal » au point de vue électrique pour le moteur même et au point de vue d’une charge plus uniforme des usines génératrices alimentées par des forces hydrauliques.
- Notre conclusion est que toutes les conditions nécessaires pour l’observation de l’horaire sont remplies d’une façon Pal'
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- faite par les moteurs monophasés à collecteur, mais qu’elles ne le sont pas complètement par les moteurs à courant continu
- et les moteurs d’induction à courant triphasé; cependant ceux-ci peuvent suffire pratiquement dans la plupart des cas.
- *i
- Diagramme des efforts de traction et vitesses de différents moteurs de traction, sans régulation, pour • une puissance nominale d’environ 1,000 chevaux, avec une vitesse normale pouvant atteindre 60 kilomètres à l’heure :
- I = Courbe théorique de puissance égale (environ 1,001 che-
- vaux) ;
- II = Moteur à vapeur d’une locomotive à surehauf-
- leur 2-5-0 des chemins de fer fédéraux suisses (voir Schweizeri;che Baazeitung, vol. LV, p. 105).
- III = Moteur série continu ;
- IV = Moteur shunt continu ;
- V = Moteur série monophasé ou moteur à répulsion ; VI = Moteur d’induction triphasé.
- Pour comparer les différents systèmes de moteurs au point de vue des conditions de démarrage, il importe de déterminer la relation des efforts de démarrage nécessaires aux efforts de traction « normaux », développés pour la puissance normale ou pendant une heure. A cet effet il faut voir, avant tout, quelles sont les conditions du service (rampes et charges remorquées) dans lesquelles les moteurs doivent développer leur puissance « normale », ou ce P’on appelle la puissance pendant une heure. Cette recherche donnera des résulta très variables avec les différents pro-
- fils en long; c’est un fait qui, surtout dans notre pays montagneux, est appelé à exercer une influence capitale sur ces conditions. Il convient ensuite de fixer l’accélération (considérée comme moyenne et constante) qui est jugée nécessaire pour le service sur les différentes rampes. Nous supposerons que pour la traction électrique des chemins de fer suisses il faudrait obtenir une accélération moyenne, en mètres par seconde2, de 0.3 pour les trains de voyageurs omnibus, de 0.2 pour les trains de voyageurs express, de 0.1 pour les trains de marchandises.
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- Ces accélérations sont.généralement plus grandes quenelles que les chiffres relevés accusent pour notre traction à vapeur actuelle; en effet, d’après ces chiffres, les accélérations employées jusqu’à présentne dépassent jamais 0.15 mètre par seconde2 pour les trains de voyageurs omnibus
- et express, 0;1 mètre pour les trains de marchandises.
- En admettant une résistance moyenne au roulement de 5 kilogrammes par tonne, et en .dénommant, pour la puissance normale, l’effort de traction normal Z0, on obtient le tableau suivant :
- — Pour Sa .marche en rampe de
- 10 millimètres • par mètre. ' .15 millimètres par mètre. 20 millimètres par mètre.
- Pour le démarrage en rampe de . . . 0 5 10 ’ 0 5 . 10 15 0 5 10 20
- on trouve les accélérations ci -après , en mètres par seconde2
- Pour un effort de traction :
- Z = 2 Z0 0.25 0.20 0.15 0.35 0.30 0.25 0.20 0.45 0.40 0.35 0.25
- Z — 3 Z0 * • - . • - 0.40 0.33 0.30 0.55 0..50 0.45 0.40 0.70 0.65 0.60 0.50
- et les.efforts de démarrage, ci-après, exprimés en multiples.de l’effort de traction normal
- Pour une accélération au démarrage de :
- a = 0.2 mètre par seconde2 .... 1.66 2.00 2.3 1.25 1.5 1.75 2.0 1.0 1.2 1.4 1.8
- a = 0.3 mètre par seconde2 .... 2.3 2.6 3.0.. 1.75 .2.0 2.25 2.5 1.4 1.6 1.8 2.2
- Sur les chemins de fer suisses, l’effort de traction normal des moteurs doit être calculé à peu près partout pour des rampes comprises entre 10 et 20 millimètres par mètre. Le tableau ci-dessus montre que, dans ce cas, les accélérations nécessaires au démarrage sont atteintes partout et, le plus souvent, sensiblement dépassées lorsque l’effort de traction au démarrage est le double de l’effort normal. Or, ce desideratum peut être réalisé actuellement sans difficulté avec les trois systèmes de moteurs.
- Avec le moteur à courant continu, le double effort de traction nécessitera environ 1.7 fois le courant normal, la double
- intensité normale donnera environ 2.4fois l’effort de traction. L’expérience nous apprend qu’au double point de vue de réchauffement et des formations d’étincelles au collecteur on peut admettre l’augmentation d’intensité nécessaire,mais qu’on ne saurait la dépasser sensiblement sans inconvénient. Avec le moteur d’induction n’ayant qu’un seul degré de vitesse, le couple maximum, variant avec le carre de la tension, sera, à tension normale, triple ou quadruple du couple normal, pour une consommation de courant égale à 4 ou 4.5 fois le courant normal ; pour un effort de traction double, on compte^ environ le double de l’intensité normale
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- qui, dans ce cas encore, n’est rationnellement admissible que pour les courtes périodes de démarrage. Avec le moteur à courant triphasé à plusieurs vitesses, les limites supérieures de l’effort de traction s’abaissent, pour les faibles vitesses, à cause de la dispersion (en effet la puissance diminue), encore faut-il, avec l’intensité admissible, atteindre le couple de démarrage double. Avec le moteur monophasé à collecteur, les conditions sont similaires à celles du moteur série à courant
- continu, mais une difficulté résulte de ce qu’on ne peut pas neutraliser pendant les arrêts la tension des 1 âmes collectrices donnant lieu à des étincelles, de sorte que ce n’est qu’en choisissantune basse fréquence que l’on obtient, mais facilement alors, l’intensité normale, environ double, nécessaire pour l’effort de démarrage double.
- A titre d’exemples des efforts de démarrages réalisables et des puissances réelles et apparentes relevées, nous citerons les chiffres suivants :
- Efforts de démarrage réalisables et puissances relevées correspondantes pour moteurs des différents systèmes.
- Pour cent de l’effort de traction normal
- 50 100 150 200 260 300
- Moteur de traction à courant continu Alioth, G. T. M. 65, pour 750 volts et 65 chevaux de puissance pendant une heure.
- Puissance absorbée, en kilowatts :
- par le moteur seul 2.4 4.7 7.0 9.4 11.7 14.0
- par le moteur avec rhéostat de démarrage . . 10.0 14.8 16.1 18.6 22.0 24.0
- pour une tension normale constante.
- Moteur de locomotive à courant triphasé Brown, Boveri & Cie, D 16/6-500-320, puissance normale de 650 chevaux, 16 périodes, 3,000 volts.
- Consommation d’énergie, en kilowatts 163 325 486 650 815 9S0
- — — en kilovolts-ampères . . 248 495 742 990 1,230 1,490
- Facteur de puissance 0.655 0.655 0.655 0.655 0.655 0.655
- Moteur monophasé à collecteur, avec couplage Déri, de Brown, Boveri & Cie puissance normale de 345 chevaux, 25 périodes, 1,000 volts.
- Consommation d’énergie, en kilowatts 74 130 168 205 240 264
- — — en kilovolts-ampères . . 222 390 510 620 725 800
- Facteur de puissance 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33
- Moteur série monophasé à collecteur, de la « Maschinenfabrik Oerlikon », 12 WB, puissance de 1,000 chevaux, pendant une heure, 15 périodes, 500 volts.
- Consommation d’énergie, en kilowatts 20.5 60 97.5 140 190 250
- — — en kilovolts-ampères . . 133 280 420 560 700 860
- Facteur de puissance 0.15 0.19 0.23 0.25 0.17 0.29
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- Il est certain qu’en développant au démarrage le double de l’effort de traction normal, les moteurs ne remplissent pas encore tous les desideratums d’un bon démarrage. Si l’on veut que les puissances relevées au démarrage n’atteignent pas des valeurs excessives et par suite ne fassent pas obstacle à la fourniture de courant, surtout pour l’exploitation par forces hydrauliques, l’accélération ne se fera pas avec un effort de traction constant, mais on réduira progressivement, dans une seconde phase l’effort de traction et l’accéiération de façon qu’une certaine limite supérieure de la puissance de démarrage ne soit pas dépassée. La diminution progressive de l’effort de traction accélérateur, à mesure que la vitesse augmente, correspond toutefois déjà à la condition que nous avons énoncée pour la marche du train.
- Le moteur à courant continu nécessite, outre le couplage série-parallèle, pour le commencement de l’accélération, l’emploi peu économique des résistances en circuit ; il en est de même pour le moteur d’induction triphasé, à moins que l’on ne préfère le réglage de la tension du stator, ajouté au couplage en cascade; enfin, pour le moteur monophasé à collecteur on emploie le réglage économique par le transformateur régulateur ou par le changement de décalage des balais. Par contre, au moment du démarrage avec le moteur monophasé, le facteur de puissance est très faible ou le courant est relativement intense.
- En somme, nous constatons que la consommation en volts-ampères des trois systèmes de moteurs, pour le démarrage, est à peu près la même avec l’effort de traction normal double supposé nécessaire, tandis que la consommation en watts est la plus réduite avec le moteur monophasé. La
- légère chute de tension dans le fil de contact qui se produit au démarrage (surtout quand plusieurs trains partent simultanément) n’a aucune importance avec le courant monophasé, car il ne faut qu’une faible partie de la tension pour le démarrage, tandis qu’avec le courant triphasé, il importe de beaucoup tenir à ce que la chute de tension en ligne ne soit pas excessive si l’on veut obtenir une puissance suffisante de démarrage.
- Possibilité de la traction multiple. — Ce n’est pas seulement avec les automotrices, mais aussi avec les locomotives, qu’un service rationnel de traction, surtout dans les conditions très variables de notre pays, nécessite la possibilité d’employer la traction multiple. L’établissement d’une commande commune de plusieurs moteurs à partir d’un point central, même si les moteurs sont montés sur différents véhicules, n’offre plus aujourd’hui de difficultés; les commandes multiples indirectes ont fait leurs preuves et peuvent être appliquées à tous les systèmes. Il est nécessaire en outre que les moteurs ajoutent bien exactement leur travail. Quand il s’agit de moteurs série, continus ou monophasés, le travail concordant de plusieurs moteurs sur plusieurs essieux moteurs, même si ceux-ci appartiennent à différents véhicules, peut être réalisé aisément. Il suffit de régler les moteurs à peu près pour la même vitesse : par suite de la caractéristique série, les puissances produites se distribuent alors, même avec des moteurs inégaux, suivant les puissances possibles. L’exemple pratique du chemin de fer de Montreux-Oberland bernois montre qu’à cet effet, avec plusieurs automotrices, la commande centrale, ou con-
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- trôlepar unités multiples, n’est même pas nécessaire, mais que les automotrices, indépendantes entre elles, commandées séparément, peuvent très bien être conduites en concordance. Pour le contrôle multiple, on possède de nombreux exemples des bons résultats obtenus avec le courant continu sur les chemins de fer surélevés et métropolitains, surtout dans l’Amérique du Nord, et il sera inutile d’en parler ici. De même, pour les moteurs série monophasés, la traction multiple avec commande multiple a fait pratique ment ses preuves, par exemple sur la ligne de Hambourg-Altona (Elektrotechnische Zeitschrift, 1909, p. 1043) et plusieurs chemins de fer américains, parmi lesquels nous citerons la « Central Illinois Construction Company » (Street Railway Journal, juillet 1907).
- En ce qui concerne, au contraire, les moteurs d’induction à courant triphasé, il y a lieu de considérer la relation entre la vitesse et la fréquence, concurremment avec la diminution relativement légère de la vitesse pour une puissance croissante, en d’autres termes, le faible glissement. Ainsi, par exemple, s’il y a des écarts entre les diamètres des différents bandages de roues ou entre les rapports d’amplification, en un mot des développements différents des roues motrices pour le même nombre de tours des moteurs aux différents points, de sorte qu’on impose aux moteurs des nombres de tours différents, la machine à allure plus rapide ne fournira pas toute sa part de la puissance, elle pourra même devenir générateur pour des écarts relativement faibles, du moment que ceux-ci dépassent le glissement, et cela aux dépens de la charge de l’autre moteur. Un moyen applicable
- en pratique consisterait à compenser la résistance des moteurs, mais il en résulterait des pertes d’énergie. Cependant, l’expérience pratique du chemin de fer de Berthoud-Thoune paraît montrer que cet inconvénient, théoriquement inévitable, n’entraîne pas en réalité, avec la valeur toujours existante du glissement, d’inégalités préjudiciables de la charge ni d’inconvénients appréciables. Nous apprenons d’ailleurs que sur le « Créât Northern Railway », des locomotives à courant triphasé, à commande indirecte, en service depuis 1909, dont la disposition équivaut, au point de vue qui nous occupe, à celle de plusieurs automotrices indépendantes, ne présentent pas d’inconvénients de ce genre.
- En conséquence, la traction multiple peut être considérée comme applicable avec tous les systèmes ; toutefois, elle se réalise plus sûrement avec les moteurs à courant monophasé et à courant continu qu’avec les moteurs d’induction à courant triphasé.
- Outre les conditions que l’exploitation des chemins de fer impose par elle-même et, au point de vue purement technique aux systèmes de traction, il y a lieu de comparer les différents systèmes en prenant pour base les besoins économiques. Nous envisageons d’abord l’économie purement technique, qui comprend les points suivants :
- 1° Poids mort des moteurs mêmes ;
- 2° Consommation relative d’énergie et rendement relatif des systèmes;
- 3° Rapport de la récupération d’énergie;
- 4° Équilibrage des fluctuations de la consommation, en tenant compte des sources d’énergie.
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-
-
- VIII
- Tableau A.
- Nature
- du
- cou-
- rant.
- CHEMIN HE FER.
- fl fl
- o §
- New York Central, 6000. .
- Pennsylvania Railroad, 1909
- Berthoud-Thoune, 1899 . Great Northern. . . .
- Bertboud-Thoune, 1910
- 234
- Principales conditions d’étabr
- ;sej
- LOCOMOTIVES.
- 'si **
- MODE DE COMMANDE
- DBS ESSIEUX MOTEURS.
- Caractéristiques dérivées de la mm*
- pendant une heure. 1 nc€
- Vitesse,
- kilo-
- mètres
- l’heure.
- Effort de traction à la jante, en kilogrammes, Moment tournant, en kilogramm êtres
- de la locomotive. d’un moteur. par locomotive sur son essieu moteur. par moteur sur son arbre.
- Puis: eu cheyi
- «ai* —’
- par
- loeo-
- motive.
- XK
- Locomotives
- Baltimore & Ohio, type de 1896 . . Gearless . . I 24.0 16,000 4,000 12,400 3,100 1,440
- Baltimore & Ohio, type de 1903 . Engrenages . . . 1 17.0 13,200 3,300 7,000 - 450 800
- North Eastern - . . . . . . 1 23.0 7,000 1,750 2,800 210 600
- Métropolitain Viennois - - . . . . . . 1 25.0 5,600 l',400 3,350 190 •520
- Michigan Central Railroad. . . . . . . . . . 1 20.0 16,400 4,100 10,000 575 1,200
- Locomotives p
- Paris-Orléans Engrenages . . . . . . ! 42.0 6,000 1,500 3,700 400 920
- Paris-Versailles Gearless . . | 40.0 4,000 1,000 2,600 650 600
- Central London - ...... 5,600 1,400 3,000 750 720
- Central London . Engrenages . . . . . . ] 37.0 4,400 1,100 2,750 210 600
- Milan-Varese - . . . . . ' . j 40.0 4,000 1,000 2,800 200 600
- Locomotives p
- Gearless . | 64.5 9,200 2,300 5,200 1,300 2,200 S
- Bielles et manivelles . . S 48.0 23,000 11,500 20,000 10,000 4,000 2,3
- cales-moteurs existants.
- VIII
- 2 as
- LOCOMOTIVES.
- poids des locomotives, en kilogrammes.
- Types essieux porteurs. Types avec essieux porteurs.
- Par kilo-grammèfcre de moment tournant de la locomotive. Par cheval de puissance de la locomotive. Total. Par kilo-grammètre de moment tournant de la locomotive. Par cheval de puissance de la locomotive.
- «es faibles.
- ses
- c.!00
- ses moyennes.
- t,30ü
- ïtfo
- ses élevées.
- Locomotives f
- 90,000 17.0 41.0 1 27,800 5.4
- 168,000 8.4 42.0 ’ 2
- 13.0
- Roue dentée et manivelle Double engrenage . .
- Roue dentée et manivelle
- 18.0
- 36.0
- 24.0
- 15.72
- 21.0
- 31.5
- 42.0
- 4,400
- 2,200
- 21,640
- 8,570
- 7,720
- 6,000
- 5,140
- 2,200
- 1,100
- 5,410
- 4,285
- 3,360
- 3,000
- 2,570
- 2,700
- 16,500
- 2,3C0
- 360 3JÛ
- 950 1,900
- 145 800
- 58 faibles.
- M
- hjfjO
- 11.1 100.0
- 7.0 61.0
- , 18.3 53.0
- 10,000 3.7 33.0
- 54,000 3.3 28.0
- 18,000 7.8 23.0
- Tableau A.
- Poids de l’équipement électrique, en kilogrammes.
- Total. Par kilogram- mètre de moment tournant de la locomotive. Par cheval de puissance de la locomotive.
- Observations.
- 7.7 67.0 ï ? »
- 11.4 100.0 20,300 2.9 26.0
- 20.0 94.0 ? ? «
- 8.7 56.0 14,500 4.3 28.0
- 9.i 76.0 29,500 3.0 25.0
- N est employée en service que sous demi tension, à demi-vitesse et à demi-puissance.
- Locomotive d’essai, distribution à trois fils haute tension. ’
- 13.5 54.5 21,300 5.8 23.0
- 19.5 85.0 22,000 8,5 37.0
- 14.8 62.0 24,800 8.3 35.0
- 11.4 53.0 2 ? 1
- 12.5 58.0 2 % ‘ -
- Effort de traction normal évalué.
- Adhérenee 75 p. c. Adhérence 62 p. c.
- Transformateur sur la locomotive.
- p.dbl.2x234 - vue 1436/1585
-
-
-
- Courant monophasé. Courant triphasé.
- Tableau A. (Suite.)
- -g-ci I Valteline, type 34 . .
- =3 â j
- Sa \ o .S' )
- o 43 ( Etat italien, type Giovi
- Berlin-Zossen . .
- Valteline, type 36.
- Valteline, type 38 .
- Simplon, type 1906
- Simplon, type 1907
- VIII
- 236
- LOCOMOTIVES. (Suite.)
- Principales conditions d’établiSs
- sei
- Nature
- du CHEMIN PE FER. MOPE DE COMMANDE
- COU- DES ESSIEUX MOTEURS.
- rant.
- Caractéristiques dérivées de la puissance pendant une heure.
- Vitesse,
- en
- kilo-
- mètres
- à
- l’heure.
- Effort de traction à la jante, en kilogrammes,
- de la locomotive.
- d'un
- moteur.
- Moment tournant, en '
- kilogrammètres,
- par locomotive sur son essieu moteur.
- par
- moteur sut son arbre.
- Puissaaa en chev^ et
- par
- loco-
- motive.
- mol
- Locomotives
- Gearless | 33.0. 7,200 1,800 j 5,050 1,260 900
- 1 22.0 10,300 5,150 )
- Manivelles parallèles. . . j 6,000 3,000 2,000
- j 44.0 12,300 5,150 ) !
- cüles-moteurs existants. (Suite.
- VIII
- 237
- LOCOMOTIVES. (Suite.)
- Tableau A. (Suite.)
- poids des locomotives, en kilogrammes.
- Types
- s essieux porteurs.
- Types
- avec essieux porteurs.
- Par kilo- Par Par kilo- Par
- grammètre cheval de grammètre cheval de
- de moment puissance Total. de moment tournant puissance
- de la de la lo- de la de la lo-
- locomotive comotive. locomotive. comotive.
- Poids de l’équipement électrique, en kilogrammes.
- Total.
- Par
- kilogram-
- mètre
- de
- moment
- tournant
- de
- la locomotive.
- Par
- cheval
- de
- puissance
- de
- la locomotive.
- Observations.
- 0 moyennes.
- |K)
- 9.1 51.0 31,500 6.2 35.0
- 10.0 30.0 28,200 4.7 14.0
- fj «es élevées.
- Engrenages ..... Manivelles parallèles
- 100.0
- 32.0
- 64.0
- 25.5
- 42.0
- 64.0
- 35.0
- 70.0
- 26.0
- 35.0'
- 53.0
- 70.0
- 2,720
- 7,800
- 5,100
- 9,000
- 7,600
- 6,300
- 5,80)
- 4,000
- 11,500
- 10,000
- 7,700
- 6,400
- 680 ! 3,9C0 J
- 2,550 )
- !
- 4,500
- 7,600
- 6,300
- 2,900
- 2,000
- 5,750
- 5,000
- 3,850
- 3,200
- itOü 32.0 54.0 28,000 16.0 28.0
- Locomotives
- 200''’ _ ... ' 62,000 10.6 52.0 32,000 5.5 28.0
- 1,700 1,000
- 5,800 2,900 1,200 62,000 9.2 41.0 32,000 4.7 2*1.0
- 6,750 3,375 1,500 - 62,000 12.9 56.0 29,000 6.0 26.0
- 4,800 2,400 1,100 ! •
- IM 9.5 40 35,d00 4.9 21.0
- 7,2C0 3,600 1,700
- faibles.
- Locomotive L/j
- Murnau-Oberammergau, 1905 . . . Engrenages ...... 18.0 3,000 1,500 750 75 200
- Murnau-Oberammergau, 1909 . . . — . . 22.0 4,200 2,100 1,050 100 350
- Tunnel de Saint-Clair - 16.0 12,600 4,200 10,000 630 750
- Ligne d’essai d’Oranienburg . . . 28.2 13,400 3,350 9,400 2,350 1,400
- Ligne de Dessau-Bittersfeld, locomotive à marchandises-de Brown, Bo-veri & C1'. Bielles et manivelles. . . 25.0 6,500 6,500 3,400 3,400 600
- Effort de traction anormal aux vitesses élevées.
- A été en service avec une partie de l'équipement seulement.
- Adhérence 68 p. c.
- Adhérence
- Adhérence 71 p. e.
- 27.0 100.0 10,000 13.3 50.0
- 23.0 69.0 11,600 11.0 33.0
- 6.2 83.0 ? ? %
- 7.1 48.0 * ? •t
- 16.5 93.0' 26,000 7.6 43.0
- En service avec une partie de l’équipement seulement.
- p.dbl.2x236 - vue 1437/1585
-
-
-
- VIII
- 238
- Tableau A. {Suite.)
- Principales conditions d’étahr
- ullsseni
- LOCOMOTIVES. {Suite.)
- jeafc
- -es-moteurs existants. {Suite.)
- Caractéristiques dérivées de la puissance
- Nature du pendant une heure. *
- CHEMIN DE FER. MODE DE COMMANDE Vitesse, en Effort de traction à la jante, Moment tournant, en Puissquoc : ^
- cou- DES ESSIEUX MOTEURS. en kilogrammes, kilogrammètres, en chevaia>
- rant. kilo- par loco- par moteur sur son
- à l’heure. de la locomotive. d’un moteur. motive sur son par loco- par
- moteur. arbre. motive.
- •
- Locomotives m
- Seebach-Wettingen, n° 1-2 . . . . !
- Roue dentée et manivelles. 40.0 3,400 1,700 1,700 280 500 U
- Seebach-Wettingen, n° 3. .... Engrenages 45.0 8,100 1,350 4,450 200 1,350 35
- <5 t/1 Locomotives d’essai de la « General Electric Company ». Bielles et manivelles. . . 32.0 13,600 6,800 8,500 4,250 1,600 806
- Æ Qi O fl Alpes bernoises, type Oerlikon . .. Roue dentée et manivelles. 42.0 12,800 6,400 8,650 1,330 2,000 1,000
- I fl Alpes bernoises, type A. E. G. . . Bielles et manivelles. . . 40.0 10,800 5,400 6,860 3,430 1,600 son
- h fl O O Midi français, type A.E. G Bielles et manivelles. . . 45.0 9,000 4,500 6,100 3,050 1,500 750j
- Midi français, type Brown .... Manivelles parallèles. . . 45.0 9,000 4,500 7,200 3,600 1,500 750
- Midi français, type Thomson & Win- Bielles et manivelles. . . 45.0 9,000 4,500 5,900 2,950 1,500 750
- terthur.
- Locomotives pou
- New York, New Haven & Hartford, GeaSess 68.0 4,000 1,000 3,200 800 1,000 239
- trains express.
- New York, New Haven & Hartford, Engrenages et arbre creux . 56.0 7,000 1,750 5,600 600 1,400 350
- , trains omnibus et trains de mar-
- CD 1 chandises. 50)
- fl 1 Pennsylvania Railroad, type 10,003. Gearless 83.0 3,200 1,600 3,000 1,500 1,000
- O fl O J Ligne du Wiesental, locomotive Sie- Bielles et manivelles. . . 61.0 4,200 2,100 2 ,.500 1,250 950 43
- & \ mens.
- fl fl U Ligne du Wiesental, locomotive à Manivelles parallèles. . . 61.0 4,200 2,100 2,940 1,470 950 (5
- fl voyageurs de Brown, Boveri & C‘“.
- O Paris - Lyon - Méditerranée, type Engrenages 60.0 8,000 2,000 6,000- 500 1,8a' ÿt>
- Alioth. 0
- Dessau-Bitterfeld, locomotive ex- Bielles et manivelles. 85.0 2,850 2,850 2,300 2,300 900
- press.
- VIII
- 239
- LOCOMOTIVES. (Suite.)
- Tableau A. {Suite.)
- oids des locomotives, en kilogrammes. Poids de l’équipement électrique, en kilogrammes.
- Types essieux porteurs. ' avec Types . essieux porteurs. Par kilogram- mètre Par cheval Observations.
- par kilo-grammètre 4e moment tournant de la ' locomotive. Par cheval de puissance de la locomotive. Total. Par kilo-grammètre de moment tournant de la locomotive. Par cheval de puissance de la locomotive. Total. de moment tournant de la locomotive. de puissance de la locomotive. (
- moyennes
- 24.0 84.0 21,000 12.0 42.0
- 17.0 56.ü 113,000. 13.0 71.0 33,000 7.4 2 24.0 2 A été en service avec une partie de l’équipement seulement. En service avec une partie de l’équipement seulement.
- 10.0 43.0 42,000 4.9 21.0
- 93,000 13.5 58.0 50,000 7.3 31.0 Adhérence 73 p. c.
- 83,000 13.6 55.0 2 Adhérence 70 p. c.
- 80,000 11.1 53.0 42,000 5.8 28.0 Adhérence 68 p. c.
- ! 86,000 14.5 57.0 46,000 7.8 31.0 Adhérence 63 p. c.
- levées.
- | 24.0 | 77.0 118,000 21.0 84.0 2 2 2 2 2 i Adhérence 72 p. c.
- 65,250 22.0 65.0 2 2 2
- 68,600 27.0 72.0 2 2 % Adhérence 67 p. c.
- 65,000 22.0 69.0 31,000 10.5 33.0 Adhérence 65 p. c.
- 136,000 23.0 76.0 72,000 12.0 40.0 Adhérence 53 p. c., locomotive à redresseur.
- 60,000 26.0 67.0 2 2 2 Adhérence 47 p. c.
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-
-
-
- Tableau B. — Principales conditions d’établissement de véhicules-moteurs existants.
- AUTOMOTRICES.
- Nature
- du
- courant.
- Courant
- continu.
- Courant
- triphasé.
- CHEMIN DE FER.
- Caractéristiques dérivées de la puissance pendant une heure.
- <D
- JS
- w
- SS
- i> 'S
- Effort de traction à la jante, en kilogrammes,
- Moment
- tournant,
- en
- kilogrammètres,
- <D O
- w a
- Puissance
- en
- chevaux,
- Poids
- de l’équipement électrique.
- Total.
- £s g œ
- <3 a o
- s ë'B
- S = o g*, B tca$ O <x>
- *~ £ ci
- ÛH
- a S ®
- Cil O CD £ 73 O
- 73 2
- €.§
- a
- fq
- Observations.
- Automotrices pour vitesses faibles.
- Fribourg-Morat-Anet. . Tabor-Becliyne....
- 1:4.0 21 5,000 1,250 2,500 160 400 100 12,000 4.8 30
- 1:5.0 17 1,900 475 800 40 120 30 5,300 6.6 44 Répartition de la tension entre 3 fils.
- Automotrices pour vitesses moyennes.
- 1 Lancasliire & Yorkshire Railway, voitures à deux moteurs. 1:2.15 32 2,100 1,050 1,120 260 250 125 7,000 6.2
- . Lancasliire & Yorkshire Railway, j voitures à quatre moteurs. 1:1.95 32 5,000 1,250 2,670 340 6t0 150 17,000 6.4
- 1 Paris-Versailles, voitures à deux 1 moteurs. % 45 1,800 900 705 » 300 150 6,500 , 8.5
- • VaviH- V «rHu\U«H, voitures n tiuut.ro < 4r> 1,900 475 l.OfX) ¥ 320 80 11,000 / II .0 /
- - — L * t j nlIül 1 »« (
- / Miian-Varese, voitures à deux moteurs. J : 2.5 43 1,9<X) 950 1,000 LL. 200 \ 300 150 \ 6,500 6.5 \
- Milan-Varese, voilures â quatre moteurs. 1 :2.5 43 3,800 950 2,000 200 600 150 12,000 6.0
- North Eastern 1:3.24 29 2,800 1,400 1,300 200 300 150 6,300 4.8
- Berthoud-Thoune . .
- Automotrices pour vitesses moyennes.
- 1:3.0 i 36
- Valteline
- 1:1
- I
- 36 1,800 450 920 77 240 60 10,000 10.9 42
- 32 2,000 500
- 1,170 290 300 75 [23,000 19.7 77
- 64 1,260 320
- Courant
- triphasé.
- Courant
- monophasé.
- Automotrices pour vitesses très grandes.
- Berliu-Zossen, voitures de l’A. E. G. | 1:1 j 210 | 2,300 j 575 | 1,440 j 360 | 1.800 j 450 j 29,870 j 20.0 j IG |
- Automotrices pour vitesses faibles.
- Murnau-Oberammergau. j 1:5.0 j 20 | 3,600 j 900 j 1,800 j 90 j 200 j 100 j 11,700 | 6.5 j 59 |
- Automotrices pour vitesses moyennes.
- i Johannistal-Spindlersfelde .... 1:4.0 38 ' 1,800 900 900 112 250 125 6,000 6.7 24 Sans
- transformateur.
- Vienne-Badrn 1 :3.2 40 1,100 275 470 37 160 40 10,500 24.5 66 En même temps pour courant mono-
- 1 phasé et courant
- ! triphasé.
- Courant j monophasé.1 Midland Railway, voitures Siemens. 1:3 32 3,300 1,650 1,800 300 400 200 19,000 10.5 47
- j Midland Railway, voitures Westing- 1:2.8 32 2,500 1,250 1,400 250 T0 150 15,000 12.0 50
- 1 house.
- ! Hambourg-Altona ? 28 3,500 1,750 1,750 ? 360 180 12,500 7.2 35
- A
- IIIA iiia
- p.dbl.240 - vue 1439/1585
-
-
-
- VIII
- 242.
- Poids mort des moteurs, de l’ensemble de l’équipement moteur et des véhicules moteurs. — Jusqu’à présent, pour vérifier ces caractéristiques, on rapprochait généralement le poids des moteurs et véhicules de leur puissance (normale) en chevaux. Or, certains collaborateurs et membres de notre commission d’études affirment que la manière de trouver cette relation est incorrecte en principe et qu’il faut lui substituer le rapport du poids au couple normal ou à l’effort de traction. (Voir par exemple Schweizerische Bauzeitung, 1909, LIV, p. 300, et Elektrische Kraft-betricbe und Bahnen, p. 716.) Avec l’un et l’autre mode de comparaison on obtient, qualitativement, le même résultat; il est vrai que, quantitativement, la relation numérique devient sensiblement différente.
- Dans l’article précité delà Schweizerische Bauzeitung, notre collaborateur, le Dr W. Kummer, a montré, sur un exemple typique pour les conditions suisses, à quel point peuvent être inexactes les notions auxquelles mène un chiffre de poids comparatif mal choisi, et que les dimensions des véhicules moteurs sont fonction du couple qu’il s’agit de produire; on peut donc, à titre approximatif, admettre encore une relation proportionnelle avec la puissance lorsqu’il s’agit de comparer des véhicules faisant à peu près le même service, c’est-à-dire, par exemple, des automotrices de lignes interurbaines entre elles et de lignes rapides entre elles, des locomotives pour trains express entre elles et pour trains de marchandises entre elles, etc.
- La nature particulière des moteurs monophasés à collecteur et la nécessité, avec ce système, d’employer des transforma-
- teurs sur le véhicule, entraînant en même temps, il est vrai, le meilleur réglage de la vitesse, permet de prévoir théoriquement que le poids spécifique des moteurs, envisagé aux deux points de vue en question, doit être plus grand avec le système monophasé qu’avec les autres. Nous avons groupé dans le tableau ci-avant un certain nombre de ces types, en nous basant sur les points de vue qui viennent d’être exposés et en plaçant, dans chaque groupe, les anciens types au commencement et les plus récents à la fin.
- Ce tableau montre que, comme la théorie le faisait prévoir, le courant continu et le courant triphasé sont à peu près équivalents au point de vue du poids proportionnel, tandis que le système monophasé donne une relation moins avantageuse; avec les types modernes, comparés pour des conditions analogues, les écarts ne sont encore, il est vrai, que peu appréciables. Par contre, pour le même système, on constate des différences relativement sensibles qui résultent, non seulement des progrès de la construction mécanique en général, mais surtout de l’ordre de grandeur des moteurs ou équipements, ainsi que de l’emploi ou du non-emploi du refroidissement artificiel, grâce auquel on peut notablement augmenter, pour les trois systèmes, la puissance par unité de poids. Dès aujourd’hui le poids mort a été réduit dans des proportions importantes, relativement à la traction à vapeur; la preuve en est fournie par la comparaison avec les locomotives à vapeur modernes.
- Pour des types modernes et des projets établis avec soin, on peut compter avec une certitude suffisante que, pour les trois systèmes dont il s’agit, les poids des loco-
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-
-
-
- VIII
- 243
- motives ou de l’ensemble des équipements des appareils de régulation supposés et électriques des automotrices, avec emploi décrits, seront les suivants :
- — Courant continu. Courant triphasé, j Courant monophasé.
- i 50 à 55 kilogrammes Poids des locomotives pour une vitesse d’environ ) Par cheval- 40 à 60 kilomètres à l’heure ) 11 kilogrammes . f par kilogrammètre. f 28 à 30 kilogrammes Poids des équipements d’automotrices pour une \ par cheval, vitesse d’environ 40 kilomètres à l’heure . . • ) 6 à 7 kilogrammes f par kilogrammètre. 45 à 60 kilogrammes par cheval. 10 à 12 kilogrammes par kilogrammètre. 30 à 35 kilogrammes par cheval. 7 à 8 kilogrammes par kilogrammètre. 50 à 75 kilogrammes par cheVal. 11 à 13 kilogrammes par kilogrammètre. 30 à 35 kilogrammes par cheval. 7 à 8 kilogrammes par kilogrammètre
- Au point de vue de la réduction au minimum du poids mort du matériel de traction il y a donc lieu de constater, tout d’abord, que les trois systèmes utilisables sont incomparablement plus avantageux que la traction à vapeur. Comparés entre eux, les courants triphasé et continu, employés sur les locomotives, sont sensiblement équivalents, tandis que le monophasé est d’environ 20 p. c. plus défavorable; pour le service à automotrices, la traction par courant triphasé et par courant monophasé donne à peu près les mêmes résultats, le courant continu est d’environ 5 p. c. plus avantageux..Il ne faut pas oublier, toutefois, que la différence pour cent de poids du matériel de traction électrique ne représente qu’un très faible écart dans le poids total des trains remorqués et que si, avec le système monophasé, le poids est un peu plus grand, les conditions de régulation sont, par contre, meilleures.
- Consommation d’énergie et rendement relatifs des systèmes. — Parmi les rendements qu’il y a lieu de considérer dans la traction électrique des chemins de fer, c’est surtout celui des moteurs qui dépend du système et qui n’est susceptible de per-
- fectionnement que jusqu’à une certaine limite; les générateurs, convertisseurs et transformateurs ne viennent qu’en seconde ligne, car l’emploi de plus grandes unités permet d’en réduire le nombre et, par suite, d’améliorer beaucoup le rendement de ceS appareils. Quant à la ligne, on dispose toujours des moyens techniques nécessaires pour en élever à volonté le rendement. Par conséquent, le rendement des lignes et de l’ensemble du système ne constitue, que concurremment avec l’exploitation, l’entretien et l’amortissement, un critérium pour la comparaison des systèmes. C’est une remarque dont il faut bien tenir compte pour la comparaison des rendements, qui, on le voit, n’a pas une portée décisive.
- En ce qui concerne les rendements des moteurs, rapportés à la transformation de l’énergie entre les bornes des moteurs et la jante des roues motrices, qui correspondent aux différentes conditions du service, avec introduction des facteurs de puissance pour les moteurs monophasés ou polyphasés, on trouvera ci-après des renseignements sur quelques moteurs de traction des différents systèmes, construits par des maisons suisses; nous ferons expressément remarquer que dans tous
- p.3x243 - vue 1441/1585
-
-
-
- VXII
- 244
- les tableaux ci-après, il s’agit des systèmes avec lesquels la régulation de la vitesse peut être effectuée sans aucune espèce de pertes supplémentaires dans les organes régulateurs. Avec le courant continu, la régulation de la vitesse est uniquement subordonnée à la présence d’un nombre suffisant de moteurs sur le véhicule pour pouyoir réaliser un bon couplage en série parallèle, qu’il faut encore seconder en certains points du shuntage des bobines de champ; dans le cas qui nous occupe, nous envisageons un équipement à quatre moteurs. Avec le moteur triphasé, la régulation a lieu par changement de couplage des pôles; lorsqu’il s’agit de courant mo-
- nophasé, elle est effectuée, sur le moteur Déri, à l’aide du décalage des balais, et sur le moteur série, à l’aide du réglage de la tension du transformateur principal, ce dernier existant dans tous les cas.
- (Le tableau ci-après concerne les mêmes moteurs qui ont déjà été cités comme exemples.)
- Pour un moteur à courant continu, type G. T. M. 65 de la Société d’électricité Alioth, puissance de 66.5 chevaux pendant une heure, à la vitesse de 45 kilomètres à l’heure e?t 400 kilogrammes d’effort de traction normal, à la jante de la roue, les rendements sont les suivants :
- Rendements pour cent pour marches à différentes vitesses.
- - Efforts de traction , en kilogrammes
- 100 150 200 300 400 500
- i / 11.25 .... 72.5 72.9 71.5 69.2 64.0 61.3
- ! [ 16.£5 .... 75.5 76.6 76.4 75.2 72.6 69.0
- ) 22.5 ... 77.5 78.5 79.1 80.6 67.5
- Vitesse, eu kilomètres à l'heure. . c gg ^ 79.1 81.0 81.0 82.5 • 81.0 98.4
- r 45.0 .... 80.0 82.0 83.0 84.0 83.2 81.5
- \ 56.25 . . . 81.0 83.4 84.5 85.5 84.5 83.0
- Pour un moteur d’induction à courant triphasé avec changement de couplage des pôles, type D 16/6-500-320 de la Société Brown, Boveri & Cie, puissance de 650 chevaux pendant une heure, à la vitesse de
- 74 kilomètres à l’heure et 2,400 kilogrammes d’effort de traction normal à la' jante de la roue, les rendements et facteurs de puissance sont les suivants :
- Rendements pour cent pour marches à différentes vitesses.
- - Efforts de traction, en kilogrammes
- 600 900 1,200 * 1,800 2,400 3,000
- | f 27.5 .... 80.0 84 85 85.5 84 81.5
- i Vitesse, en kilomètres à l’heure . ) 84.5 87 88 87.5 85 80.0
- 1 j 55.0 .... 86.0 87 88 85.0 89 8. .0
- I l 74.0 . . . 89.0 91 90 90.5 89 87.0
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- VIII
- 245
- Facteurs de puissance pour marches à différentes vitesses.
- Efforts de traction , en kilogrammes
- 600 900 1,200 1.8C0 2,400 3,000
- ( 27.5 .... 0.36 0.50 0.59 0.71 0.80 0 82
- \ 37.0 . . . . 0.50 0.61 0.70 0.795 0.82 0.82
- Vitesse, en kilomètres à l’heure. . / i 55.0 .... 0.80 0.86 0.895 0.91 0.90 , 0.91
- 1 74.0 .... 0.8S 0.905 0.935 0.905 0.91 0.915
- Pour un moteur monophasé à collecteur, avec réglage Déri, type E 12 450-250 de la Société Brown, Boveri & Cie, puissance de 345 chevaux pendant une heure,
- à la vitesse de 74 kilomètres à l’heure et 1,260 kilogrammes d’effort de traction à la jante de la roue, les rendements et les facteurs de puissance sont les suivants :
- Rendements poiir cent pour marches à différentes vitesses.
- . Efforts de traction, en kilogrammes
- 315 472 630 945 1,250 1,575
- | 18.5 ..... 70 66 64 65 60 50
- i 28.0 .... 71 72 73 74 70 63
- J 37.0 .... Vitesse, en kilomètres à l’heure. . ( 72 78 79 82 78 75
- j 55.5 .... 73 84 87 92 92 91
- / 74.0 .... 74 84 87 90 90 82
- [ 92.5 .... 66 76 80 88 80 60
- Facteurs de puissance pour marches à différentes vitesses.
- Efforts de traction , en kilogrammes
- 315 472 630 945 J,260 1,575
- / 18.5 .... 0.38 0.45 0.50 0.55 0.60 0.70
- 1 28.0 .... 0.45 0.53 0.58 0.63 0.68 0.77
- J 37.0 .... Vitesse, en kilomètres à l’heure. . \ 0.52. 0.59 0.65 0.71 0.76 0.82
- 1 55.5 .... 0.64 0 70 0.76 0.84 0.88 0.89
- I 74.0 .... 0.85 0.80 0.85 0.90 0.91 0.89
- [ 92.5 .... 0.84 ' 0.87 0.90 0.89 0.85 0.81
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- VIII
- 246
- Pour un moteur monophasé série type 12 W B 1000 de la « Mascbinenfabrik Oerlikon », d’une puissance de 1,000 chevaux pendant une heure, avec 42 kilo-
- mètres à l’heure de vitesse et 6,400 kilogrammes d’effort normal de traction à la jante de la roue, les rendements et les facteurs de puissance sont les suivants :
- Rendements pour cent pour marches à différentes vitesses.
- — Efforts de traction en kilogrammes
- 1,600 2,400 3,200 4,800 6,400 8,000
- 10.5 . . . 76 71 77 78 78 77
- 16.0 .... 79 80 81 82 83 82
- | 21.0 .... 82 83 84 85 85 84
- Vitesse, en kilomètres à l’heure . . 32.0 ... 83 84 85 86 86 85
- ! 42.0 . . . 84 86 87 87 87 86
- ' 52.5 .... 85 86 87 88 88 87
- \ 70.0 .... 87 88 89 89 89 88
- Facteurs de puissance pour marches à différentes vitesses
- ' Efforts de traction , en kilogrammes
- 1,600 2,400 3,200 4,800 6,400 8,000
- 10.5 .... 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60
- 16.0 . . . 0.75 0.75 0.75 0 75 0.75 0.75
- 21.0 . . . 0.86 0.86 0.86 0.86 0.86 0.86
- Vitesse, en kilomètres à l’heure. . . 32.0 .... 0 92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92
- 42.0 .... 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0 96
- 52.5 .... 0.965 0.965 0.965 0.965 0.965 0.965
- 70.0 .... 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97
- ^ Dans les cas examinés ci-dessus, il s’agit de la commande par engrenage simple pour le moteur à courant continu, de la commande par manivelles parallèles pour
- le moteur triphasé et le moteur Déri, par engrenage et bielles pour le moteur mono phasé.
- Si l’on tient compte, en outre, des
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- VIII
- 247
- dimensions différentes de ces moteurs et des systèmes de commande des essieux, plus ou moins différents, on voit que les moteurs monophasés ne le cèdent en rien, pour le rendement, aux moteurs d’induction triphasés et aux moteurs série à coulant continu. En comparant des courbes de rendement de grands moteurs, tels qu’on les emploie pour les locomotives des chemins de fer à voie normale, on constate que pour les types modernes, continus et triphasés, de ce genre on peut prévoir, sous pleine charge, des rendements de 0.90 à 0.93, et que les moteurs monophasés correspondants donnent, au maximum, 3 à 4 p. c. de moins. Par contre, le facteur de puissance moins élevé de tous les systèmes à courant alternatif apparaît d’abord, relativement au courant continu, comme un inconvénient pour les distributions et les sources d’énergie ; toutefois, avec le moteur série monophasé, le facteur de puissance est plus grand que pour les moteurs triphasés et les autres moteurs monophasés. Mais comme, avec les systèmes à courant alternatif en général, et notamment avec le courant monophasé, on peut employer de bien plus grandes tensions dans le fil de contact qu’avec le courant continu, le fait que le facteur de puissance est moins élevé n’a aucune importance pour les lignes, tout au moins avec le courant monophasé.
- Il importe de considérer de plus qu’en réalité, outre les régulations par échelons dont il a é^é question plus haut, il est quelquefois impossible d’éviter, en marche, l’emploi prolongé de résistances pour les moteurs à courant continu et les moteurs d’induction à courant triphasé : il se produit des pertes de charge considérables dans ces résistances, entraînant
- une diminution notable du rendement total, appareils de réglage compris. Dans ces conditions, le système à courant continu ne conserve aucune supériorité sur le système à courant monophasé, en ce qui concerne le rendement et l’absorption de volts-ampères; d’autre part, le courant monophasé a l’avantage, à ce point de vue, sur le courant triphasé. Il est vrai que dans les plus récentes applications du courant triphasé aux grands moteurs, nous voulons dire sur les locomotives du Simplon, le changement de couplage des pôles suffit, sans résistances sur le rotor ; dans ce cas, l’inconvénient dont il vient d’être question n’aurait pas lieu avec le courant triphasé.
- Si nous passons maintenant à l’examen des mêmes conditions au moment du démarrage, conditions qui sont, il est vrai, de courte durée et n’influent donc qu’in-sensiblement sur le rendement du système, rapporté à un temps plus ou moins long, nous retrouvons une différence analogue, mais plus accentuée, entre les trois systèmes.
- Des déterminations pratiques du rendement de l’ensemble des véhicules moteurs, y compris les mécanismes de régulation, ou du rendement de l’ensemble d’un train, devraient pouvoir confirmer ces considérations théoriques. Ces déterminations présenteraient beaucoup d’intérêt, car il n’existe pas d’autre moyen pour établir d’une façon irréprochable la valeur réelle des charges moyennes des moteurs et des degrés d’utilisation moyens des appareils de régulation. Nous avons réuni un certain nombre de ces exemples, empruntés aux expériences qui ont été faites en service pratique. Toutefois, il faut user de beaucoup de prudence dans l’emploi de
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- VIII
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- ces chiffres et tenir compte des circonstances pour leur appréciation. Êneffet, les conditions particulières de l’exploitation et du profil du chemin de fer dont il s’agit jouent ici un rôle tout à fait prépondérant; pour obtenir des résultats comparatifs ne prêtant à aucune critique, il faudrait pouvoir exploiter successivement avec les différents systèmes le même chemin de fer dans les mêmes conditions et effectuer en même temps des mesures. C’est sous cette réserve, et comme des valeurs d’une importance spéciale, qu’il conviendra d’apprécier les renseignements donnés plus loin.
- Des essais spéciaux relatifs aux pertes dans les résistances de réglage ont été faits sur le chemin de fer de Fribourg-Morat, à courant continu, pendant tout le parcours d’aller et retour d’un train muni alors de deux moteurs de 200 chevaux seulement, et sur le chemin de fer de Berthoud à Thoune, avec moteurs d’induction à courant triphasé sans changement de couplage des pôles : ces pertes, exprimées en fonction de l’énergie totale absorbée par le train, se sont élevées dans le premier cas à environ 13 p. c., dans le second à environ 14 p. c. On peut en conclure tout au moins qu’un système permettant d’éviter l’emploi de ces résistances offre de ce fait un avantage appréciable. (En ce qui concerne la ligne de Fribourg-Morat, il y a lieu de noter qu’actuellement les automotrices de ce chemin de fer sont équipées de quatre moteurs de 100 chevaux et que, par conséquent, le chiffre que nous venons de citer ne s’applique en aucune façon au nouvel équipement décrit dans la troisième partie de cet exposé.)
- Dans le tableau ci-après on trouvera des résultats d’essais concernant les consommations d’énergie et rendements de ser-
- vices de trains réels; nous n’avons pu indiquer les rendements qu’en y comprenant les pertes dans la ligne de contact, c’est-à-dire entre la jante de la roue et le point d’alimentation de la ligne de contact. De plus, nous indiquons, autant que possible, les rendements en y comprenant les lignes d’alimentation partant de l’usine (entre la jante de la roue et la sortie du courant de l’usine). Enfin, nous avons pu indiquer dans quelques cas le rendement des transformations, ainsi que les consommations spécifiques d’énergie par unité de travail de transport, dont il sera encore question plus loin.
- Pour la détermination des rendements donnés dans ce tableau, il a fallu dans la plupart des cas, à défaut d’essais spéciaux, supposer la valeur de la résistance au roulement. Nous l’avons fait aussi exactement que possible, en nous aidant des essais effectués et des conditions particulières de la ligne au point de vue de la vitesse, des rampes, des courbes et de la construction de la voie; la valeur supposée est relatée dans lé tableau. Comme rendements, nous indiquons partout ceux qui s’appliquent à des parcours complets de trains ou à une durée plus longue, c’est-à-dire les rapports des quantités de travail ou énergies. Par dérogation à la règle générale, on n’a pas compris directement, pour les lignes a courant triphasé, les pertes dans les lignes de contact et les rails conducteurs, et il faut donc les défalquer dans ce cas; des recherches spéciales faites spr la ligne de Berthoud-Thoune ont montré qu’elles étaient de 6 à 7 p. c., et il faut donc frapper le rendement mesuré d’un coefficient de 0.94. L’énergie libérée dans les pentes n’est pas déduite ici de celle a fournir; si on l’utilise pour des trains
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- Tableau C. — Consommations d’énergie et rendements.
- Consommation
- d’énergie
- en watts-heures Rendements
- Résistance par
- tonne-kilomètre
- désignation de la ligne. roulement prise © "3 fl 3 .S a o o r- fl fl q © §.s © ^ h © fl +^+3 0 —> o S î3 p4 fl © £ © 'ü2 . © fl © 3 ® b O •3 s Observations.
- pour base. CD -© ® <D 2.0 -rt i- g®-g - ® ® S fl V9 U © *5 fl © 5: 'fl 3,
- © g S | » a ® v fl
- Courant continu.
- Milan-Varese-Porto-Ceresio . . . 5 22.7 42 0.54 Transformation et avec accumulateurs,
- vitesse max. 50 kilomètres à l’heure.
- Paris-Orsay à Paris-Austerlitz . . 4 19.7 28.4 36.5 0.69 0.54 0.78 40 à 50 kilomètres à l’heure.
- Paris-Austerlitz à Juvisy .... 6 29.8 39 52.3 0.77 0.57 0.74 Jusqu’à 75 kilomètres à l’heure.
- Paris-Versailles 5 30.2 43 61.5 0.70 0.49 0.70 Transformation et sans batteries,
- vitesse max. 55 kilomètres à l’heure.
- Métropolitain de Paris . . . . . 5 48.5 70.5 79.3 0.69 0.61 0.89 Transformation et avec accumulateurs.
- Liverpool (tunnel sous la Mersey) . 5 46.3 66.5 66.5 0.695 Génération directe de courant continu.
- Lancashire & Yorkshire Railway Trains express
- 6 19.1 23.5 0.81 Jusqu’à 90 kilomètres à l’heure.
- (Liverpool-Southport) Trains-omnibns 0.74
- 5 36.3 49 Jusqu’à 60 kilomètres à l’heure.
- North Eastern 37.7 43.3 0.87 Transformation et sans accumulateurs
- ni transmission à distance de la haute tension.
- Fribourg-Morat-Anet 5 29 44 0.66 Jusqu’à 40 kilomètres à l’heure.
- Berlin-Grosslichterfelde (Ouest) . . 5 28.5 37.4 37.4 0.76 Génération directe de courant continu,
- vitesse max. 50 kilomètres à l’heure.
- Saint-Georges-La Mûre 7 46.2 59 0.78 Génération directe de courant continu.
- Neueliâtel-Cortaillod-Boudry . . . 7 30.5 48 0.64 .
- Montreux-Oberland bernois . . . 7 55.2 124 0.46 Transformation et avec batteries.
- Saint-Galles-Trogen 8 77.2 109 133 0.72 0.58 0.79 Transformation et avec batteries,
- Courant triphasé. 42.1 0 68 sans transmission à distance de hautes tensions.
- 4 28.6 Automotrice.
- Berthoud-Thoune 4 28.6 42.5 0.67 Locomotive.
- 4 *28.6 93.6 0.31 Mesure d’un jour.
- 4 28.6 68 0.42 Mesure d’un jour.
- 5 20 58 0.345 Suivant diagramme.
- ' alteline. 5 20 (44.5) (0.45)
- 5 17 35 0.485 Parcours individuels.
- Stansstad-Engelberg 5 20 31 0.65
- 7 55.5 115 0.483 Dans certains cas, transformateurs
- simples. Voie de 1 mètre.
- Courant monophasé.
- ^urnau-Oberammergau .... 4 29.2 43 0.68 Sans transformateurs, vitesse maxi-
- 18.5 17.7 20.8 29.2 0.63 mum 20 kilomètres à l’heure.
- Seebach-Wettingeu (parcours expéri -dentaux [en service]) 5 1 5 5 25 30 0.71 0.70 Locomotive à convertisseur. Locomo-, tive à moteurs à collecteur, avec | transformateurs. Voie de 1 mètre.
- 1 Stubaithal ! 8 49 70 0.70 /
- | ^aggiatbai ! 7 31.3 51.8 0.60
- ! 7 31.3 53.2 0.59 Sans transformateurs. Voie de 1 mètre.
- f
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- VIII
- 250
- circulant simultanément, on peut, d’après l’usine et la jante de la roue; la récupé-des essais spéciaux faits sur la ligne de ration d’énergie en pente y est donc Berthoud-Thoune, alimenter les trains 'comprise.
- d’environ 20 p. c.'d’énergie de moins et le De ce tableau, on peut conclure, en ce rendement du système augmente dans la qui concerne le rendement moyen des proportion de 1 : 0.8. Les déterminations trains, qu’il atteint approximativement, faites sur la ligne de Berthoud-Thoune pour les récents types des systèmes donnent le rendement de régime entre employés, les valeurs suivantes :
- — Courant continu. Courant triphasé. Courant monophasé.
- Sans récupération de l’énergie dans les pentes . . . Avec — — — — ... 0.70-0.80 0.65-0.70 0.68-0.85 0.70-0.75 0.70-0.87
- Nous avons déjà mentionné le fait que, moyennant une certaine dépense d’établissement, il est possible de donner au rendement des lignes à contact une valeur quelconque, c’est-à-dire de le régler économiquement. Rappelons à ce propos que pour les moteurs à courant continu, et notamment pour les moteurs d’induction, directement alimentés à la tension du fd de contact, la perte de charge doit être maintenue entre des limites plus étroites que pour les moteurs à courant monophasé, tant que, comme cela sera toujours le cas, un transformateur à cascade permet de régler la tension. Pour les transmissions à distance aux points d’alimentation ou sous-stations, les rendements sont pareils dans les trois systèmes.
- Le rôle prépondérant dans les rendements appartient aux installations de transformation du courant, dans le sens élargi du terme. Elles consistent, pour le système à courant continu, en une usine à convertisseurs rotatifs transformant le courant triphasé à haute tension en courant continu, avec ou sans batteries-tampons. Des essais ont montré que leur
- rendement annuel varie, suivant les cir7 constances, d’environ 0.65 à 0.85. Les chiffres de notre tableau correspondent à ces limites. On constate, d’autre part, que l’amélioration du rendement moyen des groupes électrogènes, réalisée grâce aux batteries-tampons, est sensiblement compensée par les pertes dans les batteries elles-mêmes.
- Pour le courant triphasé et le courant monophasé, nous n’envisagerons d’abord que les sous-stations transformant simplement la tension, en d’autres termes, des usines de transformation proprement dites. Les pertes d’énergie y sont faibles dans le cuivre, très grandes dans le fer ; en effet, ces dernières, représentant des pertes de marche à vide, existent constamment avec la même valeur. Les résultats d’essais de la ligne de Berthoud-Thoune accusent des pertes, en marche à vide, de 40 p. c. de l’énergie annuelle, et ceux de la Valteline 55 p. c. Mais on ne peut pas conclure de là que sur les lignes à courant triphasé, n1 même sur les lignes à courant monophase, il faille toujours compter avec de si fortes pertes dans les transformateurs fixes. Phis
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- VIII
- 251
- la tension qu’on peut employer dans le fil îcle contact est élevée,, plus on peut réduire le nombre de stations d’alimentation; par -, suite .aussii, celles-ci sont mieux utilisées par les puissances à fournir àda ligne entre chacune d’elles, lacapaeilé totale des transformateurs est moins élevée^et les unités employées plus grandes, leurs pertes sont donc moindres, et avec les tensions en ligne plus élevées» qu’on peut utiliser, ces pertes sont encore plus faibles pour le
- - système monophasé* que pour le courant triphasé. D’ailleurs, d’une façon générale,
- - les pertes en question diminueront très • sensiblement grâce à l’emploi de transformateurs à tôles en alliage (les oss.iis<dont il s’agit se rapportent à des transformateurs d’anciens types). Nous mentionne-
- rons à ce propos que les nouvelles tôles en alliage, pour oO périodes, 1,000 lignes de force par centimètre carré et avec 0 5 millimètre d’épaisseur,' peuvent dès aujour-hl’hui être livrées régulièrement avec des coefficients de pertes de 1.8o watt par kilogramme, tandis que ce coefficient atteint, pour les tôles ordinaires, la valeur de 3.8 watts par kilogramme.
- De toutes ces considérations et notamment des résultats obtenus jusqu’à présent, nous pourrons conclure, en ce qui concerne la comparaison des systèmes au point de vue des rendements, que dans des conditions moyennes, on peut admettre les valeurs approximatives suivantes pour le rendement des trois systèmes :
- * Courant continu. Courant triphasé avec récupération. Courant triphasé sans récupération. Courant monophasé avec récupération. Courant monophasé sans récupération.
- Pour les trains 0.75-0.80 0.68-0.85 0.68 0.70-0.87 0.70-0.75
- Pour les , lignes de contact et les rails '. 0.90-0.94 0.90-0.94 0.90-0.94 0.90-0.94 0.90-0.94
- Four la transformation sur les locomotives 0.75-0.90
- P our les transformateurs ;
- Pertes par marche à vide. . . 0,75-0.70 0.75 0.85-0.80 0.85
- Pertes dans le cuivre .... 0.94-0.96 0.94-0.96 0.94- ).96 0.94-0.96
- Pour les transmissions à haute tension r 0.90-0.95 . 0.9Ù 0.90 0.90 0.90
- Pour l’ensemhle du système . . 0.45-0.64 0.39-0.48 0.39-0.41 0.45-0.56 0 45-0.52
- Il résulte de ces chiffres qu’avec une bonne utilisation des usines de transformation le système à courant continu accusera le meilleur rendement, et le système à courant triphasé le plus faible.
- Sa consommation spécifique d’énergie par unité de travail de transport, telle fiu’on l’a effectivement relevée dans les services électriques, ne peut fournir de
- renseignements directs sur la qualité technique et le rendement de l’ensemble d’un système que si l’on compare entre eux des chiffres qui concernent des conditions d’exploitation analogues (notamment les vitesses, le profil de la ligne, le nombre de démarrages, etc.). Nous donnons aussi, dans notre tableau, ces chiffres, tels qu’ils ont été effectivement mesurés sur
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-
- VIII
- 252
- certains chemins de 1er pour la consommation au départ des usines; ils montrent simplement, en somme, combien ces va- . leurs varient avec les conditions du chemin de fer, sans permettre d’énoncer des conclusions exactes quant au rendement.
- La question très controversée de la récupération d’énergie n’a généralement, si nous en croyons nos recherches, aucune importance essentielle : c’est ce qui résulte déjà, en partie, des chiffres de notre tableau ; cependant, nous reviendrons encore sur cette question.
- Possibilité de neutraliser les fluctuations
- DE LA CONSOMMATION DE PUISSANCE.
- Ce point a beaucoup d’importance pour l’organisation des usines génératrices, surtout en Suisse où l’on cherche à réaliser l’électrification des chemins de fer en utilisant les forces hydrauliques du pays. L’horaire idéal pour la traction électrique, consistant à répartir le travail de transport sur îetempstotal d’une manière uniforme, par de nombreux trains identiques, de sorte que ce ne serait plus que le profil en long qui donnerait lieu à des fluctuations appréciables de la consommation d’énergie, ne pourra être réalisé sur aucun chemin de fer. Une autre difficulté vient s’y ajouter sur les grands chemins de fer suisses : elle est due à l’influence considérable des express lourds et rapides, se suivant quelquefois à de courts intervalles, qui nécessitent par moments des puissances particulièrement grandes. Suivant l’étendue, l’intensité du trafic et le profil en long d’une ligne ou d’un réseau, la relation de la puissance maximum à la puissance moyenne nécessaire variera entre des limites très larges, et nous retirerons
- un avantage spécial du système qui, au point de vue technique et notamment économique, peut absorber ces fluctuations le plus facilement, avec le minimum de fatigue pour les usines hydrauliques.
- En étudiant ces conditions, il faut avant tout déterminer les relations entre la puissance maximum demandée et la puissance moyenne pour un réseau considéré.
- Il est évident que cette relation diminue avec l’étendue du réseau. Sa valeur a de l’importance pour les réseaux dont l’étendue est telle qu’ils peuvent être alimentés d’un seul point (sous-station de transformation) et ensuite pour les grands réseaux dont l’alimentation est assurée par une seule usine. Comme nous disposions de peu de renseignements pratiques sur les chemins de fer à voie normale, notre collaborateur, l’ingénieur L. Thormann, a essayé de calculer ces relations à l’aide de diagrammes de puissance pour certaines sections de nos lignes suisses. Pour ne pas trop compliquer le travail, il a fait des hypothèses précises quant au nombre maximum de trains facultatifs mis simultanément en marche, aux poids maximums des trains circulant en même temps, au nombre et aux emplacements des démarrages simultanés, etc. En admettant des chiffres qui, tout en s’appuyant sur les horaires actuels des chemins de fer fédéraux, dépassent certainement plutôt le maximum de ce qui se produira jamais, il a trouvé les valeurs indiquées dans le tableau ci-après, pour des réseaux ayant l’étendue prémentionnée, en fonction du travail journalier en tonnes-kilomètres, de très nombreux exemples, calcules jusqu’au bout, ont servi à établir ces chiffres. Nous y ajoutons les résultats obtenus sur des chemins de fer électriques
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- en exploitation, qui, il est vrai, présentent parfois des conditions très différentes des chemins de fer à voie normale.
- En ce qui concerne les chiffres calculés, il y a lieu d’ajouter que le travail qui a été pris pour point de départ dans la détermination des puissances moyennes représente le travail moyen de transport de toute l’année, tandis que le maximum correspond à la plus grande puissance du jour le plus fortement chargé; par conséquent, on comparerait la puissance maxi-
- mum du jour le plus fortement chargé avec la puissance moyenne du jour moyen, tandis qu’avec les valeurs observées d’autres chemins de fer les coefficients se rapportent au travail et à la puissance maximum du même jour. Il se peut donc que les coefficients de Thormann soient, même pour nos conditions, défavorables en elles-mêmes à cause de la configuration du sol et des complications inévitables des horaires, des maximums qui ne seront guère jamais atteints.
- Relations entre la puissance maximum demandée et la puissance moyenne rapportée au temps normal de service.
- Réseau avec un travail de transport journalier en tonnes-kilomètres de Nombre de trains simultanés. Durée du service journalier, en heures. Puissance maximum. n kilowatts moyenne. Relation de la puissance maximum à la puissance moyenne.
- a) D’après les calculs faits dans les conditions les plus défavorables pour certaines sections
- du réseau suisse (puissances développées à la jante de la roue).
- 500,000 à 1,010,000 3.8 à 6.8
- 1,000,000 à 1,500,000 3.5 à 5.2
- 1,500,000 à 2,000,000. . . . 4.0 à 4.8
- 2,000,000 à 3,000,000. . . . . 3.2 à 4.0
- 3,000,000 à 5,000,000. . . . 3.3 à 4.0
- 5,000,000 à 10,000,100. . . . 3.3 à 4.2
- 10,000,000 à 30,000,000 3.15
- b) Observation s^fait es sur des chemins de fer électriques existants
- (puissance développée au départ de l’usine génératrice).
- Neuehâtel-Cortaillod-Boudry . . 12,000 4-5 18 260 35 7.4
- Berthoud-Thoune 70.000 3-4 19 1,000 266 3.8
- Valteline 264,000 6-7 20 2,200 760 2.9
- Le Fayet-Ctiamonix North Eastern Railway . . i % ? 18 594 167 3.6
- NewCastle > Central Carville / I Métropolitain de Paris 'les diffé- 500,000 20 l 20 4,500 .2,700 1.66
- rentes sous-stationsj ... 1,933,000 10-22 1.75 2.4
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- Des calculs plus récents, que notre collaborateur, le Dr W.< Kummer, a effectués depuis pour la commission d’études, en appliquant une méthode absolument exacte, et qui embrassent tout le réseau du Gothard, ont accusé, pour un trafic annuel supposé d’environ 30 p. c. plus fort que * celui dev 1907, jusqu’à présent le plus intense, soit 1,436 millions, de tonnes > kilométriques brutes remorquées, une ’ fluctuation pour cent de la puissance à la \ jante (entre le maximum du jour le plus fortement chargé et la moyenne annuelle) égale à 3 pour l’ensemble' du réseau, le trafic du jour le plus actif étant supposé environ 1.5 fois celui d’un jour moyen; si pour des raisons de service le réseau est divisé en deux zones, situées au nord et au sud du Gothard, les écarts correspondants de ces,zones seront d’environ 3.7 au nord et 3.3 au sud.
- En nous aidant des chiffres de Thor-mann, nous avons procédé à une comparaison des différentes conditions de l’amortissement des fluctuations de la charge pour les systèmes envisagés. L’accumulation par masses oscillantes sur les machines et dans la force vive des trains en marche n’a qu’un intérêt théorique et est pratiquement sans aucune importance. Il ne peut être question que de l’emploi d’accumulateurs électriques ou d’installations (élévatoires) hydrauliques. Avec du courant continu dans le fil de contact, on peut réaliser l’amortissement au moyen d’accumulateurs élecfriques en faisant de chaque sous-station de transformation du courant triphasé en courant continu une station-tampon munie d’une batterie d’accumulateurs, ou encore, en établissant un amortissement « central » dans une usine intermédiaire qui alimente plusieurs
- sous-stations et est donc située dans la zone du courant triphasé à haute tension. Dans ce dernier cas, la proportion entre les puissances maximum et moyenne devient plus faible ; il en est de meme de la batterie et de lai quantité d’énergie à amoidir parcelle-ci avec perte; par contre, il faut alors des machines spéciales pour les stations-tampons, comme cela est d’ailleurs toujours lecas lorsqu’on emploie l’amortissement en ligne de distribution dans le système à courant triphasé ou à courant monophasé: la station-tampon centrale doit être munie de convertisseurs, tournant constamment, du courant triphasé ou monophasé en courant continu pour l’alimentation de la batterie. Si, au contraire, le courant triphasé ou monophasé n’est pas fourni par l’usine génératrice, on fera aussi dans cette usine centrale d’amortissement la transformation des périodes à l’aide d’un moteur-générateur, auquel i! suffit d’accoupler une dynamo à courant continu.
- L’amortissement hydraulique est également applicable à toutes les formes de courant. Il nécessite la présence d’un réservoir de pression placé à une certaine hauteur; des moteurs à haute tension actionnent alors des pompes centrifuges qui, à puissance constante, fournissent le travail nécessaire — en tenant compte des rendements — au delà de la puissance demandée par le réseau, tandis qu’une turbine à haute pression, accouplée à une dynamo, fournil l’excédent toujours variable de puissance demandée. Pour ce système d’amortissement, c’est surtout, au point de vue du rendement, la co.nsolution d’eau des turbines marchant à vide qu’il y a lieu de considérer.
- Pour notre étude des amortisseurs nous
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- avons supposé des conditions déterminées d’un réseau ferré idéal, correspondant à peu près à celles de nos chemins de fer fédéraux suisses. On a établi des devis pour l’établissement des installations nécessaires et déterminé les dépenses annuelles pour la conduite, l’entretien, le service des intérêts et l’amortissement dans les différents cas envisagés. Les puissances et énergies à fournir au réseau des fils de contact ont été supposées égales pour tous les systèmes de courant, les faibles écarts permettant cette simplification ; de même on a admis pour tous les cas un prix vraisemblable uniforme de l’énergie à haute tension fournie et on a supposé que le rapport entre les puissances maximum et moyenne est très élevé, en lui assignant la valeur 4. La comparaison des différents systèmes de courant, avec emploi de batteries d’accumulateurs-tam-
- pons, a été effectuée quant au même réseau, d’abord pour la densité moyenne du trafic qui se présente sur les chemins de fer fédéraux suisses (travail du réseau = 672,000 tonnes kilométriques par jour) et ensuite pour une très grande densité du trafic, comme elle n’a lieu qu’aux époques les plus chargées et sur les lignes les plus fréquentées des chemins de fer fédéraux suisses. Les résultats ne se rapportant qu’aux conditions déterminées d’un cas idéal, les valeurs numériques qu’on en déduit ne peuvent pas servir à la détermination de la dépense absolue, mais simplement à la comparaison des systèmes ; par contre, ils permettent d’arriver, pour les conditions existant en Suisse, à des conclusions exactes, parce que le cas idéal envisagé était adapté le mieux possible à ces conditions. ^
- Utilisation du réseau avec un trafic de densité moyenne (672,000 tonnes kilométriques par jour.)
- Avec emploi de : j
- Courant continu de 3,000 volts et amortissement individuel. Courant triphasé de 5,000 volts et amortissement central sans transformation de fréquence. Courant monophasé de 15,000 volts et amortissement central.
- Il faut, pour chaque kilowatt-heure à céder au fil de contact, que la distribution à haute tension fournisse une puissance en kilowatts-heures de 1.54 1.65 1.65
- Le prix de l’énergie à fournir est donc, proportionnellement, de 100 p. c. 107 p. c. 107 p. c.
- Le coût de la transformation devient,, proportionnellement, de 136 — 93 — 68 —
- Par suite, le prix du kiLwatt-heure fourni est, proportionnellement de 236 — 200 — 175 —
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- On a trouvé de même :
- Utilisation du même réseau avec un trafic de densité maximum. (1,700,000 tonnes kilométriques par jour.)
- ( Avec emploi de :
- ' Courant continu de 3,000 volts et amortissement individuel. Courant triphasé de 5,000 volts et amortissement central sans transformation de fréquence. Courant monophasé de 15,000 volts et amortissement central.
- Il faut, pour chaque kilowatt-heure à céder au fil de contact, que la distribution à haute tension fournisse une puissance en kilowatts-heures de 1.40 1.55 1.50
- Le prix de l’énergie à fournir est donc, proportionnellement, de 100 p. c. 111 p. c. 107 p. c.
- Le coût de la transformation devient, proportionnellement, de . 64 — 50 — 43 -
- Par suite, le prix du kilowatt-heure fourni est, proportionnellement, de = 164 — 161 — 150 -
- (Des calculs comparatifs analogues avaient montré que pour le courant continu l’amortissement individuel est plus avantageux que l’amortissement central; aussi n’emploie-t-on plus que le premier système.)
- Parmi les trois systèmes employés en pratique, c’est donc, au point de vue des accumulateurs-tampons, le système monophasé qui est le plus avantageux, et le système à courant continu le plus défavorable.
- De même, il a été tenté une comparaison entre les accumulateurs-tampons et les amortisseurs hydrauliques. Il est évident toutefois que les résultats de ces essais ne peuvent pas être toujours et partout concluants. En etïet, l'efficacité d’un amortissement hydraulique dépend trop des conditions locales. De plus, on pos-
- sède très peu de renseignements sûrs en ce qui concerne la consommation d’eau des turbines marchant à vide et sa variation avec l’usure admissible des roues. Les chiffres mis à notre disposition se rapportent généralement à des turbines plus petites, d’anciens types, qui n’ont certainement pas été construites spécialement en vue de réduire les pertes pendant la marche à vide. C’est ainsi que notre comparaison a dû comprendre, pour la marche à vide, une quantité d’eau représentant 20 p. c. de celle sous pleine charge de la turbine; il vient s’y ajouter environ 5 p.c. pour la marche à vide de la génératrice tournant constamment. Dans ces conditions, défavorables pour l'amortissement hydraulique, on a constaté par un calcul comparatif, effectué comme dans le cas de l’amortissement par accumulateurs, mais
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- pour une installation assez petite, de 500 kilowatts de puissance moyenne et 2,000 kilowatts de puissance maximum, avec 200 mètres de hauteur de pression, pour le cas du service à courant monophasé de 15,000 volts dans le fd de contact; que le coût des kilowatts-heures fournis était, pour l’amortissement par batterie et l’amortissement hydraulique, dans le rapport approximatif de 1: 1.2, aussi bien quand le courant monophasé est fourni directement comme tel, que quand il faut l’obtenir dans la station d’amortissement par transformation du courant triphasé. On a constaté en outre que, toutes circonstances égales d’ailleurs, cette relation ne se modifie pas sensiblement lorsqu’on adopte, comme courant de la ligne de contact, au lieu du courant monophasé, le courant continu ou le courant triphasé, et que, par contre, la proportion des frais entre les deux modes d’amortissement s’accentue encore quand la relation de la puissance maximum à la puissance moyenne augmente. Il est à peu près certain que, pour les faibles valeurs de ce dernier quotient, c’est-à-dire celles avec lesquelles il faut généralement compter, la différence de frais des deux modes d’amortissement devient sensiblement moindre et qu’avec l’emploi de turbines modernes, spécialement construites pour les légères pertes en marche à vide, elle disparaîtrait, ou peut-être, suivant les circonstances, se renverserait, de sorte qu’au point de vue économique l’accumulation hydraulique l’emporterait alors sur l’accumulation électrique.
- Pour la question des systèmes, on trouve donc d’abord, en analysant les conditions de l’amortissement, que le système monophasé a l’avantage sur le triphasé et celui-
- ci sur le continu. Ceci dans l’hypothèse, faite pour cette étude, de la même consommation d’énergie au fil de contact pour les trois systèmes, ce qui exige que le service par courant triphasé puisse toujours être réglé, par couplage en cascade des moteurs, etc., de manière que la vitesse en rampe puisse être réduite, sans modification sensible du rendement du véhicule moteur, comme cela peut se faire avec les deux autres types de moteurs, grâce à la caractéristique série, au couplage série-parallèle ou à l’emploi de transformateurs-régulateurs. Ce n’est qu’à cette condition que se trouve réalisée aussi la seconde hypothèse de cette étude, à savoir que la relation de la puissance maximum à la puissance moyenne n’est pas plus grande avec le courant triphasé qu’avec les autres formes de courant. Dans le cas contraire, le courant triphasé donnera des résultats encore plus défavorables au point de vue de l’amortissement.
- Avec les installations hydrauliques, on peut remplacer l’emploi d’usines-tampons spéciales par l’adaptation directe des usines génératrices aux fluctuations de puissance totales. Il est vrai que l’absorption des fluctuations de puissance totales par les usines génératrices entraîne une augmentation correspondante et considérable du travail de leurs machines, et en outre le renforcement notable des lignes de distribution primaires. Néanmoins, en présence de l’énorme augmentation, accusée par l’analyse précitée, des frais d’exploitation en cas d’emploi d’amortisseurs dans le réseau de distribution, il faudra rechercher s’il n’est pas plus économique de faire absorber ces fluctuations par l’usine génératrice directement, tout au moins dans les cas où une forte pression
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- et la .configuration avantageusc>diiiterrain voisin de l’usine permettent Taeeumular-tion directe d’eau.i.Une étudetcomparative a été effectuée dans les hypothèses générales indiquées plus haut pour l’amortissement hydraulique; elle comprenait une. instal>lation->avec fourniture directe de la puissance! moyenne quadruple, comme puissance maximum, par une usine pour laquelle on admettait une hauteur de chute sous pression de 200 mètres,, et une installation avec usine de la même hauteur de chute, étudiée seulement pour la puissance moyenne, et avec batteries-tampons aux points de consommation, dont les distances variaient entre 0, 50, 100 et
- 450 kilomètres. Le calcul a été effectué, soit dans l’hypothèse d’une transformation du courant, soit sans transformation; tous les projets prévoient le débit de courant monophasé de 15,000 volts au fil de contact.
- La comparaison a montré, pour toutes les variantes admises, que l’absorption des fluctuations par l’usine génératrice présente une supériorité économique très notable. La dépense totale annuelle en personnel, entretien, intérêts et amortissement de l’usine génératrice, et des installations-tampons, s’il y a lieu, a été pour la même fourniture d’énergie aux fils de contact.
- Pour le système
- ' avec absorption des fluctuations par l’usine génératrice. avec batteries-tampons dans le réseau de distribution.
- Eu cas d'emploi : D’ancune transmission à distance 100 182
- D’une‘transmission , sans transformation à 50 kilomètres 100 lia
- D’une transmission sans transformation à 100 kilomètres 100 132
- D’une transmission sans transformation à 150(kilomètres . . . ... 10Ï 124
- : D’une transmission,avec transforma*ion au point de •consommation, à une -
- distance de 50 kilomètres 100 ISO
- D’une transmission avec transformaitioa au point de consommation, à une distance de 100 kilomètres 100 144
- D’une transmission avec transformation au,point de consommation,- à une distance de 150 kilomètres . 100 134
- Bien que ces chiffres aussi dépendent beaucoup des conditions admises pour l’usine hydraulique, ils indiquent néanmoins le résultat si nettement qu’au point de vue qualitatif celui-ci seraivalahie pour la plupart des cas; ce résultat est le suivant : lorsque, dans les usines hydrauliques à hautes pressions, les fluctuations
- de la consommation d’énergie peuvent être absorbées directement, par l’usine génératrice, sans qu’on ait à créer des installations-tampons spéciales dans la zone de consommation, ce procédé est de beaucoup le plus économique.
- Lac conclusion qu’on peut en déduire est que le système le plus économique
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- sera celui-iqui provoque par lui-même de. plus faibles fluctuations de la puissance1 maximum:. Dans un pays où les fortes rampes sont très nombreuses, cessent, celles-ci qui occasionnent les plus grandes fluctuations de puissance. If va sans dire -que ces fluctuations sont moindres quand on emploie des moteurs à caractéristique série; pour les moteurs d’induction à courant triphasé, une limitation analogue décès fluctuations suppose au moins le couplage en cascade, qui est directement applicable sur les grandes locomotives, mais offre sans-nui doute des difficultés pour le service par automotrices. Il en résulte pour la Suisse, c’est-à-dire en vue de l’utilisation économique des forces hydrauliques, un avantage des systèmes de moteurs à caractéristique série, et notamment du système monophasé, par rapport au système à courant triphasé.
- Récupération de Vénergie. — Théoriquement on peut compter sur la récupération en pente de la force vive dépensée pour le freinage et pour la marche en rampe. Les moteurs ayant les dimensions voulues pour la marche en rampe suffiront géné-lement pour cette dernière récupération, pprce que non seulement l’énergie récupérable, mais encore la puissance libérée, ne sont pas plus grandes que celles à dépenser pour le parcours eu rampe. En effet, l’effort de traction à annuler par freinage est, à cause de la résistance au roulement, plus petit que celui dépensé pour le parcours en rampe, et les vitesses ne diffèrent généralement pas beaucoup. Mais en pratique la récupération à faire sur le travail de freinage ne réussit généralement pas, Cftr il faudrait à cet effet que les machines, fonctionnant comme génératrices, eussent
- de'plus grandes dimensions que lorsqu’elles travaillent en moteurs. Eu effet, en .service, il importe que; les retardations par freinage soient plus grandes que les accélérations au démarrage, afin * que le temps de parcours ne devienne pas excessivement long. D’ailleurs les freinages entrent, comme le montre toute analyse par le calcul, pour une‘si‘faible proportion dans le travail total, qu’il n’y a pas lieu d’attacher de l’importaraee à leur emploi.
- La» récupération de l’énergie libérée pendant la marche en pente n’est pas possible avec tous les systèmes électriques, ou du moins, avec certains, elle ne l’est que moyennant des complications. Il semble à première vue que cette récupération ait une importance capitale, notamment dans un pays montagneux comme la Suisse, où il se présente si souvent de fortes rampes et pentes. La récupération nécessite le fonctionnement des moteurs comme génératrices : à cet effet, il faut, quel que soit le système, que la force éleetromotrice des moteurs dépasse la tension dans le fil de contact. Si nous négligeons comme précédemment les dispositifs comportant des survolteurs, des excitations séparées, etc., parce qu’ils sont trop compliqués pour le service, le moteur série à-courant continu ne jouira pas de la propriété de pouvoir fonctionner comme génératrice. Quant au moteur shunt à courant continu, nous ne pourrons généralement pas l’employer davantage, pour d’autres raisons connues, dans les conditions qui se présentent sur nos chemins de fer. Par contre, le moteur d’induction à courant triphasé peut être employé tel quel pour la récupération, et le moteur monophasé, avec augmentation
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- de la tension, à l’aide d’un transformateur emporté sur le véhicule.
- Sauf sur les lignes de montagne où, grâce aux fortes déclivités, le travail en pente l’emporte d’une façon très sensible sur les frottements (chemin de fer du Barmer, 185 millimètres par mètre, continu shunt; ligne de la Filder, près Stuttgart, 172 millimètres par mètre, continu shunt; ligne du Gornergrat, 200 millimètres par mètre, moteurs d’induction à courant triphasé ; ligne de l’Engelberg, rampe de 250 millimètres par mètre, moteurs d’induction à courant triphasé) et où les
- déclivités' constantes donnent naissance à des conditions très simples, la récupération est très peu employée ; en Suisse, on ne la trouve, outre sur les lignes de montagne que nous venons de mentionner, que sur le chemin de fer à courant triphasé de Berthoud-Thoune; en Italie, elle existe sur le chemin de fer de la Valteline. Au sujet de ces deux dernières lignes, on possède des résultats expérimentaux :
- Pour un parcours complet, aller et retour, sur toute la ligne du chemin de fer de Berthoud-Thoune, le 3 août 1908, avec une automotrice, on a constaté que
- pour l’ensemble du parcours aller et retour il a
- fallu fournir..............................3,102.5 watts-heures par tonne
- et que la voiture a restitué . . . . . . 630.4 — —
- ce qui représente une récupération de 20.3 p. c. dans les pentes.
- De même, pour un parcours aller et Konolfmgen et Berthoud, on a trouvé retour avec la locomotive n° 2, entre que
- pour le parcours aller et retour il a fallu fournir 1,950 watts-heures par tonne
- et que la locomotive a restitué............. 483 — —
- ce qui représente une récupération de 25 p. c. dans les pentes. . *
- En prenant pour unité la récupération théorique d’énergie sur la jante (calculée pour une valeur probable supposée de la résistance au roulement), ces essais accusent un rendement de la récupération
- (rapport du travail électrique obtenu au
- travail du véhicule) d’environ 63 p. c.
- sur une pente de. 12.4 14.9
- à la vitesse de ... 62.5 62 5
- récupérables sur l’essieu . 17.5 22.6
- ce qui, en supposant les résistances au roulement les plus probables, représenterait un rendement du véhicule pour la récupération de................. 0.66 0.63
- pour l’automotrice, de 69 p. c. pour la locomotive.
- Pour le chemin de fer de la Valteline nous avons trouvé (en nous aidant des renseignements numériques de la Commission du gouvernement) :
- 20 p. c.,
- 33 kilomètres par heure,
- 43.5 watts-heures par tonne kilométrique,
- 0.67 p. c.
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- Ces résultats se rapportent aux déclivités relativement fortes de 12.4 à 25 millimètres par mètre. Sur des déclivités moindres, le rendement des moteurs et véhicules pour la récupération sera sensiblement plus faible, à cause de la réduction de la charge; on ne pourra donc pas admettre, pour une déclivité de 15 millimètres par mètre, plus de 50 p. c. pour ce rendement, tandis que pour les rampes plus fortes il sera d’environ 65 p. c.
- Si l’on n’envisage que les chemins de fer à assez fortes rampes, on pourra donc, grâce à cette récupération en pente, économiser environ 20 à 25 p. c, de l’énergie
- fournie aux trains; les conditions moyennes de nos lignes suisses seront sans doute plus défavorables pour la récupération. Notre tableau relatif à la consommation spécifique d’énergie du chemin de fer de Berthoud-Thoune montre que l’économie d’énergie au départ de l’usine génératrice n’est, même avec les chiffres favorables prémentionnés, que d’environ 4 à 5 p. c. pour l’exploitation à récupération, comparée au service sans récupération, et cela surtout à cause de l’influence prépondérante des pertes permanentes dans les transformateurs fixes.
- Nous reproduirons ici çes résultats sous une autre forme :
- Pour le service des trains du 6 juillet 1906, l’usine de la
- Kander a produit..................................* 4,947 kilowatts-heures.
- L’énergie fournie par la Kander et la récupération ont
- représenté ensemble.................................. 5,497 — —
- Théoriquement, il a fallu développer sur l’essieu . . . 2,050 — —
- soit 41.5 p. c. de l’énergie de la Kander sans récupération et 37.4 p. c. de l’énergie de la Kander avec récupération.
- Dans les conditions moyennes des chemins de fer suisses, nous ne pouvons donc pas compter sur un gain total d’énergie de 4 p. c. par voie de récupération, même en employant du courant triphasé.
- Cet avantage du courant trjphasé sur le courant continu est donc, dans tous les cas, bien minime. Avec le courant monophasé, la récupération n’est pas^absoîu-ment impossible, bien qu’elle manque jusqu’à présent de la sanction de la pratique et donne lieu à des complications ; il semble bien que le bénéfice serait encore plus minime.
- Mais un autre élément vient s’y ajouter. Dans le but de sauvegarder la sécurité du service, l’administration supérieure exige,
- en Suisse, que les trains marchent en pente avec leurs attelages bien tendus. Tant qu’il faudra observer cette règle, qui n’a certainement pas été imposée à la légère, le poids du train ne pourra pas, avec la traction par locomotives, servir à pousser, à produire de l’énergie, et la récupération n’existera pas dans ces cas.
- Nous sommes donc amené à la conclusion suivante : La récupération d’énergie n’a généralement pas d’importance essentielle pour le service pratique des chemins de fer à voie normale, et le léger avantage que présenterait théoriquement, à ce point de vue, le système à courant triphasé ne pourrait pas, d’une manière générale, entrer en considération pour le choix du système. Il est bien entendu que ces conclusions laissent intacts les cas spéciaux où cette récupération pourrait être très avantageuse.
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- SÉCURITÉ DE SERVICE ET RÉSISTANCE DE LÀ LIGNE DE CONTACT.
- Si nous faisons abstraction, pour le moment, des frais des différents systèmes de lignes de contact, frais qui présentent des écarts très considérables, il subsiste un fait, qui est, que c’est de la disposition de la ligne de contact que dépend en majeure partie la sécurité de service de la traction, car les conducteurs sont les éléments de l’installation facilement accessibles à toutes sortes d’influences, et des dérangements dans les conducteurs peuvent occasionner des incidents assez graves, tels que, par exemple, des perturbations sur certains véhicules-moteurs.
- Le troisième rail compte, à cause de sa construction robuste, de nombreux partisans, surtout.parmi les ingénieurs de chemins de fer. Il présente certains avantages incontestables : grande résistance mécanique ; influence nulle du vent ; accessibilité- facile sans gêner la circulation des trains;encombrement moindre dans les tunnels, sur les-ponts et les passages supérieurs, qu?avec les lignes aériennes, notamment celles à haute tension. Les inconvénients que constituent les fréquentes et graves perturbations dues aux chutes de neige et au verglas paraissent être évités,d’après l’expérienceaméricaine, par les types modernes, tout au moins dans une mesure suffisantepour la sécurité sous notre climat. Mais il reste d’autres inconvénients.! C’est d’abord l’entretien coûteux des enveloppes de protection nécessaires (en bois) et l’impossibilité d’assurer l’isolation pour les tensions élevées : ce sont là des inconvénients économiques proprement dits, et nous avons déja'donné une forme palpable au second
- '2 b 2
- en limitant à’800 volts au maximum la ‘tension des «systèmes applicables)), 'jj reste, -à côté de cela, l’aggravation des risques pour le personnel du chemin de fer et les voyageurs, d’où service et entretien plus difficiles de la ligne, surtout dans les gares.
- •Avec la ligne aérienne, ces derniers inconvénients disparaissent, par contre, la marche du service est gênée par la visite et l’entretien de la ligne aérienne même et l’entretien dans les tunnels devient plus difficile.On reproche surtout aussi au conducteur aérien une moins grande sécurité mécanique, notamment au point de vue des influences extérieures de la température et du vent. Les doutes que l’on a sur la sécurité suffisante des lignes aériennes continuent, surtout dans le monde des ingénieurs de chemins de fer, à être un des principaux argumentscontre l’adoption de ta traction électrique. Sans doute, le conducteur aérien subit par exemple, l’in fluence de l’électricité atmosphérique. Mais en ce point, tout comme en ce qui concerne la sécurité mécanique des lignes aériennes, il est survenu des perfectionnements si nombreux et- si importants qu’il est permis d’affirmer que dès maintenant la sécurité a atteint un degré très- élevé. ‘ Nous n’insisterons pas plus longuement sur ce point, les lignes aériennes ayant été étudiées de près, a l’aid^ d’installations en service, dans d’autres exposés de la question. Les résultats obtenus sur la ligne de Berthoud-Thoune;Sur le chemin de fer d?Engelberg, au Simplon et sur la ligne^de’ Seebach-Wettingen confirment qu’en réalité on •peut réduire à des proportions mininus les incidents qui se produisent dans la ligne aérienne. Si l’on y-ajoute la poss*
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- biiité de réaliser une isolation aussi parfaite que possible et, par suite, d’employer dans la ligne aérienne les hautes tensions, beaucoup plus économiques, <on est amené à la conclusion que les systèmes qui nécessitent la ligne aérienne, c’est-à-dire les systèmes à hautes tensions ne sont guère enklésavantage, de ce fait, par rapport aux systèmes à faibles tensions qui peuvent fonctionner avec un troisième rail. D’autre part, et quoique dans ces derniers temps, sur les chemins de fer à conducteur aérien bipolaire les difficultés résultant de la bipolarité aient été surmontées dans une certaine mesure,. il est hors'de douie qu’une ligne aérienne unipolaire — abstraction faite de la tension la plus élevée qu’il est possible d’employer —* peu t recevoir une construction beaucoup plus robuste et plus résistante et donne lieu à moins d’incidents qu’une ligne bipolaire avec ses aiguillages multipolaires et les nombreuses interruptions isolées des fils de contact qui en sont la conséquence.
- Au point de vue de la sécurité, on devra donc incontestablement donner la préférence à* un système qui comporte une ligne aérienne unipolaire sur un autre qui nécessite une ligne aérienne bipolaire, c’est-à-dire au courant monophasé sur le triphasé, et d’autre part, ces deux formes de courant ne sont pas, à cause de la ligne aérienne, en état d’infériorité vis-à-vis des systèmes à basse tension, pour courant continu, qui permettent d’employer le troisième rail.
- influence des conducteurs de traction sur les lignes à faible courant. — Cette question a fait l’objet d’études sérieuses sur fluelques-uns de nos chemins de fer élec-
- triques; elle a gravement-préoccupé l’administration des téléphones et télégraphes et fait naître des appréhensions pour les signalisations des chemins de fer. On constate à peu près ce qui suit en-ne qui concerne les trois modes possibles d’influence perturbatrice :
- Les tensions par rapport à la terre qui se produisent dans les lignes à faible courant parallèles aux fils de contact du chemin de fer, par suite d’induction statique sont proportionnelles à la valeur de la tension inductrice, et les courants de charge qui en résultent sont en outre proportionnels à la fréquence inductrice; par contre, ils sont indépendants de l’in-tensité des courants de traction inducteurs et, par suite, existent, sensiblement identiques, pendant tout le temps de service. La protection contre les effets physiologiques-de la charge des appareils à faible tension se réalise facilement par l’isolation, par l’intercalation d’appareils intermédiaires dans le circuit à faible courant, etc. L’emploi de conducteurs de retour isolés pour les lignes à faible courant et le croisement de ces conducteurs, ainsi que l’emploi de bobines de décharge permettent d’atténuer beaucoup l’action des courants de charge. Cependant, dans le cas pratique où le conducteur induit n’a jamais une isolation absolue, mais par contre des résistances et capacités inégalement réparties sur sa longueur, le courant de charge arrive en parties inégales sur toute la longueur de la ligne à faible courant; une influence directement perturbatrice est alors exercée sur les appareils à faible tension intercalés dans les lignes par les excédents indéterminés du courant de charge statique parcourant la ligne même dans le sens longitudinal.
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- Ces courants diminuent si l’on veille à la répartition aussi uniforme que possible des résistances d’isolation, de la self-induction et de la capacité de la ligne induite à faible tension dans toute sa longueur. La valeur de la tension statique induite doit théoriquement décroître avec la résistance d’isolation de la ligne induite par rapport à la terre. Il en résulte, comme l’ont démontré des mesures faites sur différents chemins de fer, un abaissement général considérable de la tension de charge, comparée à la tension théorique qui correspond à une isolation parfaite. De plus, la tension de charge diminue quand la capacité de la ligne induite augmente, c’est-à-dire, toutes conditions égales d’ailleurs, lorsqu’une ligne à faible courant, parallèle sur une certaine longueur, se continue par des prolongements qui s’éloignent du chemin de fer : c’est un cas qui se présente, par exemple, dans une grande proportion, pour la plupart des lignes téléphoniques interurbaines et crée des conditions favorables pour l’atténuation de l’effet. Un autre élément qui à de l’importance pour les courants de charge est son accroissement, déjà mentionné, avec la fréquence de la tension inductrice. Ce sont surtout les hautes fréquences, c’est-à-dire, en pratique celles des harmoniques supérieures des courants alternatifs employés, qui entrent en ligne de compte, de même que pour les perturbations dues à l’induction dynamique par les courants de traction dans les lignes parallèles à faible tension. Les courants induits circulant directement dans les lignes à faible courant et, par suite, à travers les appareils à faible courant peuvent exercer une action particulière-
- ment défavorable sur le fonctionnement de ces appareils. Us sont proportionnels à l’intensité et à la fréquence du courant inducteur. Les changements de la valeur effective du courant de traction inducteur, qui se produisent en service, ne peuvent pas donner lieu à une induction dynamique appréciable, car ils ont lieu trop lentement. De même les fréquences usuelles de 15 à 50 des vibrations fondamentales des courants monophasés et triphasés ne peuvent généralement pas provoquer de courants perturbateurs dans les appareils à faible courant, même dans le plus sensible de tous, le téléphone. Les harmoniques à fréquences plus élevées, notamment celles situées entre 500 et 1,500 périodes, correspondant à la sensibilité du téléphone, occasionnent au contraire des bruits qui peuvent rendre toute conversation impossible. Le remède le plus simple à ces incidents consiste à établir les lignes à faible courant sous forme de boucles étroites, afin de ramener autant que possible à zéro le coefficient d’induction. L’expérience a montré qu’en outre la suppression des vibrations supérieures^ des courants inducteurs mêmes est généralement indispensable.
- Nous mentionnerons en troisième et dernier lieu les courants vagabonds, courants secondaires faisant partie intégrante des courants de traction eux-mêmes et prenant naissance à la suite de l’isolation imparfaite de la ligne aérienne ou de la résistance excessive et inégale du rail conducteur. Le remède consistant à renoncer à l’utilisation de la terre, doit être employé avec les lignes à faible courant, puisque, pour des raisons d’ordre économique et technique, le chemin de fer ne peut pas se passer des rails comme
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- conducteurs. Au point de vue de cette troisième source d’incidents, les trois systèmes de courant sont sensiblement équivalents; si, pour les tensions plus faibles, les courants dans les rails sont plus intenses, les dérivations se produisent plus facilement avec les tensions plus élevées dans les fils de contact.
- La comparaison des deux autres effets perturbateurs, pour les trois systèmes* de courant, aboutit aux conclusions suivantes :
- Le courant continu ne peut occasionner de charges statiques considérables, car cet effet-ne se produit qu’aux mises en circuit et hors circuit et est beaucoup trop faible, à cause de la tension restreinte employée. Ceci est confirmé par les faits notés sur des chemins de fer à courant continu. L’action inductrice est la conséquence d'harmoniques supérieures qui peuvent être occasionnées soit par le mode de construction des moteurs avec encoches, soit par la présence d’un collecteur. Les fréquences dont il s’agit seraient assez grandes pour influencer le téléphone; cependant les amplitudes de ces vibrations sont généralement faibles, de sorte qu’il n’en résulte le plus souvent aucune perturbation sensible du service téléphonique, ni aucune action appréciable sur d’autres installations à faible tension.
- Avec les systèmes monophasé et triphasé à haute tension, il se produit d’abord dans les installations à faible courant des incidents dus à des charges statiques. Des mesures faites à ce sujet ont montré, par exemple, pour les lignes téléphoniques posées parallèlement au chemin de fer d’essai de Seebach-Wettingen sur la section de Seebach-Affoltern :
- a) Au lieu de la valeur théorique de 800
- à 1,100 volts, calculée pour l’isolation parfaite : 100 à 300 volts de tension de charge, dans l’état réel de l’isolation ;
- b) Au lieu de la valeur théorique de 1,700 à 2,400 volts, calculée pour l’isolation parfaite: 800 à 1,200 volts de tension de charge, dans l’état réel de l’isolation.
- Des mesures faites après la mise en circuit de l’ensemble des longues lignes interurbaines (avec tout l’équipement de leurs stations extrêmes), dont les sections prémentionnées, mesurées d’abord à part, faisaient partie, accusèrent, pour le cas a, encore 0.70 volt de tension de charge. (Les conditions atmosphériques ne furent malheureusement pas les mêmes dans les deux cas.)
- Le chemin de fer de Berthoud-Thoune (courant triphasé de 700 volts dans une ligne aérienne bipolaire) possède une ligne téléphonique posée le long des voies, pour laquelle le calcul avait indiqué une tension statique induite maximum de 85 volts, tandis que les mesures faites à différentes époques ont accusé 50, 80 et 108 volts.
- Dans des conditions analogues, on a trouvé, par temps sec, sur la boucle téléphonique du chemin de fer de Stansslad-Engelberg une charge statique de 50 volts, et sur la ligne téléphonique du funiculaire de Bienne-Lâubrigen, posée parallèlement à la ligne de transmission du courant triphasé de 2,000 volts, on a relevé 20 à' 30 volts en temps de pluie, 100 à 110 volts en temps sec.
- Ces charges statiques sont généralement inoffensives par elles-mêmes, au point de vue physiologique; en effet les capacités sont faibles; en cas de contact, la résistance par rapport à la terre est diminuée par le corps humain et il en résulte une
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- réduction importante de la tension. C’est ce que confirme la pratique du chemin de fer de Berthoud-Thoune et du chemin de fer d’Engelberg, où le contact des appareils, bien que combiné avec de légers coups, a été reconnu tout à fait inoffensif. Üe l’avis unanime de différentes entreprises de chemins de fer électriques suisses, on travaille aussi toujours sans inconvénients ni accidents aux lignes de traction à faible tension pendant les heures de service. Lorsqu’on emploie des tensions plus élevées, on peut obtenir un surcroît de sûreté pour les personnes en employant des supports isolés ou des appareils à faible tension isolés : les résultats ont été satisfaisants. Les dangers dus à ces charges, de même que les incidents occasionnés par des courants de charge statiques ont aussi été supprimés avec succès dans les expériences et exploitations suisses à l’aide des bobines de décharge Erikson.
- Les courants de charge qui sont la conséquence de l’isolation, toujours imparfaite en pratique, des lignes à faible tension et qui augmentent avec la fréquence des courants de traction ont généralement été reconnus pour une des perturbations les plus tenaces. Les courants de charge occasionnés par les vibrations principales, aux fréquences 15 à 50, ne sont généralement pas, il est vrai, capables de déranger les appareils de bloc des chemins de fer, car ceux-ci ne syntonisent qu’avec des fréquences plus faibles; quant au téléphone, pour des raisons d’ordre physiologique, il n’est pas sensible aux vibrations de la fréquence 50, ni par conséquent aux harmoniques supérieures de troisième et de cinquième ordre d’un courant de 15 périodes. Par contre, des perturbations,
- généralement difficiles à éliminer, se produisent dans le télégraphe et le téléphone lorsqu’il s’agit d’harmoniques beaucoup plus rapides, d’une amplitude considérable. On a donc reconnu nécessaire en pratique d’employer des systèmes ayant une courbe de tension ou de courant aussi exempte que possible d’harmoniques et d’irrégularités, afin d’éviter du même coup les perturbations dues aux courants de charge et celles occasionnées par l’induction dynamique. Avec le courant triphasé et le courant monophasé, il s’agit donc d’abord d’employer des alternateurs donnant une courbe sinusoïdale aussi exacte que possible. Ce desideratum peut être réalisé sans difficulté dans les deux cas. Dans les moteurs, les encoches et le collecteur donnent naissance à des harmoniques. Sur un moteur triphasé, on peut fermer les encoches et il n’y a pas de collecteur, de sorte que la condition est plus facile à remplir qu’avec le moteur monophasé. Le service de la ligne de Seebach-Wettingen avec des moteurs monophasés à pôles saillants a, comme nous le relaterons plus loin avec plus de détails, donné des résultats très intéressants et montré que, même sur les moteurs monophasés de ce genre, ces harmoniques peuvent être éliminées dans une proportion suffisante, grâce à l’exécution rationnelle des induits à encoches. Par conséquent, si le moteur monophasé à pôles saillants est théoriquement en léger désavantage sur le moteur triphasé, et celui-ci à son tour sur le moteur à courant continu, la pratique montre que ces différences peuvent êhe rendues insignifiantes.
- Les moyens à employer sur les installations à faible tension elles-mêmes poui diminuer l’influence de l’induction d\na
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- inique et des courants de charge statiques, bénéficient également à tous les systèmes; toutefois, d’après ce que nous avons dit plus haut, ils sont plus nécessaires avec le courant monophasé et le courant triphasé qu’avec le courant continu. Ces moyens sont connus: pose des lignes à faible tension dans des câbles, ce qui toutefois n’est généralement pas à recommander, pour des raisons économiques; leur pose à une plus grande distance des conducteurs de traction, moyen également applicable avec certaines restrictions seulement; ensuite et surtout on évitera l’emploi du conducteur simple avec utilisation de la terre comme conducteur de retour et on le remplacera par un conducteur en boucle posé aussi uniformément que possible par rapport au conducteur de traction (croisement à des intervalles égaux), avec répartition aussi égale que possible des résistances d’isolation, des self-inductions et des capacités sur toute la longueur de la ligne à faible tension.
- L’application de ces mesures offre le plus de difficultés avec les lignes qu’il faut former de conducteurs nus et de câbles et où, par suite, la capacité est très inégalement répartie.
- Lès exemples ci-après montrent dans quelle proportion l'influence exercée sur les lignes à faible tension peut se produire et être éliminée dans des cas pratiques.
- A la suite de courants vagabonds, des incidents, tels que le non décollement des armatures, étaient provoqués par les lignes à courant continu et à courants alternatifs, en beaucoup de points des chemins de fer fédé raux suisses dans les appareils de bloek-system. On y remédia partout par l’emploi de conducteurs de retour métalliques dans le circuit à faible tension; il
- en fut de même, après adjonction d’un fil de retour, pour les incidents constatés dans le circuit téléphonique, initialement à-simple fil, du chemin deferdeBerthoud-Thoune.
- Chemin de fer à courant monophasé de Seehach-Wetüngén. — Sur la ligne télégraphique à simple fil du chemin de fer fédéral de Zurieh-Seebach-Wettingen, il était devenu impossible de transmettre des dépêches dès que le conducteur de traction était sous tension. Le service redevint normalement possible grâce à l’adoption d’un double conducteur jusqu’à l’extrémité, qui était alors Affoltern ; le prolongement de la ligne télégraphique resta à fil unique et le double conducteur ne fut croisé que sur la section parallèle au chemin de fer. Plus tard, lorsque les essais de traction furent continués d’Affoltern à Regensdorf, la ligne parallèle à faible courant fut prolongée sous forme de boucle, mais sans croisement jusqu’à ce dernier point ; le service télégraphique et téléphonique n’offrit aucune espèce de difficultés. Une boucle complètement fermée, sans mise à la terre, de Zurich à Regensdorf, ne donna pas lieu à la moindre action perturbatrice. Lorsqu’enfin le conducteur de traction fut prolongé de Regensdorf à Wettingen, la ligne télégraphique, à simple fil, présenta un courant de charge qui, pour une fréquence de 50 périodes, était 3.3 fois plus grand qu’à la fréquence 15, etfaisait osciller l’armature télégraphique. L’action perturbatrice du courant de charge cessa après l’application d’une boucle en conducteur nu, sans mise à la terre, sur toute la ligne, le long du chemin de fer. Si au contraire un câble de de 4.5 kilomètres de longueur, ordinaire-
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- ment employé en même temps, était intercalé entre Zurich et Oerlikon dans la boucle, les courants de charge statiques dérangeant le service télégraphique ne pouvaient être ramenés qu’à l’aide de bobines de décharge à une proportion permettant de se servir du télégraphe. Les tensions de charge statiques se produisaient parce que les deux fils de ligne n’étaient pas chargés exactement au même potentiel ; elles s’élevaient sans bobines de décharge, à 280 volts, avec insertion du câble à 580 volts sans le câble; avec des bobines de décharge, elles atteignaient encore 70 à 80 volts. Le service télégraphique put être rétabli par le simple emploi du double conducteur, ainsi que de l’association en parallèle des appareils à mollettes, au lieu de l’ancien couplage en série : de ce fait, la décharge de la boucle était établie par la simple mise à la terre du milieu des électros. Les appareils de bloc ne présentaient aucun dérangement ; néanmoins, lors de la continuation de la ligne de contact pour la traction, on les munit d’un conducteur de retour isolé, afin de les soustraire à l’influence des courants telluriques. Les appareils des cloches électriques se montrèrent moins sensibles encore et ne nécessitèrent pas de conducteur de retour isolé.
- Sur les lignes téléphoniques on a fait les observations suivantes : si la boucle du conducteur nu longeant le chemin de fer n’était pas croisée, les courants de charge provoquaient dans les fils tendeurs de la ligne de contact un son induit perceptible, mais ne gênant pas le service téléphonique; sur une boucle croisée, ce phénomène ne se produisait pas. Pendant la circulation des trains, l’induction produisait, dans les essais faits avec les mo-
- teurs de locomotive à collecteurs et pôles saillants, employés depuis 1906, sur la boucle de conducteur nu non croisée, un sifflement aigu, strident, qui gênait beaucoup le service. Dans une boucle de conducteur nu, avec croisement sur chaque quatrième poteau, le sifflement était encore perceptible, mais moins gênant; dans une boucle plus courte, avec croisement sur chaque poteau, on entendait des sons à peine gênants.
- Dans les longues boucles on reconnut que par les dispositifs appliqués aux lignes à faible tension seulement la perturbation téléphonique ne pouvait pas être ramenée à la proportion désirée. La « Maschinenfabrik Oerlikon » constata d’abord que le nombre de vibrations de la note sifflante en question correspondait à celui résultant du nombre d’encoches et de tours des moteurs et que l’amplitude de ces harmoniques atteignait 24 p. c. de l’amplitude de l’onde fondamentale. On reconnut que ces harmoniques étaient indépendantes ou du moins dépendaient fort peu des opérations de commutation au collecteur. On construisit alors des moteurs dont les induits furent munis d’encoches fermées, tordus en outre en spirale de façon à chevaucher d’une division d’encoches. Après la mise en service de ces moteurs, les influences en question furent tellement atténuées que le téléphone put fonctionner saris incident.
- Le télégraphe et Jes cloches électriques du chemin de fer de Berthoud-Thoune ne sont plus dérangés en aucune façon depuis qu’ils ont un conducteur de retour isole commun, quoique les conducteurs de la boucle ne soient pas croisés.
- L’exemple de la ligne téléphonique de ce chemin de fer a déjà été mentionné plu^
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- haut. Quant aux résultats, en somme analogues, des essais faits sur les chemins de fer de l’Etat suédois, nous nous contenterons ici de les mentionner.
- Nous croyons pouvoir nous arrêter à la conclusion suivante :
- La suppression de l’influence perturbatrice des conducteurs de traction sur les lignes à faible courant est un peu plus difficile avec les systèmes à courants alternatifs qu’avec le système à courant continu. De toute façon et pour tous les systèmes, ne serait-ce qu’à cause des courants vagabonds, il faut employer des conducteurs en boucle et renoncer au retour par la terre pour toutes les lignes à faible tension (téléphones, télégraphes, signalisations) qu’il faut poser le long du chemin de fer, à moins qu’on ne puisse les reporter à une certaine distance. Pour les lignes téléphoniques, il est nécessaire de croiser la boucle plus ou moins fréquemment, suivant les circonstances ; pour les appareils moins sensibles (signaux de bloc), un conducteur de retour commun pourra suffire, dans beaucoup de cas, pour plusieurs conducteurs actifs. Pour empêcher l’action statique, il faut veiller à distribuer la capacité le plus uniformément possible, à éviter par exemple la jonction de câbles avec des conducteurs nus. Pour les systèmes de traction à courant alternatif, il faut rigoureusement s’attacher à éviter les harmoniques, ce qui est un peu plus difficile avec les moteurs à courant monophasé qu’avec les moteurs d’induction à courant triphasé. Néanmoins fi n’existe pas, au point de vue de l’in-tluence sur les lignes à faible tension, de différence notable entre les différents systèmes de courant; tout au moins le courant triphasé et le courant monophasé sont
- sensiblement équivalents, et les mesures mentionnées plus haut comme applicables aux lignes à faible courant, doivent aussi être envisagées pour la traction à courant continu. On tiendra compte de leur exécution en établissant les devis pour la traction électrique; mais elles garantissent en même temps la coexistence, sans inconvénients, des services à faible et à haute tension.
- Un coup d’œil d’ensemble sur les avantages et les inconvénients des trois systèmes de traction, au point de vue de toutes les conditions discutées plus haut, nous conduit, en tenant compte de l’importance relative des différents éléments du problème, à la conclusion impartiale que, pour autant qu’il est possible de formuler des prévisions de cette façon, c’est le système monophasé qui l’emporte en ce qui concerne les avantages techniques. Il reste une question que nous n’avons pas discutée jusqu’à présent : Quelle est la fréquence dont l’emploi présente le plus d’avantages? Nous avons trouvé que cette question ne peut pas être résolue au point de vue théorique technique pur, ou du jnoins qu’elle ne peut pas l’être avec une exactitude suffisante. Mais nos considérations se sont limitées jusqu’à présent à la qualité technique des systèmes. Puisqu’elles montrent qu’avec les trois systèmes on peut obtenir des solutions techniquement satisfaisantes, c’est le calcul des frais d’exploitation qui aura le dernier mot. Nous ferons rentrer le système triphasé dans cette étude comparative, puisque techniquement nous lui avons reconnu bien des avantages pour la traction des grands chemins de fer. La question de la
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- fréquence reste donc à trancher aussi pour ce système.
- Examinons de nouveau, en ce qui concerne la fréquence, les conditions purement techniques. Pour les moteurs monophasés à collecteur, le couple maximum de démarrage est limité par les courants commutables sans étincelles au moment de la mise en marche, courants dont l’intensité diminue à mesure que la fréquence augmente, de sorte que le couple de démarrage devient plus petit, et finalement trop petit par rapport au couple normal, à mesure que la fréquence augmente. C’est dans le même sens qu’agissent, pour un couple normal déterminé, le poids du moteur qui diminue et le rendement qui augmente à mesure que la fréquence décroît; pour les moteurs non compensés, il faut ajouter la circonstance que le facteur de puissance peut être plus élevé. Avec le courant triphasé, une faible fréquence se recommande à cause du mode de construction rationnel des moteurs de locomotives à allure lente; au surplus, la fréquence n’a que peu d’influence sur la forme de ce genre de moteurs.
- Pour les installations de la ligne également;- une fréquence aussi réduite que possible est avantageuse à cause de la chute de tension, surtout dans les rails, et ensuite notamment à cause de la réduction des pertes d’énergie dans ces derniers.
- En ce qui concerne les alternateurs et les transformateurs, il n’existe pas, au point de vue du rendement, de différences appréciables entre les fréquences qu’il y a lieu de considérer. Mais, d’autre part, une faible fréquence entraîne ici des dimensions, poids et frais d’établissement notablement plus élevés, surtout pour les
- transformateurs et; dans une faible proportion, pour les alternateurs et les moteurs synchrones (avec des stations à convertisseurs). La question du poids est purement technique aussi pour les transformateurs sur les véhicules; elle se traduit par un surcroît de poids mort à emporter.
- Or, dans la traction, les considérations relatives aux bons moteurs doivent l’emporter sur toutes les autres : d’après tous les résultats d’expériences acquis jusqu’à présent, elles conduisent à la conclusion que pour le courant monophasé on ne peut pas employer une fréquence supérieure à 25 périodes. Avec les moteurs triphasés, on peut sans doute aller jusqu’à 50 périodes, même pour les moteurs de locomotives à allure lente. Techniquement parlant, une plus faible fréquence serait plus avantageuse dans l’un et l’autre cas; cependant, lorsqu’elle descend au-dessous de 20 ou 25 périodes, les avantages techniques eux-mêmes ne sont plus très appréciables pour les moteurs, et il faut mettre en regard les frais plus élevés pour les transformateurs et, en partie, pour les alternateurs. Avec la réduction de la fréquence, la dépense d’établissement du matériel roulant s’abaisse, mais celle des installations fixes augmente. La décision définitive devra, rationnellement, s’appuyer sur un calcul de l’économie.
- En conséquence, la commission d’études a fait établir des devis complets, avec application de prix approuvés contradictoirement par les firmes consultées, pour le même chemin de fer exploité parcourant monophasé aux périodes 15 et 25 et par courant triphasé aux fréquences 45 et 50, notamment pour le Gothard et pour le IIe arrondissement des chemins de fei
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- fédéraux suisses. Il en résulte que, pour le monophasé, la diminution des frais d’établissement du matériel roulant, pour 15 au lieu de 25 périodes, l’emporte sur l’augmentation correspondante de la dépense en transformateurs, alternateurs et matériel d’usine génératrice, qu’en un mot la dépense totale est notablement moindre avec la fréquence 15. Le résultat est évidemment subordonné à la densité du trafic supposé, car l’effectif du matériel roulant nécessaire entre en ligne de compte, et il en est de même de la puissance maximum et de la production annuelle des usines génératrices. Les chiffres obtenus (nous y reviendrons plus loin) sont toutefois de nature à faire admettre avec certitude qu’çn retrouvera la même relation qualitative pour tous les services de chemins de fer à voie normale présentant une certaine densité de trafic. Pour le courant triphasé, on a reconnu qu’à 50 périodes les alternateurs et les transformateurs coûtent sensiblement moins cher, et que la ligne et le matériel roulant sont aussi moins coûteux qu’à 15 périodes, tandis que les frais d’établissement de la distribution d’énergie sont un peu moins élevés à la fréquence 15. En somme, les différences pécuniaires sont faibles et ne peuvent pas exercer une influence décisive; d’une façon générale donc, le courant triphasé n’accuse pas d’avantage certain en faveur de la faible fréquence.
- Si la^fréquence plus élevée est plus avantageuse pour la fourniture directe de courant d’éclairage, ce n’est pas, à nos yeux, une supériorité essentielle; dans l’état actuel de la question de l’éclairage des voitures, on peut admettre que toutes les voitures seront, comme on l’a fait jusqu’à présent pour un grand nombre d’entre
- elles et d’une façon uniforme, munies de petites batteries et de dynamos individuellement actionnées par les essieux; pour les grandes gares on choisira d’ailleurs des systèmes d’éclairage spéciaux; enfin, avec des lampes à incandescence convenablement choisies, on pourra aussi adopter l’éclairage à 15 périodes.
- Parmi les points de vue généraux qui influent sur le choix de la fréquence, on a souvent cité la possibilité de la fourniture facile du courant par les usines génératrices existantes qui, en Suisse, travaillent 'le plus souvent à 50 périodes, quelquefois aussi à 40 et 42. Nous n’attribuons à cette question qu’une importance secondaire, étant donné que les chemins de fer fédéraux créeront de nouvelles usines de traction spéciales, indépendantes des autres" services, et qui seront organisées dès l’origine pour la fréquence du service des chemins de fer.
- La commission d’études s’est donc arrêtée à la conclusion que, pour le courant monophasé, la fréquence 15 doit être considérée comme la plus avantageuse et adoptée pour les projets ultérieurs; elle donnera surtout de très bons moteurs et est économiquement favorable. Il faudra, bien entendu, faire le nécessaire pour que cette fréquence soit adoptée non seulement par les lignes principales, mais aussi par les chemins de fer secondaires; lorsque, pour ces derniers, la fourniture de courant pourra être faite par des usines existantes à la fréquence 40, 42 ou 50, l’emploi d’un nombre de périodes compris entre 50 : 3 = 16 2/3 et 40 : 3 = 13 ij3, n’empêchera pas de laisser circuler sur les réseaux à 15 périodes des lignes principales le matériel roulant équipé pour ces fréquences légèrement différentes.
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- III. — Comparaison des. frais.
- L’énoncé de la question VIII comprend le « prix de revient comparatif » des différents systèmes.Nous croyons pouvoir fournir une précieuse contribution à ce point en citant les résultats des recherches auxquelles a procédé la commission d’études suisse. Ainsi que nous l’avons déjà mentionné, cette commission attachait une importance spéciale à l’économie. En effet, en se plaçant à ce point de vue, elle réussissait non seulement à simplifier le problème des systèmes, mais encore à trancher la question la plus considérable pour la Suisse, celle de savoir si la traction électrique utilisant les forces hydrauliques serait, dès maintenant et avec le trafic à prévoir dans l’avenir, plus économique ou tout au moins aussi économique que la traction à vapeur.
- Les projets et devis établis pour les installations et l’exploitation subirent quelques modifications dictées par les résultats acquis, à mesure que le travail avançait. On reconnut notamment qu’il était possible de mieux adapter qu’on ne
- l’avait fait tout d’abord l’horaire et les conditions de démarrage à la traction élee- * trique sans préjudice pour le trafic, et qu’il en résulterait une diminution de la dépense. Les projets les plus récents et les plus avantageux se trouvent donc encore en cours d’exécution à l’heure actuelle. Cependant les premiers projets, moins favorables pour la traction électrique, contenaient déjà beaucoup de données précieuses et concluantes sur le prix de revient des différents systèmes comparés entre eux et avec la traction à vapeur. Nous indiquerons ici les résultats obtenus pour le chemin de fer du Gothard (actuellement le Ve arrondissement des chemins de fer fédéraux), pour lequel on a établi plusieurs projets avec calculs complets, parmi lesquels il y a notamment un projet visant un plus grand trafic futur, dont nous allons dire un mot pour commencer.
- Ce projet est basé sur des conditions très rigoureuses de trafic et de puissance, relativement à celles qui existent maintenant. Les hypothèses faites sont les suivantes :
- Vitesses réelles à employer.
- Sur rampes de
- 0 par mille. 5 par mille. 10 par mille. 15 par mille. 20 par mille. 26 par mille.
- Trains express . . . . 90 (75-90) 90 (75-90) 90 (45-65) 75 (45-55) 65 (35-47) 60 (25-35)
- Trains ordimdres de voyageurs 75 (60-75) 75 (60-70) 75 (40-60) 70 (35-50) 65 (30-40) 60 (25-30)
- Trains de marchandises. 45 (45) 45 (30-45) 45 (20-30) 42 (15-25) 38 (15-25) 36 (15-20)
- Les chiffres entre parenthèses représentent les vitesses employées avec la traction a vapeur actuelle.
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- Charges a remorquer, en tonnes.
- - Trains express. Trains ordinaires de voyageurs. Trains de marchandises.
- Moyenne. Maximum. Moyenne. Maximum. Moyenne. Maximum.
- Sections de : Lucerne-Erstfeld 350 4C0 2C0 250 600 700
- Erstfeld-Biasca 350 400 200 250 400 600
- Biasca-Bellinzona 350 400 200 250 600 700
- Bellinzona-Chiasso 350 400 200 250 400 600
- Bellinzona-Luino 200 300 150 250 2C0 700
- Bellinzona-Locarno ....... 150 250 200 250
- Zug-Goldau 150 200 150 250 too 700
- Nombre et distribution des trains. — Express à peu près aux heures actuelles, mais avec doublement de tous les trains du milieu de la journée; trains ordinaires de voyageurs espacés aussi régulièrement que possible et se suivant, selon les besoins de la section, à des intervalles de une heure à une heure et demie dans les deux sens ; trains de marchandises et trains facultatifs à peu près comme pour la traction à vapeur, mais en multipliant les trains facultatifs aux moments de grande affluence.
- Trafic total. — Le trafic total correspondant à cet horaire s’élève par jour à 17,665 trains-kilomètres, et à un tonnage kilométrique total d’environ 6,333,000, contre une moyenne annuelle, en 1906, de 10,900 et environ 3,770,000.
- Ces chiffres ont été utilisés pour deux variantes, dont la première (A) consistait à prendre le jour calculé comme jour maximum, et la seconde (B) à prendre ce jour comme jour moyen de l’année, le jour maximum comportant, d’après les chiftres relevés dans les années antérieures, une augmentation de trafic de 54 p. c.
- La variante A accuse un travail total de transport, y compris le poids du matériel
- de traction, de 1,-710,000,000 tonnes-kilomètres par an, soit une augmentation de 25 p. c. sur le service à vapeur en 1906, et la variante B un travail de transport annuel de 2,300,000,000 tonnes-kilomètres, soit une augmentation de 69 p. c. par rapport au service à vapeur en 1906.
- En ce qui concerne le tonnage kilométrique brut des trains, non compris les locomotives, qui fournit une meilleure comparaison pour la traction électrique, la variante A accuse, par an, 1 milliard 300 millions de tonnes-kilomètres, soit 36 p. c. d’augmentation du travail de transport, par rapport au service à vapeur en 1906, et la variante B, par an, 1 milliard 760 millions de tonnes-kilomètres, soit 84 p. c. d’augmentation du travail de transport, par rapport au service à vapeur en 1906.
- Pour le calcul des lignes de distribution de l’énergie, on a supposé que sur les sections où les déclivités ne dépassent pas 10 millimètres par mètre, les trains se suivent, dans chaque direction, de façon qu’une distance entre blocs ou stations soit au moins intercalée entre eux, c’est-à-dire qu’à chaque section de bloc, à simple ou à double voie, corresponde un
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- VIII
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- train; pour ies sections à plus fortes rampes, on a supposé un train dans chaque intervalle entre blocs ou stations. Les express dédoublés qui se suivent ont été supposés dans la situation la plus défavorable. La division des sections et leur attribution aux stations et lignes d’alimentation a été adaptée aux stations et centres de lignes existantes. On a pris pour points d’alimentation principaux Goldau et Amsteg sur le côté nord, Lavorgo, Giu-biasco et Melide sur le versant sud; ils sont desservis des usines génératrices par des lignes à 45,000 volts et munis de batteries-tampons, s’il y a lieu.
- Les usines génératrices dont le chemin de fer disposerait à l’avenir seraient les suivantes : une usine à Amsteg, secondée éventuellement plus tard par une autre à Gôschenen, pour le versant nord; une usine à Lavorgo, à renforcer, pour le trafic augmenté, par une autre à Ambri-Piotta, avec utilisation du lac de Ritom. Dans chaque cas, elles alimentent directement une section du fil de contact.
- La puissance des unités de machines (turbines, génératrices, transformateurs) des usines génératrices a été supposée telle que, suivant l’excédent nécessaire de la puissance moyenne dans les heures fortement chargées du jour sur les heures faiblement chargées, le nombre des unités en service puisse être choisi pour une charge rationnelle. Les usines hydrauliques nécessitent, même avec des batteries-tampons aux points d’alimentation, une certaine accumulation d’eau, réalisable avec ces usines et admise pour nos calculs.
- Pour la détermination de la dépense d’établissement, les prix unitaires des machines, appareils et véhicules-moteurs ont été établis en détail, avec soin, d’après des
- projets de construction déterminés, avec le concours des maisons de construction suisses; pour les batteries d’accumulateurs, nous avons admis des prix aussi avantageux que possible, à prévoir dans l’avenir pour les grandes batteries, d’après les indications fournies par une fabrique d’accumulateurs. Le cuivre a été mis en compte au cours coté à l’époque des calculs et s’obtiendrait aujourd’hui à un prix sensiblement plus bas.
- Les projets et devis des installations de distribution furent d’abord établis pour plusieurs variantes afin de pouvoir éliminer, comme il a été dit précédemment, les systèmes moins lésavantageux au point de vue économique. Ces variantes ont été les suivantes :
- Courant monophasé aux fréquences 45 et 25, une première fois sans tampons (absorption de l’ensemble des fluctuations par l’usine génératrice), ensuite avec tampons dans trois ou deux des points d’alimentation précités, sans transformation, enfin avec tampons et conversion du triphasé en trois ou en deux de ces points;
- Courant triphasé de 5,000 volts, à 15 et 50 périodes, d’abord sans tampons, puis avec tampons, avec et sans transformation en deux points d’alimentation ;
- Courant continu de 3,000 volts dans la ligne de contact, d’abord avec tampons et transformation de triphasé en tous les points d’alimentation, ensuite avec cette transformation, sans tampons.
- Pour ces différents systèmes, les frais d’exploitation annuels n’ont d’abord été déterminés que pour les installations de distribution de l’énergie considérées à part. Les proportions pour cent pour les intérêts, l’amortissement et le renouvellement, de même que les sommes néces-
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- saires poür l’entretien et les .réparations ont été autant que possible supposées égales à celles s’appliquant à la traction à vapeur et, quant au surplus, d’après les résultats expérimentaux de services électriques ; les salaires du personnel de conduite correspondent aux taux actuels.
- Les deuxième et troisième colonnes du tableau ci-après contiennent, comme premier résultat, la dépense d’établissement et le total des frais annuels des installations de distribution seules, c’est-à-dire des sous-stations et des lignes de transmission qui y aboutissent.
- Ce tableau montre que, comme on pouvait le prévoir à cause des frais élevés d’établissement et d’entretien, non seulement la dépense d’établissement, mais encore les frais annuels des installations de distribution sont, avec chaque système de courant, très notablement plus élevés pour le système comportant l’usage de tampons aux centres principaux d’alimentation que si les fluctuations étaient absorbées directement par l’usine génératrice. De plus, en raison des pertes dans les batteries-tampons, il faut que les usines génératrices fournissent plus d’énergie dans le premier cas. Par contre, il est évident que, dans le second cas, les usines génératrices doivent être construites pour’ une plus grande production maximum et que par suite leur dépense d’établissement sera déjà sensiblement plus grande ; en outre, comme nous l’avons montré précédemment en détail, la production d’un kilowatt-heure à l’usine nécessitera une plus grande quantité d’eau que si l’amortissement des fluctuations a lieu aux sous-stations, car il faut toujours conserver en marche un nombre de turbines et de génératrices correspondant à la puissance ma-
- ximum à prévoir, et il en résulte une forte perte notamment pendant la marche à vide des turbines. Ces deux facteurs augmentent le prix du kilowatt-heure au départ de l’usine. Cependant, la valeur considérable de la différence entre les frais annuels de la distribution d’énergie avec et sans tampon, accusée par la troisième colonne du tableau, montre qu’il faudrait que l’augmentation prémentionnée du prix du kilowatt-heure au départ de l’usine fut anormalement élevée pour contrebalancer le surcroît de frais de distribution. Or, il résulte des recherches générales sur les installations d’amortissement dont nous avons parlé plus haut que si la puissance maximum est directement fournie par l’usine, le coût de l’énergie augmente, pour les deux raisons précitées, d’environ 20 p. c. par rapport à celui qui est relevé aux sous-stations lorsqu’une usine proportionnellement plus petite débite sur un réseau à batteries-tampons. Il va sans dire que cette augmentation de prix varie beaucoup avec les conditions des forces hydrauliques, et elle peut donc, dans certains cas, différer beaucoup du chiffre indiqué; mais les autres valeurs numériques données dans le tableau montrent qu’au point de vue qualitatif le résultat ne serait pas autre quand même cette augmentation serait sensiblement plus forte. Pour la comparaison générale qui nous occupe, l’application de cette augmentation moyenne de coût était donc préférable aux calculs concernant une usine particulière. De même, c’est la valeur absolue du prix de l’unité d’énergie à l’usine qui a d’abord été admise dans ce cycle comparatif du calcul ; on a supposé'que les frais réels se trouvent probablement entre les deux chiffres différents
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- VIII
- VIII
- 27 6
- Tableau D.
- Frais d’établissement et frais annuels des installations de distribution,
- SYSTÈME
- DE
- TRACTION ÉLECTRIQUE. 1
- Dépense d’établissement des installations de distribution (sous-stations et lignes de transmission).
- Courant monophasé 15,000 volts, 15 périodes : a) sans tampons........................
- b) avec tampons sans transformation à Gol-dau, Giubiasco, Melide......................
- a) avec tampons sans transformation à Gol-dau et Giubiasco ........
- d) avec tampons et transformation à Goldau, Giubiasco, Melide ........
- e} avec tampons et transformation à Goldau et Giubiasco...............................
- Courant monophasé 15,000 volts, 25 périodes : a) sans tampons........................
- 6) avec tampons sans transformation à Goldau, Giubiasco, Melide.....................
- c) avec tampons sans transformation à Gol-
- dau et Giubiasco......................
- d) avec tampons et transformation à Goldau,
- Giubiasco, Melide......................
- e) avec tampons et transformation à Goldau
- et Giubiasco .........................
- Courant triphasé 5,000 volts, 15 périodes :
- ) sans tampons........................
- ) avec tampons à Goldau et Giubiasco .
- ç) avec tampons et transformation à Goldau et Giubiasco................................
- Courant triphasé 5,0(0 volts, 50 périodes :
- a) sans tampons...........................
- b) avec tampons à Goldau et Giubiasco . .
- Courant continu 3,000 volts :
- a) avec transformation et tampons dans toutes les sous-stations...........................
- b) avec transformation sans tampons . .
- Frais annuels des installations de distribution (sous-stations et lignes de transmission).
- Consommation d’énergie au départ des pour le trafic d’après
- A B
- 4 K
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- Tableau^D.
- ergie et frais en énergie pour l’exploitation du Gothard, en deux variantes.
- frais annuels en énergie, aux usines génératrices pour le trafic d’après
- raison
- 2 ou 2.4
- a raison de 3 ou 3.6
- a raison de 2 ou 2.4
- a raison de 3 ou 3.6
- centimes par kilowatt-heure. 7 • 8
- Frais annuels en énergie au fil de contact pour le trafic d’après
- A B
- à raison à raison à raison à raison
- de de de de
- 2 centimes. 3 centimes. 2 centimes. 3 centimes.
- •10 11 12 13
- Francs. Francs. Millions de kilowatts-heures. Milliers de francs. Milliers de francs.
- (2,172) ( i (2,436) 1 t (2,490) 1 i (2,754)
- 2,632,800 317,830 85.6 114.2 , 2,054 3,082 ( 1 2,741 4,111 ( ) 2,372 3,399 ( j 3,059 4,429
- 10,275,600 1,487,830 98.5 133.0 1,970 2,955 2,660 3,990 3,458 4,443 4,1*318 5,478
- 10,534,700 1,504,220 65.5 88.5 i 2,022 3,033 2,732 4,098 3,526 4,537 4,236 5,602
- 11,508,800 1,634,310 103.2 144.8 2,146 3,219 2,836 4,344 3,780 4,853 4,530 5,978
- 11,740,500 1,643,960 70.2 94.9 : 2,172 3,258 2,934 4,401 3,816 4,902 4,578 6,045
- ; , (2, 110) ( 1 (2,3 70) } ) (2,4 09) j ) (2,6 68)
- 2,411,003 290,370 S5.6 * 114.2 , 2,054 3,082 ( ) 2,741 4,111 ; ! 2,345 3,372 ( j 3,031 4,402
- 10,011,600 1,451,669 98.5 133.0 1,970 2,955 2,660 3,990 3,422 4,407 4,112 5,442
- 10,219,200 ' 1,461,910 65.5 88.5 2,022 3,033 2,732 4,09S 3,484 4,495 4,194 5,560
- 11,282,800 1,605,863 1C'8.2 144.8 : 2,146 3,219 2,896 4,344 3,753 4,826 4,503 . 5,951
- 11,444,100 1,607,840 70.2 94.9 2,172 3,258 2,934 4,401 3,780 4,866 4,613 6,009
- , lnB 12,C 50) , 1 12,2 98) ! J (2,8 60) | i , t3*1 08) .
- 6,661,100 809,730 91.5 2,196 3,294 ( f 2,966.4 4,449.6 ( j 3,006 4,104 j j 3,776 5,259
- 14.918.000 2,089,650 109.2 147.5 | 2,184 3,276 2,950 4,425 4,274 5,366 5,040 6,515
- ' 16,126,600 2,239,080 114.3 154.5 2,286 3,429 3,090 4,695 4,525 5,668 5,329 6,934
- 123.6 >,0= f1-9 89) ( ) (2,2 29) I S (2, s 57) i j (3,0 97)
- 6,968,800 867,770 91.5 I 2,196 3,294 ( ) 2,966.4 4,449.6 ( \ 3,064 4,162 | j 3,834 5,317
- 14,968,400 2,118,030 110.1 148.8 ' 2,202 3,303 2,976 4,464 4,320 5,421 5,094 6,582
- 25,081,000 3,C6 ',340 100.9 136.5 ^ 2,018 3,027 2,630 4,095 5,678 6,682 6,290 7,755
- 4,382 5,693 5,296 7,074
- 'énergie et ceux de la dépense totale pour le service des trains rep frémis pa r le calcul spécia il des frais de c ertaines usines 1 ydrauliques du Gothard. *
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- admis, savoir : 2 et 3 centimes par kilowatt-heure à l’usine, pour le débit de l’énergie sur un réseau avec batteries -tampons, et, comme il a été dit plus haut, 20 p. c. de plus, soit 2.4 et 3.6 centimes pour l’énergie à débiter sans amortissement. (Les calculs particuliers des usines ont accusé plus tard, pour cette zone, des frais d’énergie un peu moindres.)
- Les calculs faits par la suite ont donné, pour les différents systèmes, la consommation d’énergie et les frais d’énergie à l’usine, par an, figurant dans la quatrième et la cinquième, puis dans les sixième, septième, huitième et neuvième colonnes du tableau, pour le trafic moyen désigné plus haut par A et le trafic plus important désigné par B. En ajoutant à ces frais Ja dépense annuelle de la distribution d’énergie d’après la colonne 3, on trouve le coût annuel, indiqué dans les lignes 9 à 12 du tableau, de l’énergie nécessaire pour le système en question, fournie au fil de contact, y compris tous les frais de génération et de distribution. De la comparaison de ces derniers chiffres, on peut dégager la conclusion nettement accusée que dans chaque système la dépense totale qu’entraîne l’énergie nécessaire au fil de contact est très notablement supérieure pour les variantes comportant des batteries-tampons dans les sous-stations. Ce résultat subsisterait encore si l’on introduisait des chiffres assez différents pour le coût de l’énergie, amortie et non amortie, au départ de l’usine. Par conséquent, en employant des forces hydrauliques, on n’aura à considérer au point de vue économique, pour tous les systèmes de courant, que les installations comportant l’absorption des fluctuations de la puissance par les usines génératrices mêmes, sans batteries-tam-
- pons dans le réseau de distribution. Pour l’élaboration ultérieure des projets on n’a donc plus maintenu que les variantes répondant à cette condition.
- Le tableau qui précède montre d’ailleurs qu’au point de vue économique le système à courant continu est évidemment en très grave infériorité par rapport aux autres. Il est vrai que l’écart entre 7 à 7 3/4 et 4 1;.2 à 5 millions de francs par an pour le courant continu et le courant triphasé ou monophasé ne comprend que les frais d’énergie au fil de contact. Mais il est facile de voir que les dépenses qui viennent s’y ajouter pour l’ensemble de l’exploitation : frais du service des trains proprement dit, y compris les intérêts de la dépense d’établissement, le renouvellement et l’entretien de tout le matériel roulant avec ses accesoires et de la ligne de contact, ne different pas sensiblement pour les trois systèmes. Néanmoins, pour obtenir une comparaison tout à fait exacte, nous avons continué à faire une distinction entre les trois systèmes pour les calculs complémentaires.
- Nous appellerons encore l’attention sur les valeurs numériques de la différence signalée plus haut, à propos de la fréquence, entre les frais d’établissement des distributions d’énergie et le prix de revient annuel total de l’énergie au fil de contact, suivant qu’on choisit 16 ou 25 périodes pour le courant monophasé. A la fréquence 26, ces frais sont sensiblement moindres pour toutes les variantes, tandis que les différences entre le prix de revient de la traction par courant triphasé à 16 et 26 périodes sont si faibles qu’on ne peut leur attribuer aucune importance décisive.
- Pour les systèmes reconnus les phis
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- VIII
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- avantageux, on a ensuite calculé les frais des autres installations, c’est-à-dire de l’équipement servant à l’exploitation proprement dite du chemin de fer. Cet équipement comprend la ligne de contact, le matériel roulant, les remises et dépôts, les appareils à faible tension ou leurs modifications, et divers accessoires. Les projets qui s’y rapportent sont basés sur les hypothèses suivantes :
- En ce qui concerne le fil de contact, on a supposé partout une section de 100 millimètres carrés sur les voies principales (voies d’évitement des lignes à voie unique comprises), et de 50 millimètres carrés sur les voies accessoires des gares. Les voies principales sont longées partout par des lignes de renfort posées parallèlement; ces lignes continues permettent de sectionner la ligne de contact entre les stations et d’établir des isolateurs de section sans interruption de l’ensemble, c’est-à-dire de maintenir un circuit continu. Comme pertes de tension maximums dans les fils de contact (lignes de renfort comprises), on a cru pouvoir admettre 20 p. c. delà tension maintenue constante au point d’alimentation pour le courant mono-
- phasé et le courant continu, lo p. c. pour le courant triphasé (dans ce cas la proportion est moindre à cause de rabaissement du couple maximum) ; mais ces chiffres ne sont généralement pas atteints avec la section minimum employée. Sans avoir définitivement arrêté le choix entre les récents systèmes d’isolation et d’attache, on a adopté des prix suffisants pour une installation calculée copieusement et pour une grande résistance; comme supports, on a admis partout des pylônes métalliques. Les dispositifs spéciaux nécessaires, les modifications des installations existantes, etc., ont fait l’objet de devis spéciaux, répondant à la réalité.
- Quant au matériel roulant, on a prévu :
- Un type de locomotive express, un type de locomotive à marchandises et un type d’automotrice. La locomotive express et la locomotive à marchandises peuvent être construites et sont étudiées de manière à pouvoir être utilisées avec avantage tant en pente de 10 millimètres qu’en rampe de 20 millimètres par mètre. Le calcul de la construction de ce matériel a été basé sur les hypothèses suivantes, concernant les puissances :
- - Rampe, en millimètres par mètre. Charge remorquée, eu tonnes. vitesse, en kilomètres à l'heure.
- ' * 0 90 (90)
- 5 90 (80)
- Locomotive express K) 320 75 (70)
- 26 L0 (50)
- o 45. (45)
- 5 500 45 (45)
- Locomotive à marchandises .... 10 • 45 (45)
- 26 320 35 (35)
- 0 75 (75)
- Automotrices ( 2 par train pour ces 5 250 il) (2v'0) 75 (70)
- puissances) 10 75 (60)
- 26 250 t1) (130) 60 (50)
- a1) Y compris les automotrices elles-mêmes.
- Puissance effective, en chevaux.
- ... (1,400) 2,2C0 (1,800) 2,300 (1,900)
- 3.800 (2,800) ... .500)
- ... (1,0C0)
- 1,500 (1,5C0)
- 1.800 (1,8C0) ... (400)
- ... (620)
- 1,200 (710)
- 1,800 (890i
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- I
- VIII
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- Au cours de l’élaboration ultérieure des projets, ces chiffres furent réduits à ceux indiqués entre parenthèses, ces derniers ayant été reconnus admissibles et avantageux. Le poids supposé des trains express correspond à la charge maximum sur le crochet de traction, en rampe de 26 millimètres par mètre; les vitesses correspondent aux hypothèses faites plus haut. Pour les trains de marchandises et les trains express il ne saurait être question que de la traction par locomotives; il en est de même, éventuellement, pour une partie des trains de voyageurs ordi-
- naires, mais la majeure partie de ces derniers (et notamment tous les trains locaux) peuvent être remorqués plus avantageusement par des automotrices, que nous supposons être des voitures à voyageurs de 3e classe.
- Le nombre de véhicules de traction nécessaires a été déterminé exactement d’après un roulement donné des trains et machines, en tenant compte des mises en réserve et rentrées pour réparations accusées par l’expérience. On a obtenu de cette façon les chiffres suivants :
- — Locomotives pour trains express. Locomotive^ à marchandises. A utomotrices pour trains de voyageurs ordinaires.
- Trains réguliers 6 18 13
- Trains périodiques 4
- Service de réserve et'de renfort 2 13 /
- Eu réparation et hors service ........ 2 18 (15) 6 S ^
- 14 36 (33) 32 (26)
- 7
- Une petite modification apportée après coup aux dispositions a montré la possibilité de se contenter des effectifs entre parenthèses.
- Les frais, comme il a déjà été dit, ont été déterminés aussi exactement que possible avec le concours des constructeurs,
- dans certains cas à l’aide de devis de construction.
- La dépense totale d’établissement du matériel de traction (non compris le véhicule proprement dit pour les automotrices) est la suivante, pour les effectifs indiqués, légèrement réduits :
- — Gourant monophasé de / Courant triphasé de
- 15 périodes. 25 périodes. 15 périodes. 50 périodes.
- 14 machines express 33 machines à marchandises 26 équipements d’automotrices Pièces de rechange, appareils de chauffage et wagon de chauffage Francs. 4,312,000 5,989,500 2,246,400 500,000 300,000 240,000 Francs. 5.174.400 7.187.400 2,620,800 500,000 300,000 240,000 Francs. 4,312,000 5,989,500 2,620,800 500,000 300,000 240,000 Francs. 3,920,000 5,445,000 2,246,400 500,000 300,001 240,000
- 13,587,900 16,022,600 13,962,300 12,651,400
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- Ces chiffres montrent aussi ce qui a été dit plus haut, à savoir que le prix de revient de l’ensemble du matériel de traction est sensiblement moindre pour le courant monophasé à 13 périodes qu’à 25 périodes, tandis qu’avec le courant triphasé la différence en faveur de la fréquence 50 est insignifiante.
- Outre ces nouveaux véhicules de traction nécessités par l’électrification, l’augmentation de trafic admise dans les deux variantes, par rapport à la situation actuelle, entraîne aussi l’augmentation de l’effectif de remorques ordinaires, voitures et wagons, qui a été fixée, et comprise dans le calcul des frais, à 154 essieux de voitures et 1,616 essieux de wagons pour le trafic A, à 514 essieux de voitures et 3,856 essieux de wagons pour le trafic B.
- En outre, on a étudié en détail, en établissant le calcul des frais, les modifications et remaniements nécessaires des remises et dépôts.
- Une étude spéciale a ensuite été consacrée aux frais de remaniement des installations à faible tension. Pour les lignes appartenant au service des chemins de fer, on a supposé : l’adjonction d’un retour métallique à toutes les lignes télégraphiques ; l’établissement d’une ligne téléphonique spéciale avec boucles, s’étendant sans raccordements intermédiaires d’un appareil de bloc à l’autre, afin d’assurer une communication rapide en cas de dérangement des appareils de bloc de la ligne; établissement d’un conducteur de retour isolé pour les avertisseurs électriques (cloches); extension du bloek-system à toute la longueur de la ligne, avec adjonction d’un conducteur de retour métallique; disposition continue des lignes de signalisation pour le contrôle des manœu-
- vres de signaux à l’aide d’un courant à haute tension. Toutes les nouvelles lignes à faible tension seraient réunies sur des poteaux situés à environs 20 mètres de la ligne de contact, elles seraient croisées à de certains intervalles et munies de bobines de décharge; les poteaux de cette ligne seraient établis à nouveaux frais. Pour la ligne télégraphique fédérale, on a prévu un nouveau tracé, éloigné du chemin de fer, longeant généralement la route, avec reconstruction de cette ligne. Le projet, établi en comprenant tous les objets spéciaux, donne des frais très élevés pour tous ces travaux, savoir :
- pour les lignes du chemin de fer 2,500,000 francs;
- et pour la ligne télégraphique de l’État, avec adjonction d’une certaine somme pour imprévu, 1,500,000 francs.
- Tandis que, dans les calculs comparatifs ci-dessus, le prix de revient de l’énergie à l’usine génératrice a généralement été admis dans des limites déterminées pour les différentes variantes, on a procédé, une fois arrivé à cette phase du calcul, et afin de se rapprocher le plus possible de la réalité, à l’étude générale des usines hydrauliques à envisager pour le Gothard, et cela avec le concours d’hommes compétents, connaissant les conditions, et aussi exactement qu’on a pu le faire sans une étude spéciale du terrain. Il s’agit, comme nous l’avons dit, de quatre usines : à Amsteg, à Gôsche-nen, au-dessous du lac de Ritom et à Lavorgo. On les a supposées construites pour une production momentanée maximum de 37,500, 20,000, 40,000 et 22,500 chevaux (ou 67,500 pour cette dernière, après achèvement complet). Pour le trafic A, l’achèvement de l’usine
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- de Gôschenen pourra encore rester en suspens ; il n’est supposé exécuté que pour le trafic B. D’après un premier calcul des puissances maximums nécessaires, il aurait fallu agrandir l’usine d’Amsteg pour une production de 7,500 chevaux de plus ; une étude ultérieure, avec horaire plus avantageux, pour un travail de transport
- au moins égal, a montré au contraire que les puissances maximums peuvent être supposées moindres que les chiffres indiqués. Les usines sont munies de l’accumulation hydraulique nécessaire pour l’absorption directe des fluctuations de la consommation. On a trouvé ainsi les dépenses d’établissement suivantes, en francs :
- .... USINES
- Amsteg. Gôschenen. ïtitom. Lavorgo.
- Courant monophasé 15 périodes .... 8,300,000 3,300,000 7,500,000 11,350,000
- — — 25 — .... 8,090,000 3,240,000 7,170,000 11,125,000
- — triphasé 15 périodes 7,850,000 3,100,000 6,825,000 10,950,000
- — — 25 — . 7,625,000 3,000,000 6,490,000 10,750,000
- (Ces chiffres montrent en même temps l’importance de l’économie, signalée plus haut, de frais d’établissement des usines génératrices pour le courant monophasé à 25 périodes, par rapport au courant monophasé à 15 périodes, ainsi que l’économie insignifiante, en frais d’usine génératrice, de la fréquence 50 sur la fréquence 15 pour le courant triphasé.)
- A l’aide des dépenses, résultant de ces frais de premier établissement, pour intérêts et amortissement, et des dépenses d’entretien, de surveillance et de conduite, on pourra mieux déterminer les frais totaux d’énergie au départ de l’usine, comme dépense totale annuelle de toutes ces usines; on trouve alors les valeurs suivantes :
- — Courant monophasé de Cornant triphasé de
- 15 périodes. 25 périodes. 15 périodes. 50 périodes.
- Pour le trafic A — — B * Francs. 2,172,000 2,436,000 Francs. 2,110,000 2,370,000 Francs. 2,050,000 2,298,000 Francs. 1,989,000 2,229,000
- Nous faisons figurer ces chiffres entre parenthèses dans le tableau D ci-avant, en regard des systèmes correspondants; on voit qu’en général ils diffèrent fort peu des valeurs-limites du coût de l’énergie suppo-
- sées précédemment pour les comparaisons. A l’aide de ces chiffres rectifiés on obtient ensuite la dépense en énergie, au fil de contact, indiquée entre parenthèses dans les colonnes suivantes du même tableau.
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- Il restait à déterminer les frais d’exploitation relatifs au service des trains proprement dit. Ils comprennent (d’après le schéma de comptabilité des chemins de fer suisses) : Frais de personnel pour l’ingénieur en chef de la traction, le personnel des bureaux, les agents des machines et les visiteurs du matériel roulant, le personnel chargé de l’équipement et du nettoyage du matériel ; ensuite (outre la consommation, calculée à part, d’énergie électrique) le combustible pour les locomotives à vapeur actuelles qui resteraient affectées au service de gare, l’ensemble du graissage, les frais de chauffage et d’éclairage des trains, diverses matières de consommation pour le matériel roulant, les frais d’entretien et de réparation du matériel roulant et des lignes de contact, et des dépenses diverses. Il est bien entendu qu’en établissant cet état, on a mis en compte les augmentations de personnel et de frais qui résultent de l’accroissement du trafic. Les effectifs du personnel ont
- été fixés d’accord avec l’administration des chemins de fer. On a pu réduire le personnel pour l’équipement et le nettoyage des locomotives; par contre, on a prévu pour toutes les locomotives une équipe de deux agents comme-pour la traction à vapeur. Les frais de graissage, des locomotives électriques et des automotrices, le chauffage et l’éclairage électriques des voitures et l’entretien de l’équipement électrique des locomotives et automotrices électriques ont pu être déterminés avec une certitude suffisante d’après les services électriques existants, et ont été calculés largement; pour le graissage et l’entretien des pièces mécaniques qui sont les mêmes que pour la t raction à vapeur, on a établi le compte d’après les résultats obtenus avec cette dernière.
- En conséquence nous avons trouvé la dépense annuelle pour le service des trains proprement dit de la traction électrique, non compris le prix de revient de l’énergie :
- 1 —. Courant monophasé. Courant triphasé.
- Francs. Francs.
- Pour le trafic A 4,707,200 4,798,800
- B . 5,515,400 5,607,000
- Si enfin nous résumons tous les frais, nous obtenons le tableau E ci-après, dans lequel nous indiquons en outre le coût de la traction à vapeur actuelle, avec trafic réduit, en nous bornant à mentionner le courant monophasé à 15 périodes et le courant triphasé à 50 périodes, comme représentant les modes de traction les plus avantageux.
- Ce tableau montre en ce qui concerne les
- deux systèmes électriques qui y restent en présence, que tant avec le trafic modéré qu’avec le trafic intense, le courant triphasé est en désavantage d’environ 8 p. c., au point de vue économique, sur le courant monophasé. Il se peut très bien que, parmi les hypothèses que nous avons admises, les unes ou les autres ne s’appliquent pas exactement; beaucoup d’entre elles sont aussi subordonnées aux
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- Tableau E. — Densité du trafic, frais d’établissement et dépense totale du service des trains pour la ligne du Gothard.
- - Traction à vapeur Traction électrique
- 1907 1908. avec le trafic A. avec le trafic B.
- Courant monophasé. Courant triphasé. Courant monophasé. Courant triphasé.
- Densité du trafic.
- Millions de tonnes kilométriques :
- Locomotives . 450 482 410 550
- Charge 1,102 1,066 1,300 1,760
- Total. . . 1,552 1,548 1,’ 10 2,310
- Augmentation sur 1907 :
- Des tonnes kilométriques de charge . . . 18 p. c. 60 ). c.
- Des tonnes kilométriques totales .... 10 — 49
- Francs par mille.
- Frais d'établissement :
- l'sines hydrauliques 27,150 24,865 30,450 27,865
- Distribution de l’énergie 2,633 6,969 2,633 6,933
- Equipement électrique de la voie. . . . 29,113 33,082 29,113 33,082
- Augmentation de l'effectif du matériel rou-
- lant, pour accroi-sentent du trafic . 7,148 7,148 16,748 16,748
- Total. . . 66,014 72,064 78,944 84,664
- Dépense totale pour le service des trains :
- Pour l’équipement proprement dit de la voie :
- Intérêts 4C0 506 1,161 1,323 1,164 1,323
- Amortissement 17 16 98 121 98 121
- Renouvellement :
- Fil de contact 90 137 90 137
- Locomotives et automotrices 207 228 245 . 228 245 228
- Remises, etc 10 10 10 10
- Total. 684 750 1,607 1,819 1,607 1,819
- Pour le matériel roulant nécessité par l’aug-
- «tentation de trafic :
- Intérêts, amortissement et renouvellement. 372 372 872 872
- Service total des intérêts. . .... 684 750 1,079 2,191 2,479 2,691
- Frais du service des trains proprement dit :
- Non compris l’énergie (charbon compris) . 8,224 8,630 4,707 4,799 5,515 5,607
- Énergie au fil de coiita.c& :
- Coût au départ de l’usine 2,172 1,989 2,436 2,229
- Prix de revient pour la distribution . . . 318 868 318 . 86S
- Total du service des trains. . . 8,908 9,380 9,176 9,847 10,748 11,395
- Soit par tonne kilométrique : 0.493
- Du poids total (centimes) 0.575 0.005 0.535 0.575 0.465
- De la charge remorquée (centimes) ... 0.81 0.88 0.705 0.760 0.610-
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- conditions spéciales des usines et de la ligne. Nous ne voulons pas non plus présenter les valeurs absolues des résultats numériques comme applicables avec certitude, ces résultats n’ont-pour le moment qu’une valeur relative, surtout les prix unitaires par quantité de transport. Mais si l’on évalue approximativement les chances existantes de modifications des valeurs numériques prises pour base, il est facile de reconnaître que, même en admettant des limites extrêmes pour ces modifications, la différence entre les deux systèmes sera probablement dans le même sens pour tous les chemins de fer à voie normale ordinaires.
- Si, pour des raisons purement techniques, nous avons été amené à la conclusion qu'en règle générale le courant monophasé doit être préféré au triphasé pour l’exploitation des chemins de fer à voie normale, les résultats économiques viennent à l’appui de cette thèse. On peut considérer comme certain qu’aujourd’hui le système à courant monophasé est le plus avantageux pour le service des chemins de fer à voie normale.
- En ce qui concerne la différence de frais avec la traction à vapeur, ces calculs ne donnent qu’un résultat comparatif pour les frais par unité de transport, puisque les projets de traction électrique ne sont pas basés sur le même trafic et le même horaire que ceux qui existent avec la traction à vapeur. Mais des projets de traction électrique, s’adaptant exactement aux conditions d’une année réelle de traction à vapeur, sont en cours de préparation, et il semble qu’en principe ils donneront te même résultat que celui accusé par les tableaux, à savoir que la traction électrique est plus économique que la traction
- à vapeur. Avec les services à vapeur et électrique pour 1908, trafic A, qui diffèrent entre eux au point de vue de la densité du trafic, l’économie par rapport à la traction à vapeur, pour le tonnage transporté, serait d’environ 10 p. c. (0.535 contre 0.605 centime); elle est, bien entendu, plus grande si l’on ne considère que la charge remorquée et atteint 19 p. c. (0.705 contre 0.88 centime).
- Mentionnons encore ici qu’une étude plus précise des projets d’usines génératrices, actuellement effectuée par la commission suisse, étude qui, jointe à des hypothèses légèrement modifiées concernant l’établissement des horaires, donnera un meilleur projet d’ensemble pour le chemin de fer du Gothard, permet de prévoir dès maintenant des résultats définitifs qui seront encore plus favorables à la traction électrique par rapport à la traction à vapeur.
- En outre, la différence entre le prix de .revient de la traction à vapeur et de la traction électrique ou hydraulique ne pourra que s’accentuer à l’avenir, avec le trafic croissant. En effet, l’accroissement du trafic n’entraînera pas une augmentation notable du débit maximum, ni, par suite, celle de l’aménagement nécessaire des forces hydrauliques, mais une meilleure utilisation de celles-ci, qui pourra avoir lieu sans aucun surcroît notable de la dépense; de plus, l’avenir amènera probablement la hausse des salaires et, par conséquent, la hausse du charbon, tandis que les usines génératrices une fois construites pour une longue période produiront l’énergie à meilleur compte, puisque la majeure partie de la dépense annuelle consiste non pas en salaires, mais en intérêts, et que le capital corres-
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- pondant pourra être progressivement amorti.
- Pour autant qu’on puisse en juger jusqu’à présent, les projets concernant le IIe arrondissement des chemins de fer fédéraux donneront en principe des résultats analogues. Les différences pour les divers réseaux dépendront surtout de la proportion dans laquelle les différentes régions du pays sont dotées de forces hydrauliques; cette circonstance a une grande importance locale, c’est-à-dire pour la Suisse, mais il n’y a pas lieu d’en tenir compte pour la question de la traction électrique en général.
- En fait d’exemples pratiques du succès économique de l’électrification des chemins de fer à vapeur, nous pourrions citer en Suisse la ligne secondaire de Neuchâ-tel-Cortaillod-Boudry dont les résultats montrent clairement l’amélioration financière due à la traction électrique; il s’agit toutefois ici d’une petite ligne suburbaine et interurbaine, dont l’exploitation représente en partie celle d’un tramway urbain et non d’un chemin de fer àvoie normale, de sorte qu’ici, comme dans presque toutes les électrifications d’anciens chemins de
- fer à vapeur, la comparaison est un peu faussée par les modifications simultanées de l’horaire et du trafic en général. Quoi qu’il en soit, ce petit exemple de la substitution de la traction électrique à la traction à vapeur aboutit aux mêmes résultats que beaucoup d’expériences faites à l’étranger (notamment aux États-Unis) sur des lignes à conditions particulières, avec un trafic urbain, suburbain, etc., intense.
- En ce qui concerne la Suisse, nous croyons pouvoir dire avec certitude que la traction électrique sur les chemins de fer à voie normale est aujourd’hui possible dans des conditions satisfaisantes au double point de vue technique et économique, qu’à ce double point de vue le système monophasé fera un bon service, et qu’à l’aide de forces hydrauliques convenablement choisies il donnera dès maintenant, en Suisse, de meilleurs résultats économiques que la traction à vapeur avec chauffe par la houille. Cependant, un point capital qu’il importe de ne pas oublier est que l’électrification des chemins de fer à voie normale nécessitera des capitaux énormes.
- DEUXIÈME PARTIE.
- Description des principaux types modernes de locomotives suisses pour la traction électrique
- des chemins de fer à voie normale.
- Avec le concours spécial du Dr TU. Kummer.
- Depuis une dizaine d’années nous voyons partout l’industrie électro-technique s’attacher particulièrement à perfectionner la traction électrique, qui avait donné d’excellents résultats pour les petits
- chemins de fer, de façon qu’elle remplisse aussi toutes les conditions jugées nécessaires et utiles pour le service des lignes
- à voie normale. On ne tarda pas à reconnaître qu’un nouveau problème, d une
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- importance capitale, était la construction de grandes locomotives électriques, et le degré de perfection de ces véhicules moteurs devint le véritable critérium du progrès réalisé. Nous estimons donc pouvoir marquer d’une façon particulièrement exacte la situation actuelle de la traction électrique en Suisse par une courte description des locomotives électriques suisses. Nos établissements de construction ont consacré beaucoup de travail à cette question, et si certaines de leurs locomotives ne développent qu’une puissance modérée, si les types les plus récents, créés beaucoup plus tard, sont seuls à pouvoir se comparer aux plus grandes machines construites, c’est que les proportions relativement petites de notre pays indiquaient plutôt l’emploi de la traction électrique sur les chemins de fer à voie étroite et se prêtaient moins aux essais importants sur des lignes à voie normale.Par contre, nous pouvons revendiquer pour l’industrie électro-technique suisse le mérite d’avoir choisi, dès les premières constructions de locomotives électriques pour grands chemins de fer, les types qui sont généralement considérés aujourd’hui comme convenant le mieux pour ce service et auxquels on n’a songé dans les autres pays qu’après des essais plus ou moins heureux d’autres types. Cette disposition, qui devient aujourd’hui normale, se caractérise par le montage rigide des moteurs dans les châssis des véhicules et par l’emploi de bielles motrices actionnées soit directement par l’arbre du moteur, soit par un arbre intermédiaire que l’arbre du moteur entraîne au moyen d’engrenages ou de manivelles, et qui attaque les essieux moteurs. Nous la trouvons en service dès 1898 sur la
- ligne à voie étroite, à adhérence et crémaillère, de Stansstad à Engelberg, et depuis 1899 sur la ligne à voie normale de Berthoud à Thoune,dans l’un et l’autre cas avec engrenages réducteurs et arbres intermédiaires.De même les locomotives, construites en 1904 et 1905, de la ligne d’essai de Seebach à Wettingen, devenue si importante pour la question du choix du système, sont établies sur le principe des moteurs rigidement fixés au châssis et entraînant les essieux à l’aide de roues dentées, d’arbres intermédiaires et bielles motrices. Ensuite, la commande par bielles, sans emploi de roues dentées ni d’arbres intermédiaires a été proposée pour les lignes du chemin de fer de la Yalteline, munies d’abord de matériel de traction ayant d’autres systèmes de commande (moteurs calés directement sur les essieux), à la suite d’un concours ouvert en octobre 1902 par le réseau de l’Adriatique ; cette proposition fut faite, d’une part, par la maison suisse Brown, Boveri & Cie, conjointement avec la Fabrique suisse de locomotives et machines de Winterthur, d’autre part, par la Société hongroise Ganz & Cie (1); les premières locomotives de ce genre, pour le chemin de fer de la Yalteline, furent commandées à la société hongroise; en 1905, les établissements suisses reçurent une commande de locomotives de ce type qui furent ensuite, aux termes des conventions intervenues entre les autorités suisses et italiennes affectées au service de traction électrique dans le tunnel du Simplon. Le mode de transmission de l’effort moteur employé sur les locomotives du chemin de fer de
- (i) Voir Elektrische BaTinen and Betriebe, 1905, p. 168, 267, 341.
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- Berthoud-Thoune et sur la ligne d’essai de Seebach-Wettingen a trouvé tout récemment de nouvelles applications par la substitution aux engrenages d’une commande par bielles avec maintien de l’arbre intermédiaire (faux arbre). Cette innovation, expérimentée d’abord sur des chemins de fer américains, est actuellement comprise dans des commandes que certains constructeurs suisses exécutent pour des compagnies étrangères de chemins de fer.
- Après cet aperçu rapide de l’évolution des types de locomotives électriques pour chemins de fer principaux, pour autant que des constructeurs suisses y ont pris part, nous allons examiner rapidement, en les classant par administrations de chemins de fer, les locomotives électriques en service ou en construction pour des chemins de fer suisses à voie normale,
- ainsi que quelques locomotives fournies par des établissements suisses à des administrations de chemins de fer étrangers.
- Pour les conditions générales des chemins de fer suisses en question nous renvoyons aux tableaux de la troisième partie de notre exposé.
- Nous commencerons par la ligne de Berthoud-Thoune, le plus ancien des chemins de fer suisses à voie normale avec traction électrique. Cette ligne de40.3 kilomètres de longueur, avec rampe maximum de 25 millimètres par mètre, emploie pour la traction des trains de marchandises une locomotive pesant 30 tonnes, à deux essieux, mise en service en 1899 et reproduite dans la figure 1, et une locomotive pesant 42 tonnes, à quatre essieux, mise en service en 1910 et représentée par la figure 2. Dans l’un et l’autre cas, le poids
- Fig. 1.
- Locomotive de 1899 du chemin de fer Berthoud-Thoune. Échelle : 1 : 200.
- Fig. 2.
- Locomotive de 1910 du chemin de fer de Berthoud-Thoune. Échelle ; 1: 200.
- total est adhérent, et les moteurs actionnent les essieux par l’intermédiaire d’engrenages, d’arbres intermédiaires et de bielles motrices horizontales. On sait que ce chemin de fer emploie du courant triphasé de 40 périodes et 750 volts de tension dans le fil de contact; les moteurs sont des moteurs d’induction enroulés directement pour l’alimentation par le fil de contact.
- Toutefois tandis que, d’après les progrès techniques de l’époque, les moteurs des anciennes locomotives avaient une graduation économique de la vitesse, à deux échelons, par voie mécanique, en faisant varier le rapport de réduction des engrenages, les moteurs des locomotives modernes sont munis du changement de pôles, permettant d’obtenir quatre échelons éco-
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- nomiques de vitesse. Les conditions sance pendant une heure) sont indiquées normales du service correspondant à la pour les deux types de locomotives dans puissance nominale des moteurs (puis- Je tableau ci-après :
- Type de locomotive de la ligne Vitesse, en kilomètres à l’heure. 1 Effort de traction à la jante, en kilogrammes Puissance, en chevaux
- Berthoud-Thoune. par locomotive. par essieu moteur. par locomotive. par moteur.
- ,8 4,400 2,200 * 300 150
- 1899 .... « 2,200 1,100 300 150
- 15.75 8,570 2,140 5C0 250
- 21.0 7,720 1,930 600 300
- 1910 . . . . < 1 31.5 ( 42,0 6,000 1,500 700 350
- 5,140 1,285 800 400
- La disposition d’ensemble des deux types de locomotives est indiquée par les figures; nous ferons encore remarquer que l’ancien type comporte deux essieux moteurs rigides, écartés de 3.14 mètres, tandis que le nouveau type est muni de deux bogies, ayant chacun 2.6 mètres d’empattement, et présente un empattement total de 9.4 mètres; il convient de noter, pour ce dernier, la commande des essieux, dissymétrique par rapport aux pivots des bogies. L’ancien type, pesant 30 tonnes au total et ayant donc une charge maximum de 7.5 tonnes par roue, comprend 10 tonnes d’équipement électrique, tandis que le nouveau type, avec un poids total de 42 tonnes et une charge maximum de 5.5 tonnes par roue, est muni d’un équipement électrique dont le poids est de 18 tonnes. Dans l’un et l’autre cas, le diamètre des roues motrices est de 1-230 mètre; les engrenages des anciennes locomotives ont un rapport de réduction de 1 : 1.88 et de 1 : 3.72, et ceux des nouvelles locomotives présentent un rapport de 1 : 4. L’équipement mécanique des
- anciennes et nouvelles locomotives de la ligne deBerthoud-Thoune sort des ateliers de la Fabrique suisse de locomotives et machines de Winterthur, et l’équipement électrique de ceux de la Société par actions Brown, Boveri & Cie, de Baden.
- Quelques années après la mise en service de la ligne de Berthoud-Thoune, la « Maschinenfabrik Oerlikon » commença à prendre ses dispositions en vue de l’introduction d’un service d’essai sur la ligne de 19.4 kilomètres de longueur de Seebach-Wettingen des chemins de fer fédéraux suisses, pour laquelle on avait envisagé dès l’origine la traction par locomotives exclusivement et, comme système de traction électrique, le courant monophasé à la tension de 15,000 volts dans le fil de contact et à la fréquence d’environ 16 périodes par seconde (conférence du directeur E. Huber, du 27 février 1902 W). Pour les trains, mixtes en majeure partie, qui circulent sur cette ligne à rampe maximum de 12 millimètres par mètre, on
- (!) Schweiz. Bauzsitung, vol. XXXIX, p. 107 et suiv.
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- a reconnu que des locomotives pesant environ 40 tonnes, à poids total adhérent, seraient suffisantes. En supposant l’emploi de deux bogies, réunis au châssis rigide de la locomotive par des balanciers oscillants, on fit construire par les sociétés d’Oerlikon et de Winterthur deux locomotives différant extérieurement par la disposition de la caisse. En effet, tandis que la caisse de la locomotive construite en premier lieu (1904) ne renferme qu’une logette de mécanicien, celle de la locomotive construite un an plus tard en comporte deux, comme le montre la figure 3. Rappelons
- 10,si losi I0,5t fO,st
- Fig. 3.
- Locomotive de la ligne d’essai de Seebach-Wettingen. Échelle : 1 : 200.
- encore que la plus ancienne de ces deux locomotives, aménagée primitivement en locomotive à convertisseur pour la transformation du courant monophasé de 30 (plus tard 15) périodes en courant continu, a été construite en définitive, de môme que la seconde locomotive, pour l’alimentation directe de moteurs à collecteur monophasés (moteurs série avec pôles auxiliaires), alimentés par des transformateurs monophasés réduisant la tension de 15,000 volts dans le fil de contact à la limite maximum de 350 volts admissible pour les moteurs. Les essieux des bogies de ces locomotives sont entraînés par des
- engrenages, des faux arbres et des bielles motrices horizontales. Les mécanismes moteurs sont disposés d’une façon parfaitement symétrique relativement aux bogies, la disposition spéciale des bogies dans les longerons n’ayant pas nécessité de pivots proprement dits. Chacun des deux moteurs développe une puissance de 250 chevaux pendant une heure ce qui correspond à un effort de traction de la locomotive de 3,400 kilogrammes à la.jante et à une vitesse de 40 kilomètres à l’heure. En faisant varier le rapport de réduction des transformateurs de la locomotive, qui développent une puissance de 2 x 250 kilo-volts-ampères, on peut régler avec toute la précision voulue l’effort de traction et la vitesse entre 0 et environ 150 p. c. des valeurs normales; pour la réalisation de ce réglage, l’une des deux locomotives a été munie d’un controller du meme type que ceux employés pour la commande directe à courant continu, tandis que l’autre avait une commande indirecte, dite « à contactées )). L’empattement de chaque bogie est de 2 mètres et l’empattement total des locomotives de 6.3 mètres. Le poids total de 42 tonnes, correspondant à des charges par roue de 5 1j4: tonnes, comprend 21 tonnes d’équipement électrique. Les roues ont 1.050 mètre de diamètre, le rapport de réduction des engrenages est de 1:3.08. Pour être complet, nous mentionnerons qu’il a été employé temporairement, pour le service d’essai, une locomotive fournie par les ateliers Siemens-Schuckert, dont les bogies à trois essieux étaient munis de moteurs à engrenages, faisant corps avec eux comme ceux des automotrices. La période pendant laquelle tous les trains réguliers de la ligne ae Seebach-Wettingen ont été remorqués
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- électriquement s’est étendue du 1er décembre 1907 au 3 juillet 1909.
- Nous allons maintenant dire un mot de la traction électrique au Simplon, qui est la plus importante des exploitations électriques de lignes à voie normale de la Suisse au point de vue des locomotives électriques. Cette grande ligne internationale de 22 kilomètres de longueur, à rampes maximums de 7 millimètres par mètre, ouverte en 1906 et exploitée électriquement dès le début, emploie, pour la traction de tous les trains, 4 locomotives
- électriques, dont les deux plus anciennes, du type 2-6-2, étaient destinées d’abord au chemin de fer de la Valteline, ainsi que nous l’avons dit au commencement de ce chapitre. Deux autres locomotives électriques, du type 0-4-4-0, ont été mises en service en 1907. La figure 4 est un schéma du type de 1906, d’un poids total de 62 tonnes* dont 44 tonnes de poids adhérent; les locomotives de 1907, dont le poids total, de 68 tonnes, est utilisé pour l’adhérence, sont représentées schématiquement dans la figure 5. Dans l’un et l’autre cas, .les essieux moteurs sont
- Motor
- ..T....
- -..\12320-
- Fig. 4. — Locomotive de 1906 de la ligne du Simplon. Échelle : 1 : 200.
- 5. — Locomotive de 1907 de la ligne du Simplon. Échelle : 1 : 200.
- entraînés par un mécanisme à manivelles volts de tension dans le fil de contact. Les parallèles, sans emploi de faux arbres. On moteurs sont des moteurs d’induction avec sait que ce chemin de fer emploie du changement du nombre des pôles, direc-courant triphasé de 15 périodes et 3,000 tement enroulés pour la tension du
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- û)y u>
- fil de contaet, pour deux vitesses sur les des moteurs, pendant une heure pour locomotives de 1906 et pour quatre sur chaque vitesse, sont indiquées dans le celles de 1907. Les conditions normales tableau ci-après pour les deux types de du service correspondant à la puissance locomotives :
- TYPE DU LOCOMOTIVE, (SIMPLON). Vitesse, , eu kilomètres, Effort de traction à la jante, en kilogrammes Puissance, en chevaux
- à l’heure. par locomotive. par essieu moteur. par locomotive. par moteur.
- 35 5,800 1,930 800 400
- 1906 . . .
- 70 '4,000 1,330 1,100 550
- 26 11,500 2,875 1,100 550
- 35 10,000 2,500 1,300 650
- 1907 . . .
- | 53 7,700 1,925 1,500 750
- 70 6,400 1,600 1,700 850
- Les figures montrent la disposition des deux types de locomotives. Nous ferons encore remarquer que, dans le type de 1906, les deux moteurs sont fixés dans le châssis de part et d’autre d’un essieu moteur à jeu latéral, placé au milieu, qui actionne à son tour les deux essieux moteurs extérieurs, faisant partie d’un bogie qui comprend un essieu moteur et un essieu porteur. Par contre, les deux moteurs du type de 1907 sont complètement logés entre les quatre essieux moteurs, dont chacun des deux essieux extérieurs est du type Klien-Lindner, insCriptible dans les courbes. L’empattement total est de 9.7 mètres pour le type de 1906, de 8 mètres pour le type de 1907, et la plus forte charge par roue de 7.5 tonnes dans le premier cas, de 8.5 tonnes dans le second. Il y a lieu de mentionner enfin que le diamètre des roues motrices des locomotives de 1906 est de 1.640 mètre, celui des roues porteuses de 850 millimètres, tandis que les
- roues motrices des locomotives de 1907 ont un diamètre de 1.250 mètre. L’équipement mécanique de toutes les locomotives électriques destinées au tunnel du siinplon sort des ateliers de la Fabrique suisse de locomotives et machines de Winterthur, et l’ensemble de leur équipement électrique, des ateliers de la Société par actions Brown, Boveri &Cie, de Baden.
- L’électrification de la ligne du Simplon sera suivie de celle du chemin de fer des Alpes bernoises qui, une fois terminée, en constituera la ligne d’accès directe. Pour la traction électrique de ce chemin de fer, on a choisi, comme sur la section expérimentale de Seebach-Wettingen, le courant monophasé à 15 périodes et 15,000 volts de tension dans le fil de contact. On exploitera d’abord la section de Spiez-Frutigen, à rampe maximum de 15.5 millimètres par mètre; mais dès l’origine les locomotives en construction pour le chemin de fer des Alpes bernoises
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- ont été étudiées pour la rampe maximum de 27 millimètres par mètre. Pour les essais qui commenceront prochainement on disposera de la locomotive, représentée
- figure 6, de la « Maschinenfabrik üer-likon » et de la Fabrique suisse de locomotives et machines de Winterthur, ainsi que de la locomotive, représentée figure 7,
- Fig. 6. — Locomotive d’Oerlikon du chemin de fer des Alpes bernoises. Échelle : 1 :'200.
- -2,65--
- Fig. 7. — Locomotive de l’« A. E. GL » du chemin de fer des Alpes bernoises. Échelle : 1 : 200.
- de F « Allgemeine Electrizitàtsgesell-schaft » de Berlin et de la Fabrique de locomotives Krauss & Cie, société par actions, de Munich. La première de ces deux locomotives, avec six essieux moteurs dans deux bogies, utilise complètement pour l’adhérence le poids total de 86 tonnes, dont 42 tonnes sont fournies par l’équipement électrique. Les trois essieux de chaque bogie sont actionnés, à l’aide de roues d’engrenage, d’un faux arbre et fie manivelles, par un moteur série monophasé, fixé au châssis, d’une
- puissance de 1,000 chevaux pendant une heure. D’après la puissance des moteurs pendant une heure, cette locomotive développe à la vitesse de 42 kilomètres à l’heure un effort de traction à la jante de 12,000 kilogrammes; notons en outre un empattement total de 10.7 mètres, une charge maximum par roue de 7.5 tonnes, un diamètre des roues motrices de 1.350 mètre et un rapport de réduction de 1 : 3.25. L’autre locomotive, étudiée par F « Allgemeine Elektrizitâts-gesellschaft », est une locomotive double,
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- formée de deux moitiés à attelage pour groupe de wagons et indépendantes entre elles, qui comprennent chacune un essieu porteur et deux essieux moteurs. Les essieux moteurs de chaque moitié de la locomotive sont actionnés par un moteur à collecteur monophasé, compensé, système Winter-Eichberg, d’une puissance de 800 chevaux pendant une heure, par l’intermédiaire d’une transmission à bielles, avec faux arbre et bielles horizontales. D’après la puissance horaire des moteurs, la locomotive entière peut développer, à la vitesse d’environ 40 kilomètres à l’heure, un effort de traction à la jante de 10,800 kilogrammes. Mentionnons encore l’empattement total de o.3 mètres pour chaque moitié de locomotive, de 12.43 mètres pour la locomotive entière, ainsi qiie la charge maximum par roue de 7.5 tonnes Le poids total est de 93 tonnes, celui de l’équipement électrique de 50 tonnes, le poids adhérent de 68 tonnes. Les roues motrices ont 1.270 mètre de diamètre, et les roues porteuses 850 millimètres. Le réglage de l’effort de traction et de la vitesse de la
- locomotive de la « Maschinenfabrik Oer-likon » et de celle de 1’ « Allgemeine Elektrizitâtsgesellsehaft » peut, grâce à la présence de transformateurs à rapport de réduction réglable, être établi pour un nombre quelconque d’échelons de vitesse.
- Si, actuellement, pour les autres lignes du réseau ferré suisse, les études d’électrification ne sont pas encore sorties de la période des projets, l’industrie mécanique suisse n’en continue pas moins à s’occuper de la construction des locomotives électriques, pour différentes administrations de chemins de fer des pays voisins.
- Nous citerons en particulier l’introduction de la traction électrique sur la ligne du Wiesental des chemins de fer de l’État badois, dont une partie des lignes sont d’ailleurs situées en territoire suisse. Pour la ligne du Wiesental, la Société par actions Brown, Boveri & Cie a construit, avec le concours de la Société anonyme de constructions mécaniques à Karlsruhe, deux locomotives à voyageurs dont nous donnons le schéma dans la figure 8. Il s’agit de locomotives à courant mono-
- Fig. 8. — Locomotive Brown, Boveri & Gie pour la ligne du Wiesental. Échelle : 1 : 200.
- phase de 10,000 volts de tension dans le fil munie de deux moteurs à répulsion sys-decontact et de 15 périodes. Le mécanisme tème Déri-Brown, Boveri & CJe, enroules moteur choisi pour cette locomotive 2-6-2 pour une tension de 1,000 volts, et dévelop-
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- pant chacun une puissance de 475 chevaux pendant une heure, est identique, sauf les petites divergences dues au montage rigide de tous les essieux moteurs, à celui des anciennes locomotives du Simplon (voir les figures 4 et 8). D’après la puissance horaire des moteurs, cette locomotive peut développer, à la vitesse normale de 61 kilomètres à l’heure, un effort de traction à la jante de 4,200 kilogrammes. Cette locomotive a un poids total de 65 tonnes, un poids adhérent de42 tonnes, avec une charge maximum de 7 tonnes. L’empattement total est de 8.6 mètres, le diamètre des roues motrices de 1.400 mètre et celui des roues porteuses de 990 millimètres. Il convient de noter, pour sa simplicité, le réglage des moteurs, consistant dans le décalage, caractéristique pour les moteurs Déri, de l’un des deux jeux de balais appartenant à chaque paire de pôles. Le poids de l’équipement électrique de cette locomotive est de 31 tonnes.
- Fig. 9.
- Locomotive Winterthur-Brown, Boveri & Cie pour le Midi français. Échelle : 1 : 200.
- l’autre, dont l’équipement électrique est en construction à la Compagnie française Thomson-Houston. D’après leur puissance pendant une heure ces locomotives sont capables de développer, à la vitesse de
- Ensuite, l’industrie suisse participe aussi, dans une proportion plus importante, à l’adjudication de locomotives pour le Midi français. On sait que la compagnie des chemins de fer du Midi à établi un programme étendu d’électrification de ses lignes situées dans les Pyrénées et compte ouvrir, dès celle année, un service d’essai sur la ligne de Perpignan à Villefranche-Vernet-les-Bains. On fera, sur cette ligne, des parcours expérimentaux avec différentes locomotives électriques construites pour développer une puissance de 1,500 chevaux pendant une heure. Dans les ateliers de la Fabrique suisse de locomotives et machines de Winterthur, les équipements mécaniques de deux de ces locomotives, l’une et l’autre du type 2-6-2, sont actuellement en cours de construction. Pour l’une d’elles, dont la Société par actions Brown, Boveri & Cie, de Baden, fournira l’équipement électrique, nous donnons le croquis schématique dans la figure 9; la figure 10 représente
- 13,740-
- 16t *6* 7dt l8t 16fc
- Fig. 10.
- Locomotive Winterthur-Thomson-Houstori pour le Midi français. Échelle : 1 : 200.
- 45 kilomètres à l’heure, des efforts de traction à la jante de 9,000 kilogrammes. La locomotive équipée par Brown, Boveri & Cie est munie d’un mécanisme moteur à manivelles parallèles, analogue à celui de
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- la locomotive construite par la même firme pour la ligne du Wiesental, mais avec une distance notablement plus grande du plan des essieux moteurs à celui des arbres moteurs. Le poids total est de 80 tonnes, le poids adhérent de 54 tonnes; la charge maximum par roue est de 9 tonnes, et le poids de l’équipement électrique, comprenant notamment des moteurs Déri, est de 42 tonnes; l’empattement total s’élève à 9.20 mètres, le diamètre des roues porteuses à 850 millimètres, celui des roues motrices à 1.600 mètre. Sur la locomotive du Midi équipée par la Compagnie Thomson-Houston, les essieux sont actionnés par les moteurs à l’aide d’un mécanisme à bielles et manivelles disposé d’une façon parfaitement symétrique, avec emploi de deux faux arbres. Le poids total de cette locomotive est de,86 tonnes, son poids adhérent est, comme celui de la locomotive précédente, de 54 tonnes, et la charge maximum par roue de 9 tonnes. L’équipement électrique entre pour environ 46 tonnes dans le poids total. L’empattement total est limité à 9.6 mètres, le diamètre des roues porteuses à 850 millimètres, celui des roues motrices à 1.310 mètre. On sait que les chemins de fer du Midi comptent employer comme système de traction électrique le courant monophasé de 16 ~j3 périodes et 12,000 volts de tension dans la ligne de contact.
- La Société par actions Brown, Boveri & Cie fournit aussi une locomotive pour l’électrification de la ligne de Dessau-Bit-tersfeld des chemins de fer de l’Etat prus-sien-hessois. Cette locomotive à marchandises, reproduite dans la figure 11, dont l’équipement mécanique est fourni par la Société hanovrienne de constructions mécaniques (ci-devant G. Egestorff) a un
- poids total de 56 tonnes sur quatre essieux couplés, actionnés à l’aide de bielles et de faux arbres par un moteur Déri de 90<) chevaux, placés à une grande hauteur.
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- Fig. 11.
- Locomotive Brown, Boveri & Cie pour la ligne de Dessau-Bittersfeld. Échelle : 1 : 200.
- A la puissance pendant une heure correspond, à la vitesse normale de 25 kilomètres, un effort de traction à la jante de 6 mille 500 kilogrammes. L’empattement total est de 4.5 mètres, et le diamètre des roues motrices de 1.050 mètre. Le poids de l’équipement électrique est de 26 tonnes pour le système de traction électrique prévu, à courant monophasé de 15 périodes et 10,000 volts de tension dans la ligne de contact.
- Pour terminer, nous mentionnerons les travaux d’électrification de la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée, pour le compte de laquelle la Société d’électricité Alioth a équipé la locomotive à redresseur du système Auvert-Ferrand-Alioth construite pour une puissance de 1,800 chevaux pendant une heure (voir fig. 12). Cette locomotive, composée de deux unités étroitement accouplées, est destinée au service des express (jusqu à 120 kilomètres à l’heure) ; chaque unité repose sur deux essieux moteurs et deux essieux moteurs réunis en bogie. Les
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- moteurs à courant continu, suspendus sur ressorts aux deux longerons, actionnent les essieux moteurs par des accouplements élastiques, à l’aide de roues coniques, avec une réduction de 1:3. A la vitesse normale de 60 kilomètres à l’heure, cette locomotive, dont le poids total atteint 136 tonnes,
- dont 72 pour l’équipement électrique, développe à la jante un effort de traction d’environ 8,000 kilogrammes. Le réglage des moteurs de cette locomotive, dont l’équipement mécanique a été fourni par les chantiers de la Buire, de Lyon, a lieu en faisant varier la tension du courant
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- - 2^00-4e—2,000-
- Fig. 12. — Locomotive E. G. Alioth pour la Compagnie P.-L.-M. Échelle : 1 : 200
- continu aux bornes du redresseur par le simple moyen du décalage des balais; on se sert à cet effet d’un moteur-régulateur spécial, à courant continu, qui est alimenté par un petit groupe transformateur et présente un réglage précis de l’intensité du champ. Le diamètre des roues motrices de la locomotive est de 1.300 mètre, celui
- des roues porteuses de 1 mètre, la charge maximum par roue de 9 tonnes. C’est sur la ligne de Cannes à Grasse, aménagée pour l’exploitation par courant monophasé de 13,000 volts et 25 périodes, que se font les parcours d’essai de cette locomotive équipée d’une façon originale.
- TROISIEME PARTIE.
- Résumés, en tableaux, des données concernant les chemins de fer électriques de la Suisse et d’autres pays.
- Dans les tableaux ci-après, nous avons groupé des données numériques et d’autres renseignements sur les exploitations de chemins de fer électriques suisses particulièrement remarquables, ainsi que sur celles d’autres pays, au sujet desquelles
- nous avons reçu des renseignements à la suite de l’enquête faite pour le Congrès ou dont nous avons eu connaissance par les voyages de la commission d’études suisse.
- Nous avons choisi les données qui nous ont semblé particulièrement intéressantes
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- au point de vue d’un aperçu aussi complet que possible des différents services électriques dont il s’agit.
- Nous ferons précéder les tableaux de quelques indications générales sur les chemins de fer qui y figurent.
- Chemins de fer électriques suisses.
- Fribourg-Morat-Anet. — Le chemin de fer reliant ces trois localités des hautes plaines suisses a été construite dès le début, sur la section de Morat-Anet, en vue de la traction électrique, parce qu’on espérait que l’adoption de ce mode de traction sur la ligne en exploitation de Fribourg-Morat servirait, à l’aide de la force hydraulique pouvant être fournie à bas prix par les usines d’Etat fribour-geoises, à remédier à l’insuccès économique de cette ligne à vapeur. Au point de vue de la construction, de l’écartement de la voie et des compositions de trains, c’est un grand chemin de fer, mais d’après le classement suisse, il se range parmi les « lignes secondaires », en raison de son faible trafic. Cette dernière circonstance a donné lieu à l’emploi de sous-stations à accumulateurs, afin qu’une petite force hydraulique soit mise à contribution et mieux utilisée, et elle a conduit, sur la proposition de la « Maschinenfabrik Oerlikon », qui a fourni la partie élec-tique, à l’emploi de courant continu, avec emploi d’un troisième rail qui, jusqu’alors, n’avait pas trouvé en Suisse d’application pratique, (La ligne plus ancienne du Mont Salève, près de Genève, est située en territoire français.) Depuis l’ouverture de cette ligne, en juillet 1903, on a mis en service des automotrices plus puissantes. (Voir la description dans la Schweize-
- rische Bauzeitung, 1901, vol. XXXVII,
- p. 226.)
- Le chemin de fer de Montreux-Oberland bernois est une ligne secondaire à voie de 1 mètre, mais a un trafic considérable, surtout de touristes, et est notamment remarquable par des puissances relativement très élevées pour le système de ligne aérienne à courant continu, avec des moteurs de 750 volts (équipement fourni par la Société d’électricité Alioth de Mün-chenstein-Bâle). Cette ligne alpine qui monte d’environ 400 mètres à environ 1,280 mètres d’altitude a de très fortes rampes et une foule d’ouvrages d’art intéressants. Elle relie Montreux, sur le lac de Genève, à Zweisimmen, dans l’Oberland bernois, et a été construite dès l’origine sous forme de chemin de fer électrique, car on voulait utiliser des forces hydrauliques suffisantes bordant la ligne, avec emploi direct, autant que possible, de batteries-tampons à cause des fluctuations considérables de la consommation. La première partie fut ouverte en 1901, l’ensemble en 1905. (Schweiz. Bauzeitung, 1901, vol. XXXVIII, p. 228.)
- La ligne de Berthoud-Thoune est le premier chemin de fer suisse à voie normale exploité à l’aide de courant triphasé. Elle fut construite dès l’origine en vue de la traction électrique, car on voulait, grâce à l’emploi des forces hydrauliques, réaliser un service économique sur cette ligne secondaire à trafic peu dense, dont les rampes et les courbes faisaient prévoir une grande consommation de houille avec la traction à vapeur. Le système triphasé fut recommandé tant par les constructeurs de la partie électrique, Brown, Boveri & Cie,
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- afin d’obtenir un service plus économique qu’avec le système à courant continu avec plusieurs sous-stations (il n’en existait alors, pratiquement, aucun autre), que par l’usine de la Kander, qui devait fournir le courant. La fréquence choisie fut de 40 périodes. Tous les trains, les trains de voyageurs avec automotrices ou locomotives, les trains de marchandises avec locomotives, sont remorqués électriquement, depuis l’ouverture au service en juillet 1899. (Voir la description dans la Schweiz. Bauzeitung, 1900, vol. XXXV, p. 1.)
- Tumiel du Simplon. — Cette exploitation électrique comprend le souterrain connu, avec les gares de Brigue et d’iselle sur la grande ligne internationale du Simplon.
- La traction électrique, très utile pour éviter les inconvénients de la fumée dans ce long tunnel, dans l’intérêt surtout du personnel des locomotives, a pu, comme on sait, être organisée dans un très court délai, grâce à la possibilité d’utiliser les usines hydraliques établies pour la construction du souterrain, à la proposition faite par Mrs Brown, Boveri & Cie de se charger de l’équipement et de l’exploitation immédiats, pour le moment à titre d’essai, et à l’obligeance des chemins de fer de l’État italien, qui voulurent bien céder quelques locomotives électriques. De la sorte, la traction électrique put être établie simultanément avec l’ouverture de la ligne, 1er juin 1906 ; elle s’étend atout le service, à l’exception d’une paire de trains qui sont remorqués à la vapeur parce que les locomotives circulant sur la section d’Iselle-Domo d’Ossola viennent du dépôt suisse de Brigue et doivent y
- rentrer. Toute la traction à courant triphasé de 3,000 volts dans la ligne de contact se fait exclusivement par locomotives, aussi bien pour les trains de marchandises que pour les trains de voyageurs; c’est le plus important service existant à courant triphasé. (Voir, entre autres, Zeitschrift des Vereins deutscher Inge-nieure, vol. LI, p. 382; Schweiz. Bauzeitung, 1909, vol. LIV, p. 223.)
- Seebach- Wettingen. — Ligne secondaire des chemins de fer fédéraux suisses, située près de Zurich, avec l’équipement et l’exploitation d’un chemin de fer à voie normale. La « Maschinenfabrik Oerlikon » l’a aménagé à ses frais, en vue d’essais étendus, pour l’emploi de courant monophasé à haute tension, et l’exploitait depuis 1904 avec différentes locomotives, d’abord, pendant quelque temps, avec des locomotives à convertisseur (Ward-Leonard), ensuite, définitivement, avec des moteurs monophasés à collecteur. Du 1er décembre 1907 au 3 juillet 1909, tous les trains réguliers ont été remorqués électriquement, on y ajoutait périodiquement des trains d’essai spéciaux, afin d’expérimenter minutieusement, en service pratique, le système monophasé, ses moteurs et les adductions de courant.
- Locarno-V aile Maggia. — La ligne du « Maggiatal » mène de Loearno, avec des rampes modérées, à la vallée de la Maggia, jusqu’à Bignasco. C’est un chemin de fer à voie de 1 mètre pour trafic local et de touristes, construit dès l’origine pour la traction électrique, en raison de la présence de forces hydrauliques suffisantes, situées dans le voisinage direct du chemin de fer, et à cause de l’utilité de départs multiples
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- de trains légers. Ouverte en 1908, aménagée sur la proposition de la « Maschi-nenfabrik Oerlikon », pour des raisons d’économie, en vue de remploi de courant monophasé à haute tension dans le fil de contact, c’est la première ligne à courant monophasé de la Suisse. (Pour la description, voir Schweiz. Bauzeitung, vol. LI,
- p. 60.)
- Chemins de feu électriques des autres pays.
- Paris-Orléans. — Les renseignements concernant ce service électrique se rapportent à un tronçon de grande ligne d’un chemin de fer à voie normale, situé près et dans Paris, en majeure partie sur le territoire de la ville; on emploie le courant Continu et le troisième rail. Du quai d’Orsay à la gare du pont d’Austerlitz, tous les trains sont remorqués par traction électrique; de Juvisy au quai d’Orsay, la traction électrique n’est employée que pour les trains de voyageurs. Outre l’entrée dans Paris des trains à grand parcours, il s’agit d’un trafic de banlieue très intense qui était autrefois assuré à l’aide de locomotives à vapeur; la ligne a surtout été électrifiée pour mettre tin aux inconvénients de la fumée, particulièrement graves avec la circulation intense des trains et les nombreuses tranchées et parties en souterrain dans l’intérieur de la ville. Ouverture au service en 1900. (Voir, entre autres, Revue générale des chemins de fer, 1898, février et novembre; 1900, août et décembre.)
- Paris (Invalides)-Versailles.— Ligne à voie normale, dont les conditions et installations et les raisons de l’électrification sont analogues à celles de la précédente. La fumée incommodait surtout beaucoup
- dans plusieurs gares de la capitale, dans la gare souterraine des Invalides et dans le tunnel de Meudon (en rampe de 18 millimètres par mètre). La traction des trains de voyageurs est maintenant électrique, jusqu’aux Moulineaux depuis 1900, jusqu’à Meudon depuis 1901 et jusqu’à Versailles depuis 1902.
- Sur le Lancashire & Yorkshire Railway, la ligne de Liverpool à Southport, ligne de banlieue d’un grand chemin de fer à voie normale, en partie en viaduc, a été électrifiée dans le but de mieux pouvoir assurer, à l’aide de très grandes acccéléra-tions au démarrage, un service intense de banlieue avec de nombreuses stations; exploitation complètement électrique, avec courant continu et troisième rail, depuis mars 1904. (Bibliographie : The Tramway and Railway World, avril 1904, et Proceedings Institute of Mechanical Engi-neers, avril 1909.)
- North Eastern Railway. — Ligne de banlieue entre Newcastle upon Tyne et Tynemouth et différentes plages de la mer du Nord ; conditions analogues à celles de la ligne précédente. Traction électrique pour le service des voyageurs avec courant continu et troisième rail, depuis juillet 1904; les trains de marchandises continuent à être remorqués par des locomotives à vapeur.
- Midland Railway. — Ligne de banlieue de grande ville, avec trafic dense et rapide de voyageurs, aménagée pour la traction électrique dans le but de réunir des renseignements sur celle-ci, et notamment sur le système monophasé, choisi dans ce cas. Depuis avril 1908, tous les trains sont à
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- traction électrique. (Voir, entre autres, EleUrotechnische Zeitschrift, 1909, vol. XXX, p. 914.)
- Milan-Varese-Porto Ceresio. — Cette ligne à voie normale, sans pouvoir être rangée parmi les grands chemins de fer, a en quelques points un trafic remarquablement intense; nous citerons surtout le service de banlieue de la ville de Milan. Elle a été électrifiée pour assurer très rapidement un service dense et lutter victorieusement contre la concurrence d’une ligne à vapeur voisine. Courant continu, troisième rail, sous-stations avec batteries-tampons. (On trouvera des renseignements détaillés dans un mémoire des chemins de fer de l’État italien et dans VÉclairage électrique, vol. XXIX, p. 175.)
- Chemin de fer de la Valteline. — Ligne secondaire connue, à voie normale, montant de Lecco, le long du lac de Côme, jusqu’à Chiavenne et à Sondrio dans la Valteline. Autrefois chemin de fer à vapeur avec trafic modéré, elle a été électrifiée dans le but de recueillir des renseignements sur la traction électrique, avec emploi de forces hydrauliques sur une grande échelle; d’après les propositions du fournisseur de l’équipement électrique, Ganz & Cie, on a choisi le système triphasé. De nombreux tunnels et le désir d’augmenter l’affluence des touristes en améliorant les conditions de l’exploitation, ont donné un intérêt particûlier à l’électrification. (Voir le mémoire des chemins de fer de l’État italien, ainsi que la revue Eléktrische Bahnen und Betriebe, 1904 à 1907.)
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- Tableau 1. — Principales conditions d’établissement des lignes.
- DÉSIGNATION. % a O s tD O 'S *5h ' Montreux-Oberland bernois. Berthoud-Thoune. O 3 t/ü Seebach-W ettingen. Locarno-Valle Maggia. Paris-Orléans. Paris-Versailles. Lancashire & Yorkshire Railway. North Eastern Railway. Midland Railway. Milan-Varese-Porto Ceresio. Valteliue.
- Longueur de la ligne, en kilomètres. . 32.2 62.0 40.3 22.0 19.4 27.3 23.0 17.65 51.5 48 30.6 73.0 105.7
- Nombre de voies 1 1 1 1 1 1 2 2 2(4) 2(4) 2(4) 2(1) 1
- Écartement de la voie, en millimètres . 1,435: 1,000 1,435 1,435 1,435 1,000 1,435 1,435 1,435 1,435 1,435 1,435 1,435
- Nombre de stations 10 24 16 • 2(3) 6 13 9 11 29- 25 17 25
- Espacement moyen des stations, en kilomètres 3.6 2.7 2.7 22(11) 3.2 2.3 2.6 1.8 1.8 1.9 4.5 4.4
- Rampe maximum, en millimètres par mètre 30 67 25 7 12 33 11 10 10 33 14 20 22
- Total des rampes et pentes dans un sens. 312 1,903 429 90 92 262, 42 113.5 13.4 370 248
- Rayon minimum des courbes, en mètres. 200 80 (37 et 40) 250 300‘ 300 100 150 240 (140) 240 190 300 2C0
- Type de rail Vignoles. Vignoles. Yign les. Vignoles. Vignoles. Vignoles. Vignoles Vignoles. Vignoles. Vignoles. Vignoles. Vignoles. Vignoles.
- Longueur des rails, en mètres.... 12 12 12 Set 11 9 9 18 9 et 12 9 et 12
- Poids des rails, en kilogrammes par mètre 33 24.3 , 36 49 (46 ' et 48) 36 42 46 39 30 39 37 37
- Poids de la voie, par mètre. .... 137 avec traverses métalliques, 115 avec traverses en bois.
- Charge maximum par roue, en tonnes . (7.5) 9 (7.5) 9 8 10 10 7.5 7.5
- Vitesse maximum, en kilomètres à l’heure 60 75 120 100 ICO 75 80 90 60
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- Tableau 2. 304 Renseignements sur le syst^ action électrique. 305 Tableau 2.
- DÉSIGNATION. fribourg-Morat-Anet. Montreuæ-Oberland bernois BerthouA-Thoune. Simplon. Seebach- 'Wettingen. Locarno-Valle Maggia.
- Type de ligne de contact Troisième rail ; ligne aérienne bipolaire dans les trois stations principales. Ligne aérienne unipolaire. pjvne aérienne bipolaire. Ligne aérienne bipolaire. Ligne aérienne unipolaire. Ligne aérienne unipolaire.
- Forme du courant. ;. . . ; . . ... . . ' Courant continu. Courant continu. Courant triphasé. Courant triphasé. Courant monophasé. Courant monophasé.
- Fréquence. ... ... ... . . ...... 0 0 . . 40 15 15 20
- Tension dans la ligne de contact, en volts. . . 800 750/1,000 750 3,000 15,000 5,000
- Section de t'a ligne de contact, en millimètres carrés. Équivalente à 410 millimètres carrés de cuivre avec liaisons de 2 X 100 Cm. 2 X 50 pour 10.7 kilomètres 2 X 63 pour 51.9 kilomètres. 50 par phase. 2 X 50 par phase. (gares 1 X 50 seulement). 50 50
- Mode d’attaclie et hauteur des lignes de contact. Montée sur isolateurs en ambroïne. Sur consoles de poteaux en bois, hauteur 4.8 à 5.6 mètres. [fils transversaux à la hauteur je 5 mètres. Dans le souterrain, supports communs pour les flls des deux phases, espacés de 1 mètre dans le profil du souterrain. En partie conducteur latéral pour perche à une hauteur de 5 à 6 mètres, en partie suspension caténaire pour archet à 6 mètres de hauteur. Conducteur latéral pour perche à une hauteur de 4.3 à 5.3 mètres, archet à Locarno.
- Isolation de la ligne de contact Isolateurs en ambroïne, avec chapeaux en fonte. Isolation double, comme pour les tramways. îlation double, comme pour, les tramways. Doublement, par faïence et ébouite. Simple isolateur en faïence. Simple garantie par interruption automatique du circuit en cas de rupture des isolateurs.
- Ligne de retour Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation avec 6,200 millimètres carrés. Les deux rails de contact. Les deux rails de circulation.
- Éclissage des rails Divers types. Éclisses avec pâte métallique et entretoises. isses avec pâte métallique et entretoises. Éclisses avec pâte métallique de 2 X 3,950 millimètres carrés. Divers types. Eclissages en cuivre.
- Nature des points d’alimentation Stations de convertisseurs. Stations de convertisseurs et alimentations par câbles auxiliaires. Stations de transformateurs. Directe, par les deux usines génératrices. Directe, par l’usine génératrice. Directe, par l’usine génératrice.
- Nombre des points d’alimentation. ..... 2 5 (sous-stations). 14 2 1 1
- Longueur moyenne alimentée! en kilomètres . . 16.1 12.5 3.0 11 19.4 27.3
- Équipement des centres d’alimentation . ... Dans chaque sous-station, deux convertisseurs triphàsé-continu de 135 kilowatts avec sur volt eur et batteries de 400 éléments à 390 ampères-heures. Dans chaque sous-station un convertisseur triphasé-continu avec batteries de oau ments à 390 ampères-heures. f”;’ de transformateurs de 1 e s>ro v°Rs. Un transformateur kilowatts de puissance mnaaente par station. Identique à celui des usines génératrices. Identique à l’équipement de l’usine génératrice. Identique à l’équipement des usines génératrices.
- Nature de la transmission entre l’usine , génératrice et le centre d’alimentation. Conducteur nu à courant triphasé de 8,000 volts, 50 périodes. Conducteur nu à courant triphasé de S, volts, 50 périodes. ^ OnnUr nu a courant triphasé de ténépoT0lts sur supports spéciaux, te fej ment l°ng du chemin Des deux côtés, très courte jonction avec le chemin de fer. Une seule jonction courte pour cette tension (800 mètres) avec le chemin de fer. Une seule jonction très courte avec le chemin de fér.
- Renseignements sur les usines génératrices de traction. Courant fourni par T’usine génératrice de Hauterive du canton de Fribourg, environ 1,000 chevaux disponibles pour ce chemin de fer. Courant fourni par l’usine ^ iC-^r?^riqaUte-Montbovon, le cas échéant ceti .gsaBce rive, du canton de Fribourg ; la ,..eDviro3 disponible pour la traction es 6,000 chevaux. » §Lfounn par l’usine de la ieuj r> en vertu d’un contrat, 'ifctri„grouPes spéciaux hydro-?®6cté«U-e? 1 >200 chevaux étant .a la traction. Tension dans *"datinriïeurs 4-000 volts. Accu-a hydraulique très limitée. Usines appartenant au chemin de fer, , à Brigue et à Iselle. A Brigue, 2 turbines de 600 chevaux chacune actionnent en commun une génératrice. A Iselle, groupe électio-gèue avec doüble turbine der 1,500 chevaux. Pas d’accumulation. Usine de transformation du courant triphasé, appartenant au chemin de fer. Deux groupes de batteries-tampons d’environ 600 kilowatts, 375 éléments, capacité 592 ampères heures. Alternateurs appartenant au chemin de fer dans l’usine de Fonte-Brolla, avec turbines hydrauliques de 2 X 600 chevaux sans accumulation.
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- Tableau 2. (Suite.) Renseignement sur ie Systèi tfacUon électrique. * Tableau 2. (Suite.)
- DÉSIGNATION. Paris - Orléans. Paris- Versailles. Lancashire & Yorhshire Raibj: rforth Eastern Railway. * Midland Railway. Milan- Varesé-Porlo Ceresio. Valteline.
- Type de ligne de contact ...... Troisième rail. Troisième rail. Troisième et quatrième rails général, troisième rail; ligne jéneuue unipolaire de la section <ju quai- Ligne aérienne unipolaire. Troisième rail. Ligne aérienne bipolaire.
- Forme du courant Fréquence . Tension dans la ligne de contact, en volts . Courant continu. 0 600 Courant continu. 0 550 Courant continu. 0 600 • Courant continu. 0 600 Courant monophasé. 25 6,600 Courant continu. 0 650 Courant triphasé. 15 3,000
- Section de la ligne de contact, en millimètres carrés. Équivalente à 1,200 millimètres carrés de Cm (en partie 1,000). Équivalente à 650 millimètres carrés de Cm. Équivalente à 650 millimètre, carrés de cuivre. 70 Équivalente à 570 millimètres carrés de cuivre. 50 par phase.
- Mode d’attache et hauteur des lignes de contact. Troisième rail posé 1 atéralement. Troisième rail de 46.8 kilogrammes par mètre. Tmentme ^ P°sé latérale- voisième rail posé dans l’entre-voie, ions les 27 mètres un isolateur. Suspension caténaire sur poteaux en bois avec traverses au-dessus des voies à une hauteur de 5.5 mètres, dans des cas exceptionnels sur pylônes en treillis. Troisième rail de 45 kilogrammes par mètre. Tendus sur fils transversaux ; à ciel ouvert 6 mètres de hauteur, dans le souterrain 4.6 mètres de hauteur.
- Isolation de la ligne de contact .... Bois asphalté. Bois paraffiné. Simples cubes de granit artificiel, 152 millimètres de longueur de côté, espacés de 3.05 mètres. Isolateurs en granit artificiel. Isolation simple. Isolateur en granit artificiel. Double isolation.
- Ligne de retour Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation et le quatrième rail. «s deux rails de circulation des voies. Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation. Les deux rails de circulation.
- Éclissage des rails Eclissages en cuivre. Bonds en cuivre avec entretoises. Connecteurs en cuivre sans entretoises transversales. électeurs en cuivre, avec liaisons transversales. Connecteurs en cuivre, avec liaisons transversales. Connecteurs en cuivre, avec liaisons transversales. Connecteurs en cuivre.
- Nature des points d’alimentation - . . Stations de convertisseurs. Stations de convertisseurs. Sous-stations. Stations de convertisseurs. Directement par l’usine génératrice. Stations de convertisseurs. Stations de transformateurs.
- Nombre des points d’alimentation . . . 3 3 5 5 1 5 9
- Longueur moyenne alimentée, en kilomètres 7.7 5.9 10 - 9.6 30 6 14.5 11.8
- Equipement des centres d’alimentation . . Usines de transformation du triphasé en continu, l’une dans la station centrale d’Ivry, puis à Ablon et au quai d’Orsay, au total 8 convertisseurs de 250 kilowatts. Batteries de 1,100, 1,500 et 1,100 ampères-heures. Usines de transformation du triphasé en continu, avec en tout douze groupes d’ensemble 3,600 kilowatts sans accumulateurs. Usines de transformation triphasé en continu avec m chines de 600 kilowatts « ses wsrtâ ampères-heures. Sl"es de transformation du triphasé continu, avec un total de treize Wupes, ensemble 10,400 kilowatts ““s accumulateurs. Identique à l’équipement de l’usine génératrice. Usines de transformation du triphasé en continu, d’une puissance totale de 4,000 kilowatts. Dans quatre usines, batteries d’ensemble 1,865 ampères-heures. Stations de transformateurs de courant triphasé', puissance normale 300 kilowatts, puissance maximum 1,200 kilowatts.
- Nature de la transmission entre l’usine génératrice et le centre d’alimentation. Transmission par câbles de courant triphasé, 5,500 volts, 25 périodes. Transmission par câbles de courant triphasé de 5,000 volts et 25 périodes. Transmission par câblesdee®® rant triphasé de oaOU et 25 périodes. par câbles de courant e ase de 5,750 volts et 40périodes. Directement par l’usine génératrice à la ligne aérienne, sans transmission à distance. Conducteur nu, courant triphasé de 12,000 volts et 25 périodes. Conducteur nu pour courant triphasé de 20,000 volts et 15 périodes.
- Renseignements sur les usines génératrices de traction. Usine appartenant à la compagnie, à Ivry, avec groupes électrogènes de 3 X 1 ,CKJ0 kilowatts. Usine à vapeur desMoulineaux, appartenant à l’administration, 7,200 kilowatts, courant triphasé de 5,000 volts. Usine appartenant, à pagnie, avec maclV, pUis- bines à vapeur/"1-iob sance totale de 12,UW chevaux. Par abonnement par te cour16 etranaère ; 9,000 kilowatts triphasé, produit par des ues a vapeur. Usine à courant continu, de construction ancienne, appartenant à la compagnie, dynamos à gaz de 1,100 chevaux pour courant continu, avec batterie de 230 éléments, 1,030 ampères-heures. Deux convertisseurs continu-monophasé de 150 à 200 kilowatts chacun, puissance permanente, 900 kilowatts Chacun, puissance momentanée. Usine à vapeur de Tornavento, appartenant à l’administration, avec 3 X 750 kilowatts de courant triphasé sous 13,000 volts. Usine hydraulique de Mor-begno, appartenant au chemin de fer, avec 3 X 10,500 kilowatts de courant triphasé de 20,000 volts, sans accumulation d’eau.
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- {triques
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- employées.
- Tableau 3.
- Tableau 3. Renseignements sur les locorn +• Paris- Versailles. Nm-th Midland
- Railway. Railway.
- Ligne au simpion. Parti
- Chemins de fer et types de locomotives. . . < tpô Type 1906. Moteurs Gearless. Moteurs à engrenages. Locomotive Locomotive à Type 34 Type 36 Type 38 Type Giovi.
- de quai. marchandises (1902). (1904). i 1906).
- Type 1899. Type 1910. Type 1906. Type 1907. Type I et II. Type III. Type 1900. 3 1
- lu 2 1 2 3 4 2
- Effectif des locomotives 2 1 " 2 ’ 2 2 1 \ 4 4 4 4 4 4 3 3
- 8 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0
- Nombre d essieux j porteurs 2 0 4 0 3 2 4 0 4 0 6 (4) 0(2) 4 1 0 ; bogies. 2 bogies. 2 bogies. 2 bogies. 2 bogies. 2 bogies. 2 bogies accouplés. 46 2-6-2 2-6-2 0-10-0
- Disposition des essieux 0-4-0 2 bogies. 2-6-2 0-8-0 2 bogies 2 bogies. 2 bogies. 55 55 50.9 50.9 56.2 35 62 62 60.2
- Poids total, en tonnes ....... 30 42 62 68 42 75 (68) 50 55 55 50.9 50*9 56.2 35 46 . 42 42 60.2 ,
- Poids adhérent, en tonnes 30 42 44 68 42 75 (45) 50 18.5 18.5 22 ,22 - 31.5 32 32 28.2
- Poids, entonnes, de l'équipement électrique. 10 18 29 35 21 33 (25) 18.5 6.9 6.9 6.4 6.4 7 4.4 11.5 5.7 5.7 6
- Charges par roue, en tonnes . . . . . 7.5 5 à 5.5 4.5 à 7.5 8.5 5.25 6.25 6.25 11.4 13.0 13.0 10.3 1L.3 11.54 9.5
- Longueur entre tampons, en mètres . . . 7.8 12.6 12.30. 11.64 9.5 13.7 10.6 8.05 11.6 11.6 6.63 9.5 9.5 6.12
- Empattement total, en mètres ..... 3 14 9.4 9.7 8 0 6.3 10.1 7.27 1,245 1,245 1,310 1,310 1,400 1,500 1,500 1,070
- Diamètre des roues motrices, en millimètres. 1,230 1,230 1,640 1,250 1,050 1,10) 1,245 0 0 0 0 0 0 0 850 850 0
- Diamètre des roues porteuses, en millimètres. 0 0 850 0 0 0 0 Continu série. Continu série. Continu série. Continu série. Continu série. Continu série. Moteurs d’induction Moteurs d’induction Moteurs d’induction Moteurs
- Type de moteurs Moteurs Moteurs Moteurs Moteurs Monophasé ’ Monophasé série. Continu triphasés. triphasés. v triphasés. triphasés.
- d’induction d’induction d’induction d’induction série. série. 6ÛÜ 600 0 550 550 550 650 3,000 3,000 3,000
- triphasés. triphasés. triphasés. triphasés. 0 3,000
- Tension des moteurs, en volts 750 . 750 3,000 3,000 300 350 600 0 0 0 0 15 15 15 15
- Fréquence dans les moteurs 40 40 15 15 15 15 0 230 230 150 150 100 150 225 600 1,200, 1,500 (Cascade 850) 1,000
- Puissance en chevaux d’un moteur, pen- 150 400 ' 550 850 250 225 230 4 4 4 4 4 4
- dant une heure.. (Moteurs doubles) *
- Nombre de moteurs •2 \ 2 2 2 6 (4) • 4 -ratages. Engrenages. Gearless avec Engrenages Engrenages. Engrenages. Moteurs calés Mécanisme Mécanisme Mécanisme
- arbre creux. avec sur à manivelles à manivelles à manivelles
- Système .de mécanisme Engrenages Engrenages Mécanisme Mécanisme Engrenages Engrenages. Engrenages. arbre creux. les essieux. parallèles. parallèles. parallèles.
- et manivelles. et manivelles. à manivelles à manivelles et manivelles. 1:2 23 1 : 2.23 1 : 1
- parallèles. parallèles. 1 : 2.57 1 : 3.53 1:1 1 : 1 1 : 1 1 : 1
- Rapport de réduction 1: 1.88 et 1 : 3.72 1:4 1:1 1 : 1 1 : 3.08 1:3.72 1:2.23 Postât Rhéostat et unités mul- Rhéostat Rhéostat Rhéostat Rhéostat Résistance Couplage Couplage Couplage
- et série et série et unités mul- et série dans le rotor. en cascade en cascade en cascade
- Régulation des moteurs . Réglage par résistances Changement de couplage Changement de couplage Changement de couplage Tension dans le stator Tension dans le stator Rhéostat et unités muH tiples. parallèle. parallèle. tiples. parallèle. et résistance dans le rotor. et résistance dans le rotor. et résistance dans le rotor.
- dans le rotor. des pôles. des pôles des pôles et par transfor- par transfor- tiples
- et réglage par résistances tension dans mateur mateur
- le stator par principal. principal.
- dans le rotor . auto-transfor- 6,000 6,000 4,000 9,000 7,600, 6,300
- mateur. 4,000 6,700 4,000 7,200 7,800, 5,100 . 10,300, 12,300
- Eflôrt de traction normal de la locomotive, à la jante, en kilogrammes. 4,400 et 2,200 (8,570 , 7,720) (6,000, 5,140) } 5,800 et 4,000 i(ll,500. 10,000) i (7,700, 6,400) 3,400 8,100 (5,400) 6,006 42 42 40 40 23 40 33 ' 32, 64 25.5 42, 64 22, 44
- Vitesse normale de la locomotive, en kilomètres, à l’heure. I 18 et 36 (15.75,21.0) (31.5, 42.0) 35 et 70 (26, 35) (53,70) 40 45 42 75 75 100 100 23 90 33 64 64 44
- Vitesse maximum, en kilomètres, à l’heure. 36 60 70 à 75 70 à 75 60 60 iO ^atiu Tatin Patin Patin Archet. Patin Archet. Archet. Archet. Archet..
- (En pente). patin de contact- de contact. de contact. de contact. de contact.
- Appareil de prise de courant Archet. Archet. Archet. Archet. Archet et trolley. Archet et trolley. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
- Nombre et puissance en kilovolts-ampères, 0 0 0 0 - 2 X 250 2X500 0 A air 'Primé. A air A air A air A air A air A air A air A air
- des transformateurs principaux. Système de frein . . . A air comprimé. A air comprimé. A air comprimé. , . A air comprimé. A air A air comph® comprimé. comprimé. comprimé. comprimé. comprimé. comprimé. comprimé. comprimé. comprimé.
- comprimé. comprimé.
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- VIII
- VIII
- Tableau 4.
- 310
- Renseignements sur les autom^ Ligues employées
- 311
- Tableau 4.
- 1 1 Chemins de fer et types d’automotrices . . j 1 Fribourg- Morat- Anet. Mon treux- Oberl an d bernois. Berthoud- Locarno- Valle Maggia. Paris- Par fUkX- Lancashire & YorKshire Railway. North Eastern Railway. Midland Railway. Milan- Varese-Porto Ceresio. Chemin de fer de la Valteline.
- Légères. Lourdes. Thoune. Orléans. , yoitures ! a l moteu^ toitures moteurs. Légères. Lourdes. Siemens. Westing- house. Voitures à 4 moteurs. Voitures à 4 moteurs. Voitures à 2 moteurs.
- Effectif des automotrices ...... 4 3 19 6 3 7 3 2 24 40 62 2 1 20 5 16 10
- Nombre des essieux moteurs ..... 4 4 4 4 ' 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
- Nombre total d’essieux 4 4 4 4 4 4 2 4 4 2 2 2 2 4 4 2 2 [+ 2)
- Les voitures sont-elles montées sur bogies? ,Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui. Oui.
- Poids total, en tonnes 33-42 22.2-22.5 23.7-27.5 32 29.7 42 23.5 30 46 22 29.8-30.3 41.5 37.5 41 53 45 53
- Poids de l'équipement électrique. . .» . 12 S.3 8.3-8.8 10 6.5 11 17 7 6.3 19 15 12 12 6.5 23
- Longueur entre tampons, en mètres . . 17.3-19.8 13.7 13.7-14.0 16.3 16.0 7 12.3 19.3 17.5 18.3 18.3 18.29 19.36 19.36 19 14
- Empattement total, en mètres 14.0-14.1 10.4 10.3 11.7 10.0 14.7 14.25 13.2-14.7 15.5 15.5 14.0
- Écartement d’axe en axe des pivots des bogies, en mètres 11.5 8.5 8.5 9.5 7.5 | Bogie Mac (luire. 3 Brill. 12.3 12.15 11.0-12.5 13.0 13.0 11.5
- Empattement de chaque bogie, en mètres . 2.6 1.9 1.8-1.9 2.2 2.5 2.4 2.1 2.6 2.6 2.2 2.5 2.5 2.5
- Diamètre des roues motrices, en millimètres 1,010 850 850 1,020 860 850 1,067 1,067 920 1,100 1,100 1,040 1,040 1,040 1,170
- Diamètre des roues porteuses, en millim. . 0 0 0 0 0 0 850 0 0 J 920 1.1C0 1,100 0 0 1,040 0 (1,170)
- Type de moteurs Continu sérié. Continu série. Continu série. Moteur d’induction triphasé. Monophasé série. Continu série. Continu série. ontinu série. Continu série. Continu série. - Continu série. Monophasé série. Monophasé série. Continu série. Continu série. Continu série. Moteur d’induction triphasé.
- Tension des moteurs, en volts .... 400 375 750 750 200 600 550 550 600 600 550 300 300 650 650 650 3,000
- Fréquence dans les moteurs 0 Û 0 40 20 0 0 0 0 0 0 25 25 0 0 0 15
- Puissance d’un moteur, en chevaux pen-dant une heure ... 100 45 75 60 40 125 150 80 150 125 150 200 150 150 150 150 (75) Milieu.
- Nombre de moteurs 4 4 4 4 4 4 2 4 4 2 2 2 2 4 4 2 2 (+ 2)
- Mécanisme • Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. nuages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Engrenages. Gearless.
- Rapport de réduction 1: 4 1 : 4.87 1 : 4.3-1 -. 4.6 1:3 1 : 5.15 1: 3.08 Rhéostat, contrôle multiple Spragne. fetat, «(rôle aitipie toison. 1 : 1.95 1:2.15 1: 3.24 1 : 3 (?) 1 : 3 (?) 1 : 2.5 1 : 2.5 1 : 2.5 1 : 1
- Régulation des moteurs Rhéostat, commande directe. Rhéostat, commande directe. Rhéostat, commande directe. Résistances dans le rotor. Réglage de tension dans le transformateur principal. Rhéostat, contrôle multiple. Rhéostat, commande directe. Rhéostat, contrôle multiple. Rhéostat, contrôle multiple. Réglage de tension dans le transformateur principal. Réglage de tension dans le transformateur principal. Rhéostat, contrôle multiple. Rhéostat, contrôle multiple. Rhéostat, contrôle multiple. Couplage en cascade et résistances dans le rotor.
- Effort de traction normal à la jante des roues, en kilogrammes. 5,000 1,400 2,400 1,800 1,400 3,200 1,800 A 5,000 2,100 1,6C0 3,300 2,500 3,800 3,800 1,900 2,000 et 1,260
- Vitesse normale des automotrices, en kilo-mètres, à l’heure 21 34 34 36, 30 42 45 6 l 32 32 50 32 32 43 43 43 32 et 64.
- Vitesse maximum des automotrices, en kilo-mètres, à l’heure Appareil de prise de courant 55 Patin de contact. 45 Archet. 45 Archet. 36 Archet. 45 Trolley et archet. 70 Patin de contact. 60 Patin de cou»** 1 60 hia intact. 100 Patin de contact. 100 Patin de contact. 75 Patin de contact. 80 Archet. 80 Archet. 90 Patin de contact. 90 Patin de contact. 90 Patin de contact. 64 Archet.
- Nombre et puissance en kilovolts-ampères des transformateurs principaux . . . 0 0 0 0 2 X 90 0 û A»ir . ü iair 0 0 0 1 X 200 1 X 200 0 0 0 0
- Système de frein A vis. A vide. - A vide. A air comprimé et à vis A air comprimé. comPrime' AJ •Ktté. A vide. A vide. A air comprimé. A vide. A vide. A air comprimé. A air comprimé. A air comprimé. A air comprimé.
- Nombre de places par voitures .... 48-56 (Bagages). 40-48 3S-56 66 44 32 et bag»^ eg 70 64 ou 44 avec bagages. 72 72 73 40 et bagages. 76-80 56 ou 24 (salon).
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- VIII
- 312
- Tableau 5.
- Renseignements
- Chemins de fer
- I
- Fribourg-
- Morat-A.net.
- Montreux-
- Oberland
- bernois.
- Services de trains existants.
- Matériel de traction pour trains express.
- Matériel de traction pour trains de voyageurs ordinaires.
- Matériel de traction pour trains de marchandises.
- Nombre et type des remorques.
- Charge remorquée dés trains express, en tonnes.
- Charge remorquée des trains de voyageurs ordinaires, en tonnes.
- Charge remorquée des trains de marchandises, en tonnes.
- Vitesse des trains express, en kilomètres à l’heure.
- Vitesse des trains de voyageurs ordinaires, en kilomètres à ' l’heure.
- Vitesse des trains de marchandises, en kilomètres à l’heure.
- Accélérations maximums au démarrage, en mètres par seconde par seconde.
- Nombre total journalier de trains.
- Travail de transport fourni (en trains-kilomètres et en tonnes-kilomètres).
- Consommation d’énergie électrique en kilowatts-heures, à l’usine génératrice.
- Consommation d’énergie eu watts-heures par tonne-kilo-mètre, à l’usine génératrice tou au fil de contact*).
- Trains de voyageurs ordinaires. Trains
- de marchandises.
- Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains
- de marchandises.
- Automotrices.
- Automotrices.
- 6 voitures à voyageurs. 50 wagons à marchandises.
- 70-80
- 70-80
- 20
- 0.15-0.20
- 10.7
- En 1903 : 189,900 trains - kilomètres, 11,991,000 tonnes-kilomètres.
- 33.7
- Automotrices.
- Automotrices.
- Automotrices.
- 30 voitures à voyageurs. 115 wagons à marchandises.
- 46-85
- 2 X (46-85)
- 46-85
- 2 X (46-85)
- 16-27
- 10-15
- 10-15
- 19.7
- En 1906 : 383,400 trains-kilomètres, 20,715,000 tonnes-kilomètres.
- 124
- Chemin de fer Berthoud.-Thoune.
- Tunnel du S impion.
- Seebach-
- Wettingen.
- Trains de voyageurs ordinaires. Trains
- de marchandises.
- Automotrices.
- Locomotives.
- 10 voitures à voyageurs. 67 wagons à marchandises.
- 90
- 100-150
- 86
- 16.8 trains de voyageurs ordinaires.
- 4.7 trains de marchandises.
- En 1900 : 306,000 trains - kilomè-. très, 20,353,000 tonnes-kilomètres.
- 68
- Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains
- de marchandises.
- Locomotives.
- Locomotives.
- Locomotives.
- Remorques pour voyageurs et marchandises en nombre indéterminé, en commun avec d’autres lignes.
- 300
- 300
- 400
- (600)
- 70
- (Maximum.)
- 70
- (Maximum.)
- 35
- (Maximum.)
- 11 trains de voyageurs ordinaires. 5 trains mixtes.
- Du 1" juin 1908 au 31 mai 1909 :
- 145,500 trains-kilomètres, 22,933,000 tonnes-kilomètres ou 32,458,000 avec les locomotives.
- Du 1" juin 1908 au 31 mai 1909 : 1,339,000.
- Trains de voyageurs ordinaires. Trains
- de marchandises.
- Locomotives.
- Locomotives.
- Remorques pour voyageurs et marchandises en nombre indéterminé, eu commun avec d’autres lignes.
- 1Ü0
- 150
- 40
- (Maximum.,
- 40
- (Maximum.)
- 0.1-0.2
- Du 1“ déc. 1907 au 3 juillet 1909 :
- 129,710 trains-kilomètres, 16,705,010 tonnes-kilomètres avec les locomotives.
- Du 1" déc. 1907 au 3 juillet 1909 : 510,931.
- 32.2
- VIII
- 313
- s®-] poltats d’exploitation.
- Tableau 5.
- Trains
- Automotrice
- Automotrice^
- , 2 voitures
- 21-25
- 21-25
- Mars 1908 :
- paris-Orléans. Paris-Versailles. Lancashire & Yorhshire Railway. North Eastern Railway. Midland Railway. Milan- Varese-Porto Ceresio. Valteline.
- iprains express. 1 fraios de voya-,eurs ordinaires. Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains de marchandises. Trains de voyageurs ordinaires. Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains de marchandises. Trains express. Trains de voyageurs ordinaires. Trains de marchandises.
- Locomotives. Locomotives. Automotrices. Automotrices. Automotrices. Automotrices et locomotives.
- Automotrices et locomotives. Automotrices et locomotives. Automotrices. , Automotrices. Automotrices. Automotrices. Automotrices et locomotives.
- Locomotives à vapeur. Locomotives électriques et à vapeur. Locomotives électriques et à vapeur. Locomotives.
- Remorques pour toyageurs et marchandises en nombre indéterminé, en commun avec d’autres lignes. Remorques pour voÿageu rs et marchandises en nombre indéterminé, en commun avec d’autres lignes. Remorques pour voyageurs etmar-chand ises en nombre indéterminé, en commun avec d’autres lignes. Remorques pour voyageur^ et rqar-chandises en nombre indéterminé, en commun avec d’autres lignes. Remorques pour voyageurs et marchandises en nombre indét rminé, en commun avec d’autres lignes. 80 voitures, 12 four gons, wagons, en commun avec d’autres lignes. Remorques pourvoya-geurs et marchandises en nombre indéterminé, en commun avec d’autres lignes.
- 400 (Maximum.) 150 170 (Maximum.) 240 110 140 pour automotrices. 240 pour locomotives.
- 200 (Maximum.) 200 150 (Maximum.) 240 190 (Maximum.) 110 140 pour automotrices. 240 pour locomotives.
- 300 (Ligne de quai.) 135 370
- 70 (Maximum.) 60 90 73 90 64
- 70 (Maximum.) _ 40 56 52 32 60 64
- i 23 40 32
- t—I 0.7-1.0 0.45 0.25
- ... 60-70 trains à automotrices. 30-35 pour transport de voyageurs, 6-10 pour marchandises.
- En .1904 : 521,000 toms-kiiomètres, »;»156.000 tonnes-i hlomètres. En 1905 : 453,200 trains-kilomètres, 59,900,000 tonnes-kilomètres. Par an : 2,400,000 trains-kilomètres, 296,000,000 de tonnes-kilomètres. Par an : environ 195,000 trains-kilomètres avec automotrices. Par an : environ 135,000,000 de tonnes-kilometres avec trains à automotrices. Par an : env. 67,500,000 tonnes-kilomètres p' transports de voyageurs et 31,600,000 tonnes-kilomètres p' transports de marchandises.
- Paj an 7,000,000 En 1905 : 2,570,000 (aux sous-stations). En 1908 : 26,230,400 pour traction, 1,277,120 p' éclairage et force motrice. Par an : environ 9,000,000 Par an : environ 3,100,000 Par an : 6,200,000 Par an : 5,600,000
- inv « s°us-stations.) 43 (aux sous-stations.) 23*50* (Suivant les conditions.) 48 (aux sous-stations.) 35 45 59
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- DISCUSSION EN SECTION
- Séance du 11 juillet 1910 (matin).
- Présidence de Mr GERSTNER.
- Mr le Président. — Mr Gibbs, rapporteur pour l’Amérique, n’étant pas présent, je prie Mr Crawford de vouloir bien faire le résumé de son exposé.
- Mr Crawford, Pennsylvania Lines West of Pittsburgh. (En anglais.) — Introduction. — L’exposé de Mr Gibbs ne traite que de la traction électrique telle qu’elle est pratiquée en Amérique pour un trafic intense dans les mêmes conditions que la traction à vapeur, et il n’est pas question de systèmes à trolley ou à automotrices isolées.
- Historique. — Du résumé historique de la traction électrique en Amérique donné dans l’exposé, il ressort que la plupart des lignes électriques envisagées dans ce rapport ont à faire face à un trafic intense et que beaucoup de lignes ont adopté des vitesses élevées.
- Systèmes. — Les systèmes les plus anciens et les plus perfectionnés sont ceux qui emploient le courant continu avec captation du courant sur un troisième rail Plutôt que sur une ligne aérienne. L’expérience qu’on a des moteurs à courant alternatif est moins étendue, mais il existe
- actuellement un certain nombre d’installations de ce genre et on disposera donc, dans quelque temps, des données nécessaires pour pouvoir comparer les deux systèmes.
- Méthodes d’exploitation. — Les locomotives électriques ne sont généralement employées que pour la remorque des trains sur de courtes sections dans les gares terminus ou dans des tunnels. Pour les longs parcours et les services de banlieue, on emploie presque partout des trains d’automotrices avec commande par unités multiples.
- Équipement. — Sous ce titre, on a résumé l’expérience acquise en ce qui concerne les différentes parties des installations électriques, depuis l’usine génératrice jusqu’aux moteurs des voitures. La pratique américaine cherche à éliminer toutes les complications dans les appareils, afin que ceux-ci puissent être manœuvrés autant que possible par un personnel plus ou moins inexpérimenté. La construction des locomotives électriques est discutée à fond, et il importe de noter que les locomotives à grande vitesse ont reçu une construction basée sur les mêmes principes
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- VIII
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- que les locomotives à vapeur en ce qui concerne la disposition des roues, la distribution des mécanismes moteurs et la hauteur du centre de gravité. Le rapporteur estime que les locomotives électriques sont encore susceptibles de beaucoup de perfectionnements d’ensemble et de détail.
- Dépense de premier établissement. — L’exposé constate que les frais élevés de premier établissement des installations électriques tendent à retarder l’électrification des grandes lignes et, d’autre part, qu’en présence du perfectionnementrapide des appareils, l’introduction progressive de la traction électrique semble généralement préférable.
- Frais d’exploitation. — Un résumé assez complet des frais d’exploitation de deux grands réseaux est donné dans l’exposé; la période embrassée est suffisamment longue pour que l’on puisse faire une comparaison exacte avec la traction à vapeur pour le même genre de service. Toutefois les chiffres communiqués ne sont pas encore susceptibles d’être généralisés et pour le moment l’analyse des frais d’exploitation devrait être faite en tenant strictement compte des conditions locales et par des personnes compétentes non seulement en électricité, mais aussi en matière d’exploitation des chemins de fer.
- Comparaison avec les frais d’exploitation à la vapeur. — En général, il y a lieu de prévoir que l’exploitation électrique donnera des économies par rapport à la traction à vapeur, toutes circonstances d’ailleurs égales. Mais afin que ces économies puissent suffire pour l’amortissement des frais supplémentaires d’établissement résultant de l’électrification, il est nécessaire que le trafic atteigne une densité élevée.
- Cette raison seule ne devrait toutefois pas être prédominante pour l’introduction de la traction électrique, vu que dans beaucoup de cas d’autres avantages entrent en ligne de compte, savoir :
- a) L’augmentation de la capacité de transport des lignes ;
- b) La suppression des fumées et des gaz des locomotives ;
- c) La vitesse moyenne augmentée malgré de fréquents arrêts;
- d) L’augmentation du trafic résultant des avantages énoncés ci-dessus.
- W le Président. (En allemand.) — Je prie Mr Gleichmann, rapporteur pour l’Allemagne, de résumer son exposé.
- Mr Gleichmann, rapporteur. (En allemand.) — Mon exposé se rapporte à l’activité des administrations de chemins de fer allemands en matière de traction électrique.
- I. Études préliminaires. — Parmi les administrations de chemins de fer allemands, celles des États prussien-hessois, badois et bavarois ont examiné de plus près la question de savoir si et dans quelles conditions la traction électrique peut remplacer avantageusement la traction à vapeur sur les lignes de chemins de fer principales. En ce qui concerne la partie historique de la question, je pourrai me résumer brièvement en renvoyant à mon exposé. Il y a lieu de signaler que l’administration des chemins de fer de l’Etat prus-sien a beaucoup contribué à élucider les points douteux de la question par differents services d’essai au courant continu sur la ligne du Wannsee, au courant monophasé sur la ligne de Spindlersfelde. D’autre part, cette administration a pris»
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- VIII
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- comme on sait, une part prépondérante aux essais de grande vitesse effectués avec le courant triphasé.
- 11 convient de signaler comme particulièrement importante l’adoption de la traction électrique sur la ligne de banlieue d’Ohlsdorf-Hambourg-Altona-Blankenese, mentionnée à plusieurs reprises dans mon exposé. Ce service important, avec quatre-vingt-six automotrices doubles, se fait sans incidents notables. Depuis l’adoption de la traction électrique, qui emploie le courant monophasé, le trafic a beaucoup augmenté sur cette ligne.
- U administration des chemins de fer de l’État badois a examiné la question de la traction électrique sur ses lignes dans un mémoire datant de l’année 1906, en étudiant en particulier les conditions de la ligne dite du Wiesental qui, en raison de son trafic et de son profil, convient tout particulièrement pour la traction électrique.
- L’administration des chemins de fer de l’État bavarois a soumis, en avril 1908, au Landtag, un mémoire relatif à l’adoption de la traction électrique sur ses lignes. Dans ce mémoire, elle détermine la consommation d’énergie de tout le réseau, afin de s’assurer dans quelle mesure les forces hydrauliques disponibles suffiront à fournir l’énergie électrique nécessaire pour la traction des chemins de fer. Le mémoire compare les propriétés des différentes formes de courant et examine la question importante et décisive de l’économie de la traction électrique. A cette étude générale, on a rattaché des considérations spéciales sur certaines lignes pour lesquelles on a envisagé d’abord la traction électrique. Mr Jacqmin, ingénieur aux chemins de fer de l’État belge, a donné,
- dans le numéro d’août 1909 du Bulletin du Congrès des chemins de fer, de longs extraits de ce mémoire.
- IL Objet de l’électrification et nouveaux projets. — 1. L’administration des chemins de fer de l’État prussien a procédé à l’électrification des lignes de banlieue de Ber-lin-Grosslichterfelde et de Hambourg-Altona afin de multiplier les départs, de pouvoir faire varier la composition des trains avec l’intensité du trafic, de manière à réduire les frais d’exploitation, et enfin, de réaliser un temps de trajet plus court, grâce à l’accélération du démarrage et de la marche des trains. On a tenu compte aussi de la suppression de la fumée et de la propreté qui en résulte pour le service. En outre, l’administration des chemins de fer de l’État prussien appliquera la traction électrique sur la grande ligne de Magde-bourg-Halle-Leipzig, en commençant par la section de Dessau-Bitterfeld, afin d’utiliser les combustibles de qualité médiocre dont il y a des gisements dans le voisinage de la ligne, en les brûlant sur place.
- 2. L’administration des chemins de fer de l’État badois, en électrifiant la ligne du Wiesental, vise l’utilisation d’une force hydraulique peu coûteuse, provenant de l’usine d’Augst-Wvhlen, sur le Rhin.
- 3. L’administration des chemins de fer de l’État bavarois utilise, pour l’exploitation de la ligne de Salzbourg-Reichenhall-Berchtesgaden, une force hydraulique située favorablement, convenant éminemment pour faire face aux fluctuations de la charge; cette usine devra en outre débiter du courant d’éclairage et de force motrice de toute nature.
- Les travaux pour ces trois lignes sont en plein cours d’exécution.
- En outre, l’administration des chemins
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- de fer de l’État bavarois projette d’utiliser la chute de 200 mètres entre le Walchensee et le Kochelsee. Cette force hydraulique convient particulièrement pour la traction des chemins de fer par suite de sa grande capacité d’accumulation. Elle doit servir tout d'abord à actionner les chemins de fer menant de Munich aux montagnes. En outre, elle aura à assurer la fourniture du courait pour i’éclairage et la force motrice.
- Les résultats obtenus avec la traction électrique sur les lignes prémentionnées permettront de voir si les chemins de fer allemands doivent étendre l’électrification de leurs lignes.
- 111. Choix du courant pour les lignes principales. — Cette question a une importance exceptionnelle, non seulement au point de vue'des moteurs des automotrices ou des locomotives, mais, aussi à celui des transmissions et de l’usine génératrice. Elle mérite d’être mûrement considérée, car les modifications sont extrêmement difficiles et onéreuses. On ne peut pas choisir pour chaque section la forme de courant la plus économique, d’après les calculs, il faut, au contraire, considérer rensemble des lignes ou tout un réseau, afin d’employer une forme de courant universellement utilisable au point de vue de l’exploitation économique et de l’utilisation économique des véhicules. Il serait trop long d’énumérer ici les avantages et les inconvénients des différents genres de courant. 11 me sera permis de renvoyer au tableau récapitulatif du mémoire bavarois, publié dans le numéro d’août 1909 du Bulletin du Congrès des chemins de fer.
- Les trois administrations de chemins de fer allemands mentionnées plus haut
- se sont décidées, après une enquête approfondie, pour l’emploi du courant monophasé, produit dans l’usine sous une tension suffisamment élevée et ramenée à 10,000 volts dans le fil de contact. Il faut, pour cela, que les usines hydrauliques soient munies d’accumulateurs. Ce système a été reconnu plus économique, dans la plupart des cas, que la compensation électrique des charges maximums.
- Les raisons de cette décision ont été les suivantes :
- 1° La transmission simple et économique de l’énergie entre l’usine et le fil de contact, sans les intermédiaires compliqués et coûteux en service, du système triphasé continu;
- 2° La ligne de distribution du courant qui, sous forme de ligne unipolaire, peut être établie, suivant les besoins de la traction sur chemins de fer principaux, pour des tensions plus élevées, occasionne une dépense d’établissement et d’exploitation sensiblement moindre et surtout offre plus de garanties de bon fonctionnement qu’avec le courant triphasé. Elle permet notamment d’employer des aiguillages d’une construction simple;
- 3° La convenance parfaite du moteur monophasé pour les besoins du service des lignes principales : vitesse variable avec la charge et grand effort de. traction au démarrage, avec une indépendance aussi complète que possible vis-à-vis de la chute de tension.
- Ces trois propositions principales résument en même temps les conditions que, dès le début, les administrations de chemins de fer d’États allemands ont demandé que les appareils de la traction électrique fussent capables de remplir*
- Parmi les inconvénients de la traction
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- à courant monophasé, nous citerons notamment les suivants :
- 1° Le moteur à courant monophasé doit avoir un collecteur comme le moteur à courant continu, tandis que le moteur triphasé n’a besoin que de bagues (groupement en cascade ou couplage des résistances) ou peut être construit, comme la machine du Simplon, avec induit en court-circuit (commutation des pôles);
- 2° Le moteur monophasé doit être construit pour de faibles tensions et muni d’un transformateur qui abaisse, pour toute la puissance à développer, la haute tension du fil de service à celle qui convient pour le moteur, et sert en même temps de régulateur de tension. Ce transformateur entraîne une perte, légère il est vrai, et augmente le poids. De ce dernier fait, il y a augmentation de la dépense d’énergie électrique;
- 3° Le moteur monophasé ne se prête pas directement à l’utilisation de l’énergie potentielle libérée en pente, pour alléger l’usine génératrice et diminuer les écarts de la charge, tandis que le moteur triphasé sert très facilement, sur une pente suffisamment forte, de machine génératrice.
- En ce qui concerne le 1°, il y a l:eu de remarquer que le moteur monophasé est moins simple que le moteur triphasé, mais que, de même que le moteur à courant continu, il peut être construit de manière à remplir toutes les conditions techniques du service des chemins de fer.
- Ad 2°. Le poids de la locomotive est plus grand. Mais le supplément de dépense d’énergie électrique dû au mode de construction delà locomotive à courant monophasé peut être plus que racheté par la diminution sensible des pertes dans la
- ligne d’un chemin de fer à courant monophasé. Je me permettrai de renvoyer à la note figurant au bas de la page 12 de mon exposé (1).'Ce fait tient à ce que la ligne unipolaire du courant monophasé permet d’employer, avec la même sécurité, une tension sensiblement plus élevée que la ligne bipolaire du courant triphasé et que les pertes sont inversement proportionnelles au carré de la tension. Il ne faut pas oublier toutefois que la ligne de contact du courant monophasé ne nécessite que la moitié du poids du cuivre de la ligne du courant triphasé.
- Ad 3°. La possibilité de récupérer très simplement de l’énergie électrique en pente est un avantage incontesté du moteur à courant triphasé. C’est notamment sur les longues pentes continues et pour les trains de marchandises à marche lente que l’on peut récupérer des quantités considérables d’énergie. Or, il s’agit de rechercher l’importance de ce gain, notamment lorsqu’un réseau ne se compose pas généralement de lignes de ce genre. Pour le réseau des chemins de fer de l’État bavarois, l’énergie récupérable est calculée exactement dans le mémoire précité. Mr Jacqmin reproduit les chiffres obtenus dans sa note sur le mémoire (p. 838). Le gain est de 2.49 p. c. pour le service des marchandises et de 1.14 p. c. pour le service des voyageurs; il atteint en moyenne 1.8o p. c. Il n’est pas assez important pour pouvoir exercer une influence prépondérante sur le choix du courant, d’autant plus que rétablissement plus économique de la ligne du courant monophasé et l’espacement plus
- (4) Voir Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de février 1910, p. 50f.
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- grand des stations de transformation offrent, ici encore, une compensation.
- Il ne faut pas oublier, quand il s’agit d’un gain d’énergie, que les moteurs deviennent plus grands et que la ligne ne doit pas être interrompue, autrement les trains peuvent facilement atteindre une vitesse dangereuse.
- Une autre question importante est la fréquence du courant monophasé.
- Les administrations des chemins de fer allemands adopteront un nombre de 15 à 16 2/3 périodes, parce que cette fréquence comporte le plus d’avantages sans que le coût des génératrices et des transformateurs s’en ressente dans une proportion appréciable. Il me sera permis de renvoyer aux explications détaillées de mon exposé.
- IV. PiHx de revient comparatif. — La question VIII Comprend la comparaison du prix de revient des trois formes de courant : continu, monophasé et triphasé.
- Dans mon exposé, j’ai donné quelques exemples s’appliquant à des lignes de faible longueur. Us accusent les chiffres les plus réduits pour le courant monophasé. Mais on ne peut pas, pour Je moment, les considérer comme des arguments décisifs.
- Les administrations allemandes n’ont pas fait de calculs comparatifs pour leurs lignes. Il est d’ailleurs très difficile d’établir ces calculs d’une façon exacte, car il faut se donner des prix pour des installations que l’on ne compte nullement construire. D’autre part, il y a beaucoup d’avantages et d’inconvénients que l’on ne peut pas exprimer numériquement et qui pourtant, pour des raisons techniques d’exploitation, peuvent conduire à donner
- la, préférence à telle ou telle forme de courant.
- Je mentionnerai seulement, dans cet ordre d’idées, l’installation simple et claire de la ligne de distribution du courant monophasé et la régulation, économique de la vitesse du moteur monophasé.
- L’administration bavaroise a établi la comparaison des frais de la traction à vapeur et de la traction électrique à courant monophasé en calculant d’une part les frais de la traction à vapeur, d’autre part ceux de la traction électrique, non compris la dépense résultant de la consommation d’énergie. La différence représente le montant maximum que peut atteindre la dépense qui vient d’être mentionnée. Si l’usine génératrice peut fournir l’énergie électrique au prix unitaire ainsi obtenu, la traction électrique n’est pas plus coûteuse que la traction à vapeur.
- Si elle peut être fournie à des prix inférieurs, la traction électrique donne des avantages financiers proportionnels. Tel est le cas pour un certain nombre de lignes à trafic intense.
- Une autre méthode consiste à admettre le coût du kilowatt-heure comme donné et à calculer la consommation minimum d’énergie pour justifier la transformation au point de vue financier : c’est la consommation critique, file correspond à la densité du trafic qui doit exister pour que l’exploitation électrique présente des avantages économiques.
- On s’est servi de cette méthode pour donner un aperçu des chances d’extension de la traction électrique à l’ensemble du réseau des chemins de fer de l’Etat bavarois. Des renseignements détaillés sont donnés à ce sujet dans le numéro d août
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- 1909 du Bulletin du Congrès des chemins de fer.
- V. — Une question importante est aussi celle des éléments les plus importants de l’équipement des lignes principales à traction électrique, à savoir la ligne de transmission et les véhicules moteurs.
- Avec le courant monophasé, on ne peut employer qu’une ligne de transmission aérienne»
- On est généralement d’avis que le fil de contact doit être suspendu librement à un câble. Il faut qu’il soit rainuré afin de pouvoir être épissé. Les soudures doivent être évitées, pour sauvegarder la résistance. Le câble sera constitué avec une matière qui n’est pas attaquée par la fumée. Le bronze siliceux convient pour cet usage. Depuis quelque temps, on recommande le métal Monnot; c’est du fil d’acier doublé d’une couche durable de cuivre.
- Il faut que lé fil de contact soit placé aussi haut que possible, à environ 6 mètres au-dessus du rail, afin que le personnel des locomotives à vapeur ne coure aucun danger en se servant des ringards. U y a lieu de prévoir en effet que les lignes pourront encore être parcourues par des locomotives à vapeur.
- Les pylônes doivent être en fer afin de conserver toujours la résistance nécessaire. L’isolement doit être double et établi avec un soin particulier. De plus amples détails sont donnés dans l’exposé.
- U faut aussi apporter des soins particuliers et engager des dépenses assez notables pour la suppression de l’influence des lignes de courant monophasé sur les lignes à faible tension du service des signaux, des télégraphes et des téléphones. Les un portantes expériences, mentionnées dans l’exposé, auxquelles l’administration
- suisse des postes et chemins de fer a procédé avec le concours de la Maschinen-fttbrik Oerlikon, ont indiqué une solution acceptable de ce problème.
- Les véhicules moteurs peuvent être des voitures automotrices ou des locomotives,
- L’équipement des automotrices n’offre rien de particulièrement nouveau lorsqu’on emploie la commande par engrenages.
- Les locomotives ont suivi une évolution spéciale. Pour assurer leur stabilité d’allure dans les courbes, les moteurs sont posés à une grande hauteur et de manière à être facilement accessibles. De la sorte, la plus grande partie possible du poids total de la locomotive est suspendue sur des ressorts : c’est un fait qui a une influence considérable sur l’état de la voie.
- Entre les moteurs et les essieux moteurs est intercalé un faux arbre, auquel les axes des moteurs et les essieux sont réunis par des bielles. On ne connaît pas encore de résultats définitifs des expériences faites avec ces faux arbres.
- Depuis l’achèvement de mon exposé, en août 1909, et à part deux locomotives pour la ligne d’essai d’Oranienburg des chemins de fer de l’État prussien, il a été commandé ferme un nombre fotal de trente-cinq locomotives à courant monophasé, pour trains de voyageurs et de marchandises, à des constructeurs allemands, savoir : six pour l’État prussien, quinze pour l’Étatsuédois, douze pour l’État badois, une pour le Midi français, une pour le Lôtschberg.
- Toutes ces machines sont construites d’après les principes qui viennent d’être indiqués. Un certain nombre de types sont reproduits dans mon exposé. Les moteurs
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-
- VIII
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- développent des puissances horaires atteignant 1,100 chevaux. Us sont généralement au nombre de deux. Cependant, l’Etat prussien fait munir d’un seul moteur les locomotives destinées au service de la ligne de Dessau-Bitterfeld : de ce fait l’équipement devient plus simple et plus économique.
- On emploie généralement, pour la conduite des véhicules moteurs, un système de commande par contacteurs pouvant être facilementmanœuvrés des deux extrémités du véhicule.
- Avant de terminer ce résumé, je tiens à faire remarquer que tous les exposés présentés au Congrès sur la question VIII sont d’accord précisément sur les points les plus essentiels. On peut considérer ceci comme une preuve que l’on commence à avoir des idées arrêtées en ce qui concerne la traction électrique. L’électrotechnique offre des garanties permettant de prévoir que l’on pourra aborder avec des chances de succès les applications pratiques. De nouveaux progrès et résultats ne pourront être obtenus, après les éludes théoriques approfondies, qu’en service pratique.
- Je résumerai mon exposé dans les conclusions suivantes :
- 1° Au point de vue technique, l’adoption de la traction électrique sur les lignes principales est possible; on pourra employer soit des automotrices, soit des locomotives pour les trains lourds et les grandes vitesses;
- 2° Pour les conditions des administrations allemandes: utilisation de forces hydrauliques appropriées surtout dans les pays du Sud, de combustibles dans le Nord, le courant monophasé représente, dans l’état actuel de la technique, le genre de courant qui satisfait le
- mieux les besoins du service des lignes prin-cipales. Ce courant offre les avantages suivants :
- a) Installation très simple de la ligne de transmission;
- b) Véhicules moteurs économiquement réglables entre des limites étendues;
- c) Dépense d’établissement minimum;
- d) Économie maximum ;
- 5° On peut considérer une fréquence de 15 à 16 2/3 périodes comme convenant le mieux pour le courant monophasé; une tension en ligne de 10,000 volts est acceptable et suffisante;
- 4° La possibilité de récupérer de l’énergie électrique ne joue pas un rôle décisif, pour les conditions des chemins de fer allemands, dans la question du choix de la forme de courant. Néanmoins il faudra considérer cette question dans l’évolution ultérieure du matériel de traction afin de pouvoir réaliser, sur les lignes à fortes pentes continues, les avantages découlant de la récupération, à savoir l’allègement des usines génératrices et le ménagement des appareils de frein des véhicules.
- Mr le Président. (En allemand.) — La parole est à Mr Hruschka, rapporteur pour l’Autriche et la Hongrie.
- Mr Hruschka, rapporteur. (Enallemand.) — Je me suis attaché, dans mon exposé, à présenter un aperçu aussi complet que possible de la situation de la traction électrique des trains en Autriche et en Hongrie, en rangeant les lignes envisagées dans trois groupes : lignes en exploitation, lignes en construction, lignes en projet et à l’étude* Je tiens à faire remarquer ici que j’entends par grands chemins de fer tous les chemins de fer d’une longueur plus ou moins considérable.
- I. Lignes en exploitation. — L’Autriche et la Hongrie n’ont que 300 kilomètres de
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- chemins de fer à traction électrique en service; encore ne s’agit-il que de lignes secondaires et locales. Je n’en mentionnerai que deux, celles de Vienne-Baden et de Trente-Malè. La ligne de Vienne-Baden est un chemin de fer interurbain de 30 kilomètres de longueur. Le service des voyageurs est assuré par des automotrices électriques se suivant d’assez près, et le service, assez actif, de marchandises est assuré par des locomotives à vapeur. La ligne se caractérise en outre par le fait qu’elle emprunte, dans la banlieue des villes, des lignes de tramways, avec alimentation par courant continu à 660 volts. Le service a été notablement amélioré, d’abord par l’électrification elle-même, qui a permis de porter le nombre de trains jusqu’à 96 par jour, et surtout par l’extension du chemin de fer jusqu’à l’intérieur des villes de Vienne et deBaden, extension qui n’était guère possible qu’avec latraction électrique. Dès la première année qui suivit cette mesure, le trafic augmenta dans une telle proportion que les recettes progressèrent de 180 p. c. Il sera intéressant d’ajouter que le coefficient d’exploitation est descendu, pour le service des voyageurs à traction électrique, à 68 p. c., tandis que pour le service des marchandises, généralement plus lucratif ailleurs, il est resté stationnaire à 84 p. c.
- La seconde ligne, celle de Trente à Malè, est une ligne interurbaine à voie de 1 mètre, de 60 kilomètres de longueur, dans le sud du TyroL Elle est en service depuis trop peu de temps pour qu’il soit possible de donner des renseignements détaillés à son sujet. Je ferai seulement remarquer que les calculs préliminaires ont montré que la traction à vapeur aurait été très sensiblement plus coûteuse sur
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- cette ligne, à rampes de 63 millimètres par mètre, que la traction électrique.
- IL Lignes en construction. —Je suis heureux de pouvoir constater que cette année encore on mettra en service deux grands chemins de fer à traction électrique. C’est d’abord la ligne secondaire à voie normale, de 60 kilomètres de longueur, de Vàcz par Uspest à Gôdôllô, dans le voisinage de Budapest, qui servira à alléger la capitale en assurant des transports importants de marchandises. Ce sera le premier chemin de fer de la monarchie qui sera exploité par le système de courant choisi probablement à titre définitif, courant monophasé à la fréquence de 16 2/3. La seconde ligne est la ligne alpine de la Basse-Autriche, de Saint-Pôlten à Maria-zell, à voie de 76 centimètres, longueur 90 kilomètres. Elle se distingue par la puissance exceptionnellement élevée des locomotives (660 chevaux), avec 76 centimètres d’écartement.
- Au total, il y a en Hongrie vingt et une locomotives électriques en service, toutes pour courant monophasé à haute tension.
- III. Lignes à l'étude et en projet. — Les lignes que nous venons de mentionner ne constituent, après tout, qu’un commencement modeste pour un si grand empire, abondamment doté de forces hydrauliques. Par contre, il y a lieu de noter la grande étendue des études qui aboutiront probablement dans le délai d’un an déjà à des constructions assez importantes. Les administrations envisagées ici sont, avant tout, celle des chemins de fer de l’Etat autrichien, puis, dans une proportion moindre, la Compagnie du Sud de l’Autriche et l’État hongrois. Toutes ces administrations sont unanimement d’avis que
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- seule l'électrification d’une ligne assez longue, à trafic intense, et présentant toutes les difficultés possibles, est le véritable moyen de démontrer les avantages techniques et économiques de la traction électrique sous une forme tangible et numériquement exacte.
- Le ministère autrichien des chemins de fer a reconnu l’importance de ces questions il y a de longues années déjà et institué depuis plusieurs années une division des études qui aura à résoudre un certain nombre de problèmes. Ce sont d’abord des recherches générales ayant pour objet d’établir les principes techniques résultant du service ou susceptibles de modifications.
- Elle aura en outre à arrêter les principes économiques généraux, à calculer la consommation d’énergie pour l’ensemble des lignes, d’une longueur de 19,000 kilomètres, et à établir des normes pour les projets.
- Un second groupe est constitué par les travaux spéciaux consistant à établir des devis exacts, des projets techniques et des comparaisons de frais d’exploitation pour un certain nombre de lignes déterminées. Il s’agit notamment de la ligne de l’Àrl-berg, d’Innsbruck à Lindau, de la ligne de Bozen-Meran et de toutes les lignes de l’Etat partant de Trieste, puis des lignes des Taue-rn, des Karawanken et du Wo-chein, enfin d’un certain nombre de lignes locales et secondaires de la Haute-Autriche.
- Outre ces recherches économiques et techniques, la division des études fait une analyse détaillée du choix et des propriétés de toutes les forces hydrauliques autrichiennes représentant une puissance de plus de 1,500 chevaux. Un département
- spécial est chargé des travaux juridiques et administratifs auxquels ces études donnent lieu.
- L’électrification des chemins de fer de l’Etat autrichien se fera pour deux raisons. D’une manière générale et notamment pour les territoires d’une certaine étendue,, les considérations économiques, la réduction des frais de la traction à vapeur, 1’emporteront; cependant, dans des cas spéciaux, on cherchera à réaliser certains avantages techniques, en dehors ou même en dépit des considérations économiques. Parmi ces avantages, il faut citer la suppression des fumées et gaz qui, par moments et par endroits, incommodent tant le personnel des trains de marchandises dans les tunnels à voie unique, à fortes rampes et en courbe, des chemins de fer alpins, et en-outre, sur les mêmes lignes, la possibilité d’augmenter très notablement, grâce à la traction électrique, la densité du trafic, dans la limite compatible avec les conditions techniques de l’exploitation. On peut ainsi se trouver dans le cas d’éviter des dépenses considérables qu’il faudrait engager pour le doublement de la voie, la construction de lignes parallèles, la pose d’évitements horizontaux sur les fortes rampes, les renforcements de ponts, etc. L’économie, qui est la raison principale intervenant dans ce cas, est assurée généralement sur les grands chemins de fer électriques si le prix du courant est suffisamment réduit ou si le prix du charbon ou la densité du trafic sont suffisamment élevés. Je soulignerai à ce propos que ces trois facteurs, d’après ma propre expérience et celle de tous les spécialistes que je connais, sont tellement variables dans l’étendue d’un grand réseau qu’on ne peut pas se pro-
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- noncer d'une manière générale sur l’économie de l’ensemble, mais qu’il faut étudier attentivement chaque ligne, d’un cas particulier à l’autre.
- Le prix critique du courant dont nous a entretenus Mr le professeur Dr Gleich-mann, c’est-à-dire le prix maximum au delà duquel la traction électrique est plus coûteuse, oscille entre des fractions de centime et plusieurs centimes par kilowatt-heure. Des prix de ce genre pourront être réalisés à l’aide d’usines hydrauliques, et ici encore il faut dire que, dans notre monarchie en particulier, les forces hydrauliques sont relativement coûteuses, de sorte que le courant ne peut être obtenu à des prix réduits que par une combinaison de la fourniture du courant de traction avec la fourniture, plus lucrative, pour des usages industriels. Je mentionnerai que, dans la Haute-Autriche, la fourniture de plusieurs milliers de chevaux-vapeur a été adjugée à une usine déterminée par l’administration des chemins de fer de l’État au prix de 1 i[2 centime par kilowatt-heure, et cela, y compris les maximums de consommation, jusqu’à concurrence de cinq fois la moyenne annuelle. Dans certains cas, on pourra obtenir de bons résultats économiques avec des moteurs à combustion. Mais, pour le moment, ce sont des cas exceptionnels.
- La Compagnie des chemins de fer du Sud de l’Autriche a également entrepris les calculs de son réseau, pour environ 1,500 kilomètres, et compte procéder à l’électrification d’une ligne assez longue, probablement au Tyrol ou en Carinthie. Les chemins de fer de l’État hongrois ont abordé l’étude d’une ligne en forte rampe partant de Fiume et aboutissant à Mora-wicza.
- Je passe à un autre point, le plus important de tous, la forme de courant. J’entends par là l’ensemble du système de courant, la tension en ligne et. la fréquence. Il n’existe pas de données officielles à ce sujet. Je n’exprimerai que mon opinion personnelle en disant que les chemins de fer de l’État autrichien emploieront du courant monophasé à 16 2/3 périodes et d’une tension de 10,000 volts en ligne. La Compagnie des chemins de fer du Sud de l’Autriche, dans sa réponse à mon questionnaire, donne la préférence au courant triphasé, principalement à cause des chances de récupération du courant dans les pentes. Les chemins de fer de l’État hongrois ne se sont pas encore prononcés. La raison la plus importante pour laquelle nous ne choisissons pas le courant triphasé est qu’il nécessite deux conducteurs de polarité différente. La principale raison pour laquelle nous ne choisissons pas le courant continu est l’élévation considérable des frais d’établissement. Le courant monophasé a pour lui : 1° la simplicité et le faible coût de la transmission et des sous-stations ; 2° l’élasticité de la régulation de vitesse; 3° la possibilité d’employer dans le même train des automotrices des types les plus divers; 4° la réduction des frais d’établissement et d’exploitation. La tension de 10,000 volts dans la ligne de contact est sans doute suffisamment élevée au point de vue économique et, d’autre part, elle n’est pas excessive, en raison du climat rigoureux de nos Alpes et des nombreux tunnels. Quant à la fréquence qui, d’après notre conviction, doit être voisine de 15, nous avons choisi celle de 16 2/3 surtout parce que cette valeur est le tiers de 50 et que la possibilité de nous procurer, pour
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- les conditions normales et les cas exceptionnels, du courant dans les usines privées existantes constituera une précieuse amélioration des propriétés de notre système de courant.
- J’ai signalé dans mon exposé quelques points qui ont de l’importance pour la construction des locomotives et qui ont été presque généralement reconnus exacts puisque tous les constructeurs modernes s’y sont ralliés : 1° l’importance du relèvement du centre de gravité de la locomotive; 2° l’emploi d’essieux porteurs aux grandes vitesses, notamment sur les petits profils de rails; 3° la suppression aussi complète que possible des roues dentées sur les grandes locomotives (les opinions sont encore divisées sur ce point).
- Je ne crois pas que, dans toute l’Europe, on choisira un système réellement uniforme de courant et une seule forme de courant. J’énoncerai ici trois principes, dont le caractère international cadre bien avec le champ d’activité de notre Congrès :
- J° Le choix du genre de courant ne doit pas être laissé aux constructeurs, car il est alors subordonné à des évolutions fortuites, parfois aussi à des points de vue intéressés. Au contraire, il doit être fait par les administrations de chemins de fer elles-mêmes, après mûr examen de tous les termes de comparaison réellement importants ;
- 2° Les administrations devraient choisir, pour les petites lignes, une forme de courant qui soit aussi favorable au point de vue technique et économique pour de grands réseaux; elles ne devraient, en aucun cas, se laisser détourner de ce principe par des particularités spéciales à ces lignes, comme la fourniture de l’énergie
- par des usines déterminées, par des dévia établis antérieurement et d’autres circonstances locales;
- 3° 11 faudrait, par une entente entre administrations, établir non pas une seule forme de courant, mais quelques cas normaux, aussi peu nombreux que possible, entre lesquels les différentes administrations auraient à choisir, afin que, dans l’ensemble, la forme du courant ne varie pas trop sur le continent.
- Voici les conclusions qui découlent de mon exposé :
- 1° En Autriche-Hongrie, il y a 170kilomètres de grands chemins de 1er électriques en exploitation, qui travaillent d’une façon tout à fait satisfaisante. Actuellement, il y a en construction 150 kilomètres de lignes pour l’exploitation avec courant monophasé à haute tension. L’administration des chemins de fer de l’État autrichien calcule actuellement l'électrification générale de son réseau total de 19,000 kilomètres, le chemin de fer du Sud, son réseau autrichien de 1,500 kilomètres; en outre, on fait des projets détaillés pour 1,000 kilomètres de lignes de l’État et l’on s’est assuré par contrat ia possession des forces hydrauliques nécessaires pour un avenir assez éloigné ;
- 2° L’électrification de certaines lignes promet, sans aucun doute (surtout si le courant est fourni par des usines hydrauliques), de notables économies en temps actuel, alliées à une augmentation des vitesses et à la suppression de l’inconvénient des fumées. En outre, elle admet la possibilité, très importante pour un pays de montagnes avec des lignes à trafic intense, de pouvoir atteindre le maximum de densité de trafic compatible avec 1 exploitation sans exiger la construction de nouvelles voies, sans augmentation des charges par essieu et sans renforcement des ponts;
- 3° Avec l’augmentation du trafic, tous les chemins de fer à vapeur se prêteront a une électrification économique; un retour en
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- arrière ultérieur n’est donc pas à craindre;
- •4° Le genre de courant le plus favorable pour toutes les lignes d’une certaine longueur paraît être, dans l’état actuel de la science, le eourant monophasé à 46 2/3 périodes à la seconde et (dans les lignes alpines avec beaucoup de tunnels) d’une tension d’environ 10,000 volts;
- 5° Les administrations ne devraient choisir elles-mêmes le genre de courant qu’en considération de leur adaptation à de grands réseaux et l’on devrait tendre (peut-être avec l’appui des congrès internationaux des chemins de fer) à établir un minimum de cas normaux pour le genre de courant, entre lesquels les administrations devraient choisir.
- W le Président. (En allemand.) — Je prie Mr Wyssling, rapporteur pour les pays autres que l’Allemagne, l’Amérique, l’Autriche et la Hongrie, de faire le résumé de son exposé.
- Mr Wyssling, rapporteur. (En allemand.) — Je commencerai, Messieurs, par remercier les Chemins de fer fédéraux suisses et la Commission permanente du Congrès d’avoir bien voulu m’offrir, bien que je ne fasse partie d’aucune des administrations qui sont représentées ici, la précieuse occasion d’assister à vos intéressants débats et d’y puiser des enseignements.
- Dans mon exposé, imprimé et distribué aux membres du Congrès, j’ai indiqué les raisons pour lesquelles cet exposé concerne surtout la Suisse. J’ai reçu deux réponses de chemins de fer français, deux de chemins de fer italiens et trois de chemins de fer anglais, et certaines de ces réponses m’ont apporté des renseignements très détaillés et que j’ai hautement appréciés. Néanmoins, je n’ai pas consi-
- déré les données dont je disposais comme suffisantes pour me croire en droit d’en dégager un jugement définitif sur la question du système dans ces pays. Je me suis borné à compiler, dans les tableaux de la troisième partie de mon exposé, les renseignements recueillis. J’ai aussi expliqué dans mon rapport pourquoi je crois fournir la meilleure contribution à la solution de ce problème en vous donnant les résultats de l’enquête de la Commission suisse pour l’étude de la traction électrique. Cette commission a examiné de très près la question du système et la comparaison des frais. Elle a conduit ses recherches avec le concours des administrations de chemins de fer, des maisons de constructions, des associations professionnelles non intéressées et de quelques collaborateurs spéciaux, parmi lesquels je me permets de citer, en ce qui concerne l’étude qui nous occupe, Mrs L. Thormann et le Dr W. Kummer.
- En Suisse, ce sont les conditions économiques qui poussent à l’adoption de la traction électrique. Etant donné que toute notre exploitation se fait à l’aide de locomotives à vapeur chauffées avec du charbon que nous sommes forcés de faire venir en totalité de l’étranger, nous devons nous attacher a utiliser les forces hydrauliques du pays. Telle est chez nous, outre les autres raisons connues, la raison principale qui milite en faveur de l’électrification des voies ferrées.
- La question VIH comporte l’examen du système et des frais. En ce qui concerne la comparaison technique des systèmes, il faut, pour qu’elle soit utile, admettre comme base des conditions déterminées et notamment, par suite, .des tensions déterminées. C’est ce que nous avons fait
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- dans nos études, en partant des hypothèses suivantes : 1° traction à courant continu avec troisième rail et 800 volts ou avec ligne aérienne et 3,000 volts (moteurs à deux collecteurs); 2° traction à courant triphasé avec 5,000 ou 8,000 volts sur ligne aérienne bipolaire, et 3° traction à courant monophasé de 15,000 volts au fil de contact. Les lensions indiquées sont celles des conducteurs. Nous nous sommes généralement basés sur des systèmes appliqués en pratique. L’économie dépend de la limite supérieure de la tension, limite déterminée dans le système continu à conducteur aérien, par les caractéristiques des moteurs, dans le continu à troisième rail, par les propriétés du troisième rail, dans le triphasé et le monophasé, par l’isolement de la ligne aérienne.
- Il s’est agi de comparer les systèmes, en premier lieu, d’après la manière plus ou moins parfaite dont ils remplissent les conditions du service des chemins de fer au point de vue de la traction. Ces conditions sont notamment les suivantes :
- 1° Production d’une puissance suth santé ou d’un effort de traction suffisant des locomotives ou automotrices et des différents moteurs ;
- 2° Adaptation de l’effort de traction et de la vitesse des locomotives ou automotrices aux exigences de l’horaire dans toutes les conditions du service;
- 3° Conditions de démarrage satisfaisantes ;
- 4° Possibilité de la traction à unités multiples, de l’emploi de plusieurs automotrices dans un train.
- La possibilité de construire des moteurs satisfaisants, développant une puissance suffisante ou ayant un couple ou un effort
- de traction suffisant, est pratiquement prouvée pour le courant continu aux tensions précitées : cette preuve a été faite dès 1895 par les locomotives du « Baltimore & Ohio » et l’est encore par les locomotives les plus récentes du « New York Central & Hudson River Railroad ». Pour le triphasé, nous mentionnerons, en Suisse même, les locomotives du Simpion, assurant un service dur, qui sont décrites en détail dans mon exposé et dont les grands moteurs développent des puissances de 850 chevaux pendant une heure; pour les locomotives, la puissance unihoraire est de 2 X 850 chevaux. Le système monophasé présente la difficulté, grandissant avec les dimensions des moteurs, d’éviter les étincelles aux collecteurs; cependant, dans les types les plus récents, le problème est résolu d’une façon irréprochable avec des moteurs d’assez grandes dimensions. Nous en avons actuellement des preuves dans des locomotives de construction suisse notamment, par exemple des machines sortant des établissements d’Oerlikon (chemins de fer de l’État suédois, locomotives de la ligne de Seebach-Wettingen, ouverte depuis quatre ans, du chemin de fer du Wiesental, ces dernières à moteurs de 475 chevaux, la nouvelle locomotive du Lôtschberg avec moteurs monophasés de 1,000 chevaux que vous avez eu l’occasion de voir, mardi dernier, à Oerlikon).
- En ce qui concerne l’utilisation plus ou moins complète du poids adhérent par les efforts de traction obtenus avec les moteurs électriques — c’est certainement un critérium de la puissance des moteurs , on peut affirmer que les différents types de moteurs donnent tous, aujourd’hui, une très bonne utilisation du poids adhérent.
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- J’ai cité dans un tableau de mon exposé, toute une série de chiffres à ce sujet. Ces chiffres montrent qu’à ce point de vue les locomotives électriques sont notablement supérieures aux locomotives à vapeur et que les nouvelles locomotives à courant monophasé ne le cèdent que très peu aux systèmes continu et triphasé. Au commencement, la locomotive électrique présentait plusieurs inconvénients : je citerai notamment la commande ou la suspension défectueuse des moteurs, la suspension non élastique d’une trop grande partie du poids, la position trop basse du centre de gravité. On a remédié à ces défauts, du moins en grande partie, par la nouvelle construction où les moteurs sont fixés au châssis, avec emploi de bielles, faux arbres, etc. il résulte des descriptions des locomotives électriques suisses que déjà les premiers types, ceux du chemin de fer de l’Engelberg et de la ligne de Berthoud-Thoune (1898 et 1899), présentaient ces dispositions. Ce point, je veux dire la disposition mécanique de la commande des essieux par les moteurs, est eelui qui, dans les locomotives électriques, a le plus besoin d’être perfectionné et expérimenté; mais il est hors de doute qu’on trouvera pour tous les systèmes de courant une solution satisfaisante.
- La bonne observation de l’horaire est subordonnée aux conditions suivantes :
- a) Modérabilité de la vitesse et de l’effort de traction dans de larges limites;
- b) Maintien des temps de parcours, quel que soit le poids des trains ;
- e) Il est également désirable que sur les rampes la vitesse maximum compatible avec les conditions de la voie et autorisée administrativement puisse être atteinte, pour autant qu’une utilisation rationnelle
- des moteurs et surtout la limitation de la puissance fournie par les usines ne l’interdisent pas;
- d) Il devrait pourtant être possible de réaliser exceptionnellement une pareille augmentation de vitesse sans tenir compte de ces conditions, afin de pouvoir rattraper les retards.
- Il y aurait lieu, à notre avis, d’éviter sur les locomotives des appareils compliqués pour le réglage de la vitesse et de l’effort de traction, tels que les convertisseurs de fréquence pour les moteurs d’induction, ou les survolteurs-dévolteurs pour les moteurs à courant continu, etc. Pour le courant continu, on est alors limité à deux ou trois vitesses normales, obtenues au moyen du couplage série-parallèle; de même, pour le moteur triphasé, on dispose de quelques degrés de vitesse par le changement de couplage des pôles; ces deux moyens utilisent rationnellement les moteurs et ont fait leurs preuves. (Je renvoie spécialement, en ce qui concerne le couplage des pôles, à la nouvelle locomotive du Simplon.) Quant au courant monophasé, on sait que le transformateur de réglage permet un nombre quelconque de degrés de vitesse, sans que son rendement en soit beaucoup changé, chose qui ne peut être obtenue avec le courant continu et le triphasé qu’au moyen du réglage par résistances et avec des pertes considérables. Le moteur monophasé seul permet avec son transformateur de réglage cette augmentation exceptionnelle de la vitesse, dépassant la limite normale, que j’ai dit être très désirable pour rattraper les retards, et on peut obtenir ce résultat sans recourir à l’emploi de dimensions spéciales pour les moteurs.
- Pour les démarrages, il y a lieu de four-
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- nir, d’après nos essais sur les charges à remorquer en Suisse, à peu près le double de l’effort de traction normal (puissance horaire) Jusqu’à présent, ces accélérations n’ont jamais été atteintes avec la traction à vapeur. Nous trouvons qu’actuellement tous les trois systèmes de moteurs peuvent le faire sans une augmentation anormale du courant du moteur ou d’autres inconvénients. La limitation du couple maximum du moteur triphasé, inconvénient théorique de ce moteur, n’entre, en pratique, pas en ligne de compte, et la difficulté de commutation du moteur monophasé peut être considérée à l’heure qu’il est comme vaincue malgré les courants intenses de démarrage, pour autant que l’on emploie une fréquence suffisamment basse, soit 13 à 16 2/3 périodes. Les moteurs triphasés à induction présentent cet inconvénient théorique pour la traction multiple qu’ils travaillent ensemble d’une manière inégale, lorsqu’il y a des inégalités mécaniques. Cependant, sur le chemin de fer Berthoud-Thoune, cet inconvénient paraît avoir été en pratique négligeable.
- Les conditions que la traction impose aux moteurs au point de vue technique nous semblent donc le mieux remplies par le système monophasé. Toutefois, il faut admettre que, sur quelques points, les autres systèmes présentent des avantages.
- D’autres points de comparaison sont fournis par l’examen — pour le moment purement technique — des avantages économiques des différents systèmes, notamment en ce qui concerne les points suivants : a) le poids mort du matériel roulant’ b) le rendement et la consommation spécifique d’énergie; c) la récupération, et d) la possibilité d’égaliser les
- variations de l’énergie nécessaire. Nous attribuons à ce dernier point une grande importance à cause de l’utilisation des forces hydrauliques
- Le poids mort du matériel roulant, rapporté à la puissance en chevaux, ou ce qui est plus juste, rapporté à l’unité du couple ou de l’effort de traction, est indiqué par les tableaux; ils montrent que, pour les moteurs monophasés modernes, il est d'environ 10 p.vc. plus grand que pour les moteurs à courant continu et à courant triphasé. Mais ce supplément de poids n’ajoute à la charge totale remorquée qu’une fraction insignifiante. En consultant le tableau des rendements constatés, nous trouvons, il est vrai, que les moteurs monophasés ont un rendement inférieur d’environ 3 à 4 p. c. à celui des moteurs à courant continu et à courant triphasé, toutes conditions égales d’ailleurs; mais pour juger le rendement, il faut considérer aussi les moyens de réglage. Nous y trouvons respectivement des pertes de 14 et 13 p. c. de l’énergie prise au fil de contact, absorbées par les résistances de réglage nécessaires pour obtenir les vitesses intermédiaires avec le courant triphasé et continu Le courant monophasé, qui n’a pas besoin de ce moyen de réglage, rattrape, de ce fait, le rendement inférieur mentionné plus haut.
- Il ressort d’exemples que le rendement de trains complets est inférieur d’environ 10 p. c. pour le courant triphasé, et 3 p. c. pour le courant monophasé, au rendement du courant continu ; mais ces chiffres dépendent beaucoup des conditions de la ligne et leur influence est relativement petite vis-à-vis des pertes subies avec tous les différents systèmes par l’emploi
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- permanent de convertisseurs ou de transformateurs aux points d’alimentation. Ce sont là les principales pertes qui se produisent avec la traction électrique en général. Ces pertes s’élèvent à 40 eto5 p. c. de l’énergie fournie par l’usine génératrice sur deux chemins de fer à courant triphasé employant les anciens convertisseurs; mais depuis on a introduit les tôles en alliage spéciales, et il importe de remarquer que ces chiffres ne sont plus valables aujourd’hui; on peut constater ici un progrès appréciable, car on a réusu, grâce à ces tôles spéciales, à ramener à environ la moitié les pertes mentionnées plus haut. En résumé, d’après nos calculs, le rendement de toute l’installation est sensiblement le même pour le continu et le monophasé, un peu inférieur pour le triphasé.
- Les variations de la puissance nécessaire aux roues motrices sont caractérisées par le rapport entre la puissance maximum développée à un moment quelconque et la puissance moyenne annuelle. Comme ce rapport dépend beaucoup du profil en long des lignes et de l’horaire, nous l’avons déterminé pour divers de nos projets sur la base provisoire des horaires de la traction à vapeur et nous avons trouvé qu’il varie de 6 à 3 pour des réseaux avec un trafic de i/2 à 30 millions de tonnes-kilomètres par jour. Plus tard encore, avec un horaire plus avantageux, par exemple pour toute la partie du Oothard alimentée par une seule usine centrale, nous ne sommes pas descendus au-dessous de 3 pour nos profils défavorables. Nous avons étudié avec le chiffre moyen 4 l’égalisation possible des charges pour les différents systèmes en nous basant sur les données d’un réseau fictif d’une
- grandeur convenable. Nous avons établi des projets complets d’usines-tampons et il résulte de ces études que l’égalisation de la charge au moyen d’accumulateurs électriques accuse une dépense totale moindre pour le monophasé que pour le triphasé et encore moindre que pour le courant continu.
- Ces écarts subsistent pour des densités de trafic variant entre des limites étendues. Suivant la grandeur de cette densité de trafic, les installations sont plus ou moins bien utilisées, de sorte que les pertes constantes jouent un rôle plus ou moins considérable; mais avec la plus petite comme avec la plus grande densité de trafic considérée, on a constaté le même écart qualitatif. 11 est dû surtout à ce qu’avec le courant monophasé à haute tension on peut réduire pour un réseau donné le nombre des stations de transformation et des usines-tampons. Mais non seulement on peut se contenter de moins d’usines-tampons, on peut aussi employer de plus grandes unités plus économiques par elles-mêmes et nécessitant un personnel moins nombreux. La différence avec le courant continu est plus accentuée encore. Il est vrai qu’avec l’unique transformation que nécessite le courant continu, il se perd moins d’énergie, mais les tensions moindres dans le fil de contact donnent lieu à urf bien plus grand nombre d’usines de transformation avec le courant continu et aussi avec le triphasé, de sorte que les frais de transformation et la dépense totale d’amortissement sont entre eux dans le rapport indiqué plus haut.
- Pour nos conditions topographiques, on peut très souvent employer des tampons hydrauliques, lorsque des réservoirs peuvent être établis à une certaine hauteur,
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- près des points d’alimentation. La valeur -de ce système dépend uniquement de la hauteur des pressions et de la consommation d’eau des turbines à haute pression marchant à vide. On possède peu de résultats expérimentaux à ce sujet. Les turbines du genre ordinaire, comme celles que nous avons à envisager, donnent lieu à de très grandes pertes d’eau, et des essais comparatifs ont montré qu’avec une chute d’environ 200 mètres les tampons hydrauliques reviennent encore un peu plus cher que les accumulateurs-tampons. Mais il est hors de doute qu’avec des turbines perfectionnées, comme on pourra certainement les établir, et avec des hauteurs d’épuisement aussi grandes que possible, l’égalisation hydraulique des charges sera moins coûteuse que Légalisation par accumulateurs.
- En présence des frais élevés de Légalisation, nous nous sommes demandé s’il n’est peut-être pas plus avantageux que toutes les fluctuations soient absorbées par l’usine génératrice directement, avec suppression de toute usine-tampon dans le réseau de distribution. On a constaté, en effet, que le système le plus économique est celui de l’absorption directe de toutes les fluctuations par l’usine génératrice, pourvu qu’elle soit à haute pression hydraulique. Je mentionnerai quelques chiffres résultant de cette enquête. Les dépenses annuelles d’un réseau fictif avec absorption de toutes les fluctuations de puissance par l’usine génératrice sont, toutes conditions égales, aux dépenses d’une usine génératrice de capacité moyenne, avec usines-tampons dans le réseau, comme 100 : 180. Selon les circonstances, la seconde installation est de 23 à 80 p. c. plus coûteuse que la pre-
- mière. L’usine génératrice absorbant directement les fluctuations de puissance sera beaucoup plus grande et plus conteuse, ainsi que les installations pour la distribution primaire, mais cela n’exerce pas une bien grande influence sur la dépense d’établissement ni notamment sur les frais d’exploitation; il en est d’ailleurs de même des dépenses pour les usines-tampons qui viennent s’ajouter dans l’autre cas.
- Nous avons aussi fait des calculs sur la récupération d’énergie, en nous aidant des essais qui ont été faits par exemple sur le chemin de fer de Berthoud-Thoune. On a constaté que, même sur les grandes lignes à plus fortes pentes que celles qu’on trouve dans nos conditions moyennes, le gain d’énergie est au maximum de 3 à 4 p. c. de l’énergie totale. Dans les conditions moyennes de notre réseau ferré, ce chiffre s’abaissait sensiblement, et il n'y a donc pas lieu de se préoccuper de l’avantagé que présente le courant triphasé au point de vue de la facilité de cette récupération.
- Il convient d’ailleurs de faire remarquer que la récupération est possible aussi avec le monophasé, peut-être dans des conditions aussi simples qu’avec le triphasé.
- Un facteur important est la résistance et la sécurité des lignes de contact. Les récents types de lignes aériennes, avec suspension multiple, etc.-, sont notablement perfectionnés ; comme ils permettent l’emploi de hautes tensions, leurs avantages économiques sur le troisième rail, qui ne comporte que de faibles tensions, sont si grands que l’on abandonnera généralement ce dernier malgré sa supériorité incontestable au point de vue de la solidité. De plus, une ligne aérienne uni-
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- polaire donne certainement lieu à beaucoup moins d’incidents qu’une ligne bipolaire, d’où un avantage appréciable en faveur du monophasé, comparé au triphasé.
- On possède de nombreux renseignements sur les perturbations des lignes à faible tension par les conducteurs de traction des grands chemins de fer. Il y a lieu surtout de mentionner les résultats obtenus sur le chemin de fer à courant monophasé de Seebach-Wettingen. Ils ont montré que les incidents étaient moins attribuables aux hautes tensions qu’aux harmoniques supérieures de haute fréquence, provenant de l’emploi d’encoches ouvertes et droites dans les moteurs à collecteur, mais qu’il était facile d’y remédier en modifiant convenablement la construction des moteurs. Au surplus, les moyens à employer sur les installations à faible tension sont les mêmes pour tous les systèmes de courant. A ce point de vue, il n’existe guère de différence entre les divers systèmes.
- Je n’insisterai pas sur les raisons qui ont conduit chez nous aussi à l’adoption d’une fréquence d’environ 13 périodes.
- Passons maintenant à la comparaison des frais. Elle ne peut être basée sur les résultats obtenus par les différentes lignes de chemins de fer électriques exislantes, parce que les frais occasionnés à diverses entreprises de transport sont par trop influencés par les circonstances particulières à leur réseau. Nous l’avons basée sur de minutieux projets complets englobant les frais d’établissement et d’exploitation de réseaux définis, afin que nous puissions aussi trancher pour nous la question de savoir si — en dehors de la question du
- système — l’exploitation électrique combinée avec les forces hydrauliques est moins coûteuse que l’exploitation à la vapeur. Nos résultats ne sont naturellement en premier lieu valables que pour les réseaux visés; au point de vue de leur qualité, ils seront cependant valables pour la majeure partie de nos grandes lignes. Nous prendrons comme exemple les projets de la ligne du Gothard, lesquels, basés sur un trafic beaucoup plus dense que le trafic actuel, comportent des vitesses bien supérieures aux vitesses actuelles avec une charge des trains identique, et maintiennent les onéreux express doubles du milieu de la journée, etc. (voir notre exposé pour ce qui concerne les données mathématiques). Les deux projets, appelés projets A et B, prévoient respectivement un trafic de 23 et de 69 p. c. supérieur au trafic effectué par la vapeur en 1906, le travail du transport sans compter le poids des locomotives est de 36 et de 84 p. c. plus fort qu’en 1906. Les prix unitaires ayant servi pour la fixation des frais d’établissement et d’exploitation ont été puisés dans les études des constructeurs et des administrations de chemins de fer. Les résultats ont été consignés dans des tableaux détaillés annexés à mon exposé.
- Les frais d’établissement des installations de distribution seules (stations secondaires et conduites aériennes) comportent, pour le courant continu, environ 23 millions, pour le courant triphasé, sans usines-tampons, environ 7 millions, avec usines-tampons, environ 13 à 16 millions, pour le courant monophasé, sans usines-tampons, environ 2 J/2 millions, avec usines-tampons, environ 10 à 11 millions de francs.
- Le coût total de l’énergie propremen
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- dite, rendue au fil de contact, calculé prix correspondant au départ de l’usine, d’abord comparativement en adoptant un accuse par contre pour le trafic A :
- Pour le courant continu............. environ 5.3 à 6.2 millions de francs par an.
- -— — triphasé .... — 3 8 à 5.4 — — —
- — — monophasé ... — 3.0 à 4.6 — — —
- Les prix les moins élevés correspondent à une usine fournissant toute la puissance et sans usines-tampons dans le réseau; les prix les plus élevés correspondent au contraire au système avec usines-tampons et une usine primaire proportionnellement réduite. Ge dernier système est donc défavorable, comme il a déjà été dit plus haut. Etant donné qu’au contraire les autres frais, en particulier les frais de traction proprement dits, ne diffèrent que très peu dans les Irois systèmes, la supériorité économique du système de courant monophasé ressort déjà des données ci-dessus.
- Les frais d’établissement pour le matériel roulant proprement dit (locomotives et voitures motrices) accusent (nous laisserons de côté plus tard le courant continu qui est de beaucoup le plus cher) pour
- le courant monophasé, environ 13.5 à 16 millions (pour 15 à 25 périodes) et pour le courant triphasé, environ 12.5 à 14 millions.
- Les frais des usines mêmes et les frais d’exploitation de celles-ci qui ont été tirés de projets généraux ont donné des chiffres légèrement plus bas pour les frais d’énergie que ceux qui avaient été prévus. D’après nos derniers calculs, les usines pourraient être construites avec des dimensions un peu moins grandes que nous ne l’avions prévu dans les calculs, consignés dans le tableau E de notre, exposé. D’après ce tableau, la somme totale des frais d’établissement pour la traction électrique de la ligne du Gothard (pour les usines, distribution de l’énergie, fil de contact, moteurs, matériel roulant et autres constructions) s’élève :
- 66 millions de francs.
- 72 — —
- 79 — « —
- 85 — —
- Pour le trafic A et courant monophasé, à .
- — — — triphasé, à environ .
- — trafic B — monophasé, à . . .
- — — — triphasé, à environ .
- et la dépense annuelle totale à environ :
- Avec traction à vapeur, trafic de 1907 .................. 8.9 millions de francs.
- — — — — de 1908-....................... 9.3 -- —
- — — électrique, trafic A, coûrant monophasé. . 9.2 — —
- — — — — A, — triphasé. . . 9.8 — —
- — — — — B, — monophasé. . 40.7 — —
- — — — — B, — triphasé. . . 11.4 — —
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- Le système monophasé est donc économiquement supérieur au système triphasé; nos chiffres précédents ont, en outre, démontré suffisamment l’infériorité du système continu.
- Les deux systèmes électriques sont donc meilleur marché que le système actuel à la vapeur. Les dépenses pour l’exploitation monophasée pour le trafic A sont par exemple comprises entre celles de 1907 et 1908 pour la vapeur, quoique le trafic, sans y comprendre les locomotives, soit par le projet A augmenté d’environ 18 p. c.
- Le prix de revient par tonne-kilomètre est, à la vapeur, de 0.81 à 0.88 centime, avec le monophasé de0.70et0.6l centime, avec le triphasé de 0.76 et 0.65.
- On obtiendrait naturellement d’autres chiffres pour d’autres réseaux et d’autres chutes.
- Pour notre cas, ces chiffres seront pratiquement applicables.
- Nous croyons pouvoir dire, en ce qui concerne la Suisse, que l’exploitation électrique des grandes lignes est techniquement possible et même sera satisfaisante"!
- On pourra donc introduire le système monophasé avec fil aérien et haute tension, disposition qui a fait ses preuves. On pourra, au moyen des forces hydrauliques, réduire les frais par rapport à la traction à vapeur.
- Un point capital, qu’il ne faut pas oublier, est le suivant :
- L’électrification des lignes à voie normale nécessite d’énormes capitaux, et il y & donc lieu de l’étudier avec beaucoup de soin, bien qu’au point de vue technique on puisse considérer le problème comme résolu.
- Je m’abstiendrai d’énoncer encore des conclusions personnelles, j’ai déjà abusé de votre temps. Je me contenterai de constater que les conclusions auxquelles je serais conduit à m’arrêter concordent d’une manière étonnante avec celles que les deux rapporteurs qui ont parlé avant moi vous ont déjà soumises et cela — je le constate avec plaisir — sans qu’aucun des rapporteurs se soit mis au préalable en relation avec les autres. Chaque exposé a été rédigé indépendamment. J’espère donc qu’en présence de cette unité de vues, le Congrès donnera l’impulsion à l’adoption d’un système aussi uniforme que possible de traclion électrique. J’espère que les travaux du Congrès aboutiront à une solution uniforme, au moins pour l'Europe. Je crois que les difficultés rie sont pas tellement grandes qu’on ne puisse pas se mettre d’accord sur les éléments principaux, savoir le système, la fréquence, peut-être aussi la tension dans le fil de contact. (dpplaucUssements. )
- Mr Krasny, Ch. de f. de l’État autrichien. (En allemand.) — Je ne vous demanderai que quelques minutes d’attention. Les explications’ de Mrs les Rapporteurs ont donné une impression agréable d’uniformité dans la théorie des problèmes techniques qui peuvent être considérés comme résolus ou près d’être résolus. Les questions administratives et juridiques n’en prennent que plus d’importance. Je n’insisterai pas sur les difficultés économiques. La phrase lapidaire qui termine l’exposé de Mr Wyssling : « L’électrification des chemins de fer à voie normale nécessitera des capitaux énormes », paraît bien résumer tout le problème. Il faut non seulement que la traction électrique soit plus
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- économique que la traction à vapeur au point de vue des frais d’exploitation pro-prements dits, mais que la différence soit assez grande pour que les énormes capitaux demandés, d’une part, pour l’électrification et devenant, d’autre part, improductifs dans le matériel servant uniquement à la traction à vapeur, trouvent leur rémunération dans les économies. C’est cette considération qui a un peu ébranlé mon optimisme en électricité. Je ne crois pas que ce problème soit destiné à recevoir une solution aussi prochainement qu’on croyait pouvoir l’espérer jusqu’à présent. Toutefois ce n’est pas de cette question, que je voudrais surtout vous entretenir, mais d’une autre, qui me paraît présenter une importance capitale.
- Le service des chemins de fer a été la pépinière des conventions internationales d’ordre économique. Ce sont les chemins de fer qui ont conclu les premières conventions internationales relatives à des questions techniques et administratives, conventions qui ont eu pour principal objet d’amener l’unité dans certains services et de favoriser la libre circulation du matériel roulant, la libre circulation des marchandises et des voyageurs: Or, il est à craindre que, si les précautions nécessaires ne sont pas prises en temps utile, l’adoption de la traction électrique ne vienne faire une brèche dans cette unité péniblement conquise du service des chemins de fer. Il y aurait beaucoup de chances pour que l’adoption de la traction électrique sur les principales artères du trafic ait pour conséquence que la libre circulation du matériel et des marchandises soit arrêtée aux frontières. Aussi ne saurait-on souligner trop énergiquement l’importance exceptionnelle qu’il y aurait
- pour les chemins de fer et les gouvernement intéressés à s’entendre en temps utile sur les questions de principe de la traction électrique. Quelle que soit la ligne par laquelle on commence l’adoption de la traction électrique, tout le problème se trouve engagé et les installations de chaque ligne individuelle influeront sur l’électrification de tout le réseau. De là la grosse difficulté et de là la prudence extrême avec laquelle on aborde le choix du système de courant, de la tension, de la fréquence, etc. Il faut se demander pour chaque ligne individuelle non seulement comment elle se classera dans le système des chemins de fer nationaux, mais comment elle se comportera dans le système des chemins de fer internationaux.
- Je me contenterai de mentionner un seul point, d’une importance exceptionnelle : c’est le côté militaire et stratégique de la question. La traction électrique ne pourra pas se généraliser si la libre circulation du trafic n’est pas obtenue aussi pour les besoins stratégiques. Je suis donc disposé à penser qu’il serait extrêmement important que le Congrès international des chemins de fer, destiné surtout à établir dans les questions de chemins de fer l’unité entre les nations civilisées, mette à l’étude la question de savoir s’il ne serait pas utile, non de conclure, mais tout au moins de préparer une convention internationale à ce sujet. Je rappellerai qu’il existe déjà, pour les chemins de fer, de ces traités internationaux, tels que la convention du 15 mai 1883 qui a pour objet de fixer l’écartement de la voie des chemins de fer et le conditionnement du matériel roulant, de façon que ce dernier puisse être utilisé partout. De même, il
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- existe des conventions internationales relatives aux transports en petite vitesse, avec bureau central à Berne. Le 3 novembre 1906, on a signé à Berlin, une entente internationale relative à la télégraphie sans fil, qui déclare que tous les systèmes de télégraphie sans fil sont égaux en droit. Le problème qui se pose aujourd’hui me paraît tout à fait analogue. Il s’agit également de fixer certains détails techniques relatifs au système de courant, à la tension, à la fréquence. Les conventions conclues entre les administrations de chemins de fer deviennent ici insuffisantes; il faut que les gouvernements entrent dans ces contrats de manière à obtenir l’unité tout au moins dans les pays intéressés au trafic européen par voies ferrées. Je crois qu’il faudra prévoir à cet effet la convocation d'une conférence internationale. Bien que l’Association internationale du Congrès des chemins de fer, dans laquelle les gouvernements ne sont représentés que par des délégués, ne soit donc pas en mesure d’établir d'office des conventions de ce genre, je propose de saisir la Commission permanente de la question de savoir si, et dans quelles conditions, on pourrait préparer une convention internationale relative aux détails techniques de la traction électrique : système de courant, fréquence et tension. Finalement, la Commission permanente se mettrait en relations avec les gouvernements en vue de la convocation d’une conférence internationale.
- On objectera peut-être que ces précautions sont prématurées. Tandis qu’inver-sement les conventions de ce genre suivent la réglementation dans les différents États, il est ici de la plus haute importance technique et économique que la réglementation internationale précède les décisions
- des différents États. Sans préjudice des conclusions formulées par Mrs les Rapporteurs, je me permettrai donc de proposer l’insertion dans les conclusions d’une phrase disant qu’il serait utile d'entamer des négociations en vue de l'unification internationale des questions de principe de la traction électrique.
- MrWyssliDg, rapporteur. (Enallemand.) — Il me semble que des erreurs pourraient se produire au sujet des frais de traction que j’ai indiqués. Je ferai remarquer que dans la dépense totale mentionnée, aussi bien que dans les frais par tonne kilométrique, tout le service des intérêts est compris. Ceci est expliqué en détail dans mon exposé. Ce ne sont pas seulement les intérêts qui sont compris dans le calcul, mais aussi les frais de renouvellement et d’amortissement de toutes ces coûteuses installations nouvelles, de sorte que la réduction des frais de la traction électrique a lieu malgré les énormes capitaux engagés.
- Mr le Président. (En allemand.) — Si je vous ai bien compris, le capital qui peut être considéré comme perdu, par suite de l’adoption de la traction électrique, c’est-à-dire le capital que représentent les locomotives, est compris?
- Mr Wyssling>. (En allemand.) — Oui.
- Mr Gleichmann, rapporteur. (En allemand.) — Je me permettrai de faire remarquer qu’il est bien entendu que, dans la comparaison des frais de la traction à vapeur avec ceux de la traction électrique, on a tenu compte, du côté de la traction électrique, non seulement de l’entretien des transmissions, etc., mais aussi, dans toutes les conditions, du fonds de renou-
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- vellements, des intérêts et de l’amortissement. C’est sous cette réserve seulement qu’il faut entendre l’économie de la traction électrique comparée à la traction à vapeur. J’ai signalé que, dans l’extrait donné par Mr Jacqmin dans le Bulletin, tous ces éléments sont compris. Il est très difficile de se faire une idée de la durée d’une locomotive électrique; on est donc réduit à des valeurs approximatives. Or, ces valeurs sont estimées aussi haut que possible, de sorte qu’il est, à prévoir avec certitude que les frais évalués par calcul sont suffisants.
- Je voudrais aussi dire encore un mot des remarques faites par Mr Krasny. Ainsi que l’a d’ailleurs souligné déjà Mr Wyss-ling, j’estime que l’adoption de la traction électrique ne se fera pas rapidement.
- Mr Nicoli, Ch. de f. de 1 État italien. — Messieurs, je demande la parole pour faire une communication qui offre, je crois, beaucoup d’intérêt.
- En Italie, on a, au commencement du mois passé, achevé l’électrification d’une ligne très remarquable tant au point de vue de son trafic très élevé qu’au point de vue des difficultés de son exploitation.
- Pour franchir la chaîne des Apennins immédiatement au nord de Gênes, nous disposons à présent, entre Gênes et Konco, de depx lignes à double voie et à fortes rampes : l’ancienne ligne des « Giovi » qui présente entre Pontedeeimo et Busalla une rampe maximum de 33 pour mille à découvert et de 29 pour mille dans le tunnel qui a près de 3 ij2 kilomètres, et la ligne nouvelle dite « Succursale dei Giovi » qui a des rampes de 16 pour mille à découvert et de 12 pour mille dans le grand tunnel de 8 kilomètres. Mais le trafic du port de
- Gênes augmente toujours et il est possible que, dans quelques années, les chemins de fer au nord de Gênes ne soient plus suffisants et qu’il faille alors construire une autre ligne. En attendant, pour mieux assurer le trafic même avec les lignes existantes, on a électrifié l’ancienne ligne des « Giovi ». 11 est évident que l’exploitation de cette ligne étant faite avec de très bonnes locomotives à vapeur à cinq essieux couplés, la simple substitution de locomotives électriques aux locomotives à vapeur n’aurait été que très peu avantageuse si l’on n’avait pas augmenté en même temps la vitesse de tous les trains. Pourtant, l’électrification de la ligne des « Giovi » a été faite en vue d’intensifier les transports, même des trains de marchandises, en portant la vitesse à 43 kilomètres à l’heure. On pourra ainsi transporter par celte ligne 1,300 wagons par jour. Il va de soi que, comme à présent, les trains seront à double traction avec une machine en tête et une autre en queue, pour ne pas dépasser les limites de résistance des organes de choc et de traction.
- On a été ainsi amené à construire des locomotives électriques à cinq essieux couplés et à deux moteurs, d’un poids total de 60 tonnes entièrement adhérent et d’une puissance normale de 2,000 chevaux. Si, après expérience, on juge la chose nécessaire, on pourra, au moyen de lest, porter le poids de ces locomotives à 73 tonnes. De nombreux essais, qui ont toujours donné de bons résultats, ont déjà été faits; on a remorqué avec deux locomotives des trains de 320 tonnes, poids des locomotives non compris, à la vitesse de 43 kilomètres, et de 380 tonnes à la vitesse de 22.3 kilomètres.
- On a reconnu que, pour remorquer les
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- mêmes trains de 380 tonnes à la vitesse de 45 kilomètres, il faudra, pour assurer l’adhiérence, ajouter du lest aux locomotives. À la suite de ces résultats si favorables, on va bientôt entreprendre un service régulier avec locomotives électriques (1).
- Pour permettre à ceux que la question intéresse de se rendre compte en détail de cette électrification, j’ai l’honneur de remettre à M' le Président une brève description de ce travail accompagnée de quelques photographies (voir l’annexe ci-après) et j’ajoute que jusqu’à présent l’électrification a été limitée à la section située entre la gare de Busalla et la gare de triage du « Campasso », mais qu’elle va bientôt être prolongée. On a adopté dans ce cas le système à courant triphasé à la tension de 3,000 volts dans le fil de contact. On a considéré que ce système donne de bons résultats dans la Valteline et qu’on n’a pas encore démontré la possibilité d’augmenter la tension dans le fil de contact dans les tunnels assez longs. L’usine génératrice marche à la vapeur et a été placée à Gènes dans le voisinage du port, d’où le charbon sera directement transporté dans la salle des chaudières au moyen d’un
- (') Je dois signaler, en faisant la révision du texte de ma communication au Congrès, qu’après la réduction d’abord et l’abolition ensuite de la traction à vapeur sur la ligne Pontedecimo-Busalla, les conditions de la voie se sont beaucoup améliorées au point de vue de l’adhérence et que, depuis quelques mois, on exploite normalement cette ligne, même sur les fortes rampes de 29 et de 35 pour mille, avec des. trains de 190 tonnes remorqués en simple traction à la vitesse de 45 kilomètres à l’heure et avec des trains de 380 tonnes remorqués en double traction également à la vitesse de 45 kilomètres à l’heure, sans que les locomoteurs électriques, qui ont un poids total et adhérent de 60 tonnes, soient pourvus de lest.
- coal-conveyor. L’usine comprend deux groupes turbo alternateurs dont chacun peut développer une puissance continue de 6,250 kilowatts, et une puissance de 10,000 kilowatts pendant cinq minutes.
- Je crois utile d’ajouter que mon administration a déjà entrepris l’électrification de la ligne du mont Cenis entre Bardon-nèche et Modane, travail qui sera achevé au printemps de l’année 1911, époque à laquelle s’ouvrira l’exposition internationale de Turin, s'il n’y a pas de difficultés imprévues.
- On va électrifier bientôt aussi la ligne de Savone à Ceva qui est à simple voie avec des pentes de 25 pour mille et où le trafic est considérable. De plus, on va prolonger jusqu’à Milan l’électrification de la ligne de la Valteline. Enfin on a déjà décidé. la transformation, en y conservant le système à courant continu, des installations électriques de la ligne Miian-Galla-rate-Varese, dont l’importance va toujours croissant depuis l’ouverture du Sim pion, et cela en vue d’étendre la traction électrique même aux trains de marchandises et de pouvoir augmenter le poids des trains de voyageurs dont le nombre est déjà excessif.
- Il convient de signaler que nos nouvelles applications de la traction électrique à courant triphasé ne sont que la conséquence des bons résultats du système employé dans la Valteline, et que nous n’entendons repousser ni le système à courant continu, ni le système à courant monophasé dont nous ferons peut-être une application très prochaine, à titre d’essai, à la ligne de Turin à Pinerolo.
- Mr Salomon, Ch. de f. de l’Est français.
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- — Mr Krasny a signalé l’utilité qu’il y aurait d’arriver à une entente immédiate en vue d’unifier le système d’électrification pour les lignes de trafic international. Permettez-moi de présenter, au sujet de cette question, deux observations.
- Tout d’abord, le commencement de discussion qui vient d’avoir lieu montre que nous sommes loin d’être d’accord en ce moment sur le meilleur système d’électrification.
- Les délégués italiens préconisent le triphasé, plusieurs de nos collègues sont partisans du monophasé; le moment n’est donc pas encore venu aujourd’hui de dire quel est le meilleur système international.
- • En second lieu — et ceci est peut-être l’observation la plus importante parce qu’il s’agit d’exploitation —, il est certain que le trafic international se fera, demain comme aujourd’hui/ quel que soit le système de traction électrique adopte dans chacun des Etats. Chacun aura son matériel. Il y aura peut-être quelques petits inconvénients aux gares-frontières, mais il sera facile d’y parer en plaçant des fils de prise de courant un peu différents.
- Mr le Président. — Messieurs, je ne suis pas tout à fait d’accord avec Mr Salomon et je vous demande la permission de vous exposer mon opinion personnelle.
- Notre association ne siège que tous les cinq ans. Si nous ne faisons rien maintenant, il y aura, d’ici à la prochaine session, cinq années de perdues. Au contraire, il n’y aura rien de perdu si la Commission permanente, ayant reçu pour cela mandat du Congrès tout entier, s’adresse aux divers gouvernements pour leur demander de constituer une commission internationale. (Interruption.) S’il y a des commis-
- sions qui n’aboutissent pas, il y en a cependant qui aboutissent. (Rires.)
- Je crois donc qu’une commission internationale comme celle dont Mr Krasny réclamait l’institution pourrait faire de très utile besogne. Elle pourrait tout au moins empêcher que, permettez-moi d’employer cette expression, les différents systèmes vagabondent un peu trop.
- Je suis parfaitement d’accord avec Mr Salomon, nous ne sommes pas encore fixés aujourd’hui sur le meilleur système à adopter. Nous venons d’entendre que l’Italie se prononce en faveur du courant polyphasé, tandis que la plupart des Rapporteurs sont partisans du monophasé. Je crois cependant que, comme la chose a été réalisée pour l’unité technique par une commission internationale et comme le Verein des chemins de fer allemands le fait tous les jours pour les questions d’exploitation, une certaine unification en matière d’exploitation électrique serait désirable et qu’une commission instituée en vue d’arriver à cette unification pourrait donner de bons résultats.
- Mr Flury, vice-président. (En allemand.) — Permettez-moi de faire une remarque au sujet de cette question. J’estime que les points arrêtés en vue d’une entente internationale éventuelle peuvent très bien rentrer dans le cadre de l’unité technique internationale. Il existe déjà une organisation pour les cas de ce genre. Vous savez que le Conseil fédéral suisse a été chargé par tous les États de l’Europe de convoquer de temps en temps une conférence pour l’unité technique internationale. Il suffira que l’une quelconque des administrations propose au gouvernement de son pays de demander au Conseil
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- fédéral que cette question soit mise à l’ordre du jour de la prochaine session internationale. Je crois que nous arriverons complètement au but par ce moyen et j’estime qu’une nouvelle organisation n’est pas nécessaire.
- Mr Steinbiss, vice-président. (En allemand.) — Je me permettrai de faire remarquer, au sujet de cette question, qu’à mon avis il ne convient pas que la Commission permanente s’adresse aux gouvernements. Ce n’est pas son rôle. Je crois aussi que la création d’une commission spéciale, que nous devrions regarder comme une commission technique permanente, ne sera pas reconnue nécessaire. Il me semble utile de suivre la voie indiquée par Mr Flury et d’avoir recours à la Commission de l’unité technique, qui pourra mettre cette question à l’étude.
- Mr Flury. — La question pourrait être soumise à la Commission de l’unité technique dans sa plus prochaine séance.
- MrErnest Gérard, vice-président.— Nous pourrions dire, à la fin de nos conclusions sur la question VIII, que le Congrès laisse aux organismes spécialement compétents pour obtenir l’adhésion des différents gouvernements le soin de préparer l’unification nécessaire.
- Mr Hruschka, rapporteur. (En allemand.) — La question de l’unification est facilitée dans un certain sens par la nature particulière du système monophasé. Ce dernier présente l’avantage de participer, jusqu’à un certain point, du courant continu et du courant triphasé. Pourvu que les véhicules soient munis des appareils nécessaires, on peut circuler avec le système
- monophasé sur les lignes à courant triphasé et à courant continu. Cette particularité, qui appartient en propre au courant monophasé, milite en faveur de ce système parce qu’on est sûr a priori qu’il suffira plus tard d’une légère modification des véhicules, pour leur assurer la libre circulation dans les pays voisins.
- Je ferai remarquer ensuite que, dans tous les comptes de frais d’exploitation établis sérieusement, l’amortissement et les intérêts du capital d’exploitation sont compris, par suite aussi la partie des installations de la traction à vapeur qui est déclassée.
- Ma troisième remarque sera, que je tiens la conférence internationale pour extrêmement utile, mais que j’estime quelle procède lentement. Cependant l’unité technique devrait être préparée. Je suis d’avis que les administrations de chemins de fer se mettent pour le moment d’accord entre elles. Sous cette forme officieuse, chaque direction de chemins de fer y adhérera plus facilement que par la voie lente d’une conférence internationale. De toute façon, je tiens à faire remarquer que les différents systèmes de courant ont une valeur variable d’un pays à l’autre. On ne peut pas prescrire à un pays de choisir un système qui n’est pas le plus avantageux pour ce pays.
- Mr Merczyng-, Ch. de f. de l’Empire russe. — Messieurs, permettez-moi de vous donner quelques renseignements sur l’état de la question de l’électrification en Russie.
- L’exposé de Mr Wyssling ne dit rien de notre pays et, en effet, en matière de lignes électriques en exploitation, nous ne possédons presque rien encore. Nous
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- n’avons que deux petites lignes d’un caractère local, l’une de 25 kilomètres de longueur, l'autre d’une dizaine de kilomètres. Nous sommes cependant à la veille de réaliser dans ce domaine de grands progrès : grâce à l’impulsion donnée par la Douma d’Etat et par le ministère des voies de communication, il va être procédé à l’électrification de plusieurs de nos lignes ferrées.
- La question de l’électrification est toujours une question importante et tout d’abord au point de vue économique, c’est-à-dire au point de vue du prix de revient du courant fourni par les installations thermiques ou hydrauliques. Heureusement, nous possédons en Russie, beaucoup de sources d’énergie hydraulique ; je ne parle pas de grandes chutes d’eau comme en Suisse, mais de nos grands fleuves qui abondent en cataractes de grand débit et 'à chute moyenne ou faible. Ces cataractes peuvent fournir des dizaines de mille chevaux et il est question de les approprier pour pouvoir utiliser l’énergie fournie à l’électrification de certains réseaux de notre pays.
- La Douma d’Etat vient précisément de voter un crédit de 80,000 francs en vue de l’étude de l’utilisation de chutes d’eau situées à proximité -de Saint-Pétersbourg, à une trentaine de kilomètres de cette ville. Ces chutes pourraient fournir pendant l’hiver une force de 33,000 chevaux au minimum et, pendant l’été, un nombre de chevaux beaucoup plus grand. Le courant fourni par ces chutes d’eau serait .envoyé à Saint-Pétersbourg et utilisé probablement pour l’exploitation électrique de quelques lignes aboutissant à cette ville et peut-être aussi à celle du Métropolitain et à la traction sur les canaux qui pénètrent dans la ville.
- Nous avons aussi de grandes cataractes sur le Dniéper. Des projets d’utilisation de ces cataractes, qui pourraient fournir des dizaines de mille chevaux, sont déjà complètement mis sur pied. On songe surtout à utiliser cette énergie pour fournir la force motrice à des usines, mais cette énergie hydraulique considérable pourrait encore être employée à d’autres buts, par exemple à l’électrification de certaines petites lignes de chemins de fer. Nous avons l’espoir sinon de voir réaliser cette utilisation dans un avenir prochain, au moins de voir bientôt prendre une décision à ce sujet.
- L’administration des chemins de fer russes songe aussi à l’électrification d’une ligne du Transcaucase. La traction à vapeur ne permet pas d’avoir sur cette ligne un nombre de trains répondant aux nécessités. Comme il existe à proximité des cataractes sur le fleuve Rione, il est probable que, par l’utilisation de ces cataractes, la transformation pourra s’opérer.
- Je puis encore citer trois cataractes ou séries de cataractes qui, dans un avenir prochain, seront probablement utilisées; ce sont celles de Kivatch au nord de la Russie, les cataractes du Niémen dans l’ouest et les chutes d’eau du Terek dans le Caucase.
- D’après un projet qui a été dressé, les cataractes du Niémen, situées tout près de la frontière allemande, donneront 30,000 chevaux de force qui pourront être utilisés par l’industrie chimique et aussi pour l’électrification d’une ligne à traction à vapeur qu’on se propose de construire non loin de là.
- Les cataractes du Kivatch dans le nord fourniront probablement aussi l’énergie
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- nécessaire pour l’exploitation électrique d’une ligne qu’on projette de construire dans cette région.
- Il existe actuellement en Russie une commission spéciale, dont j’ai l’honneur d’être le président, qui étudie l’utilisation des forces hydrauliques à la production d’énergie électrique, et j’espère qu’à la prochaine session du Congrès, les délégués russes pourront vous donner des renseignements non plus cette fois sur des projets, comme je le fais en ce moment, mais sur des lignes en exploitation.
- Mr Jullian, Ch. de f. du Midi français.— Messieurs, je demande à pouvoir dire quelques mots sur ce que fait actuellement la Compagnie du Midi en matière d’électrification.
- Mr le Président. — J’en suis au regret, mais plusieurs délégués sont inscrits avant vous et l’heure de lever la séance est arrivée.
- Mr Jullian. — -Je ne pourrai être ici cet après-midi, Mr le Président, je vous serais donc reconnaissant de m’accorder la parole maintenant.
- Mr le Président. — Vous avez la parole.
- Mr Jullian. — Messieurs, le Gouvernement français avait demandé à la Compagnie du Midi d’accepter la concession d’une ligne qui avait des rampes de 40 pour mille et des rayons de 130 mètres et qui ne rentre donc pas dans les conditions de son cahier des charges.
- Mr le Président. — Il s’agit sans doute d’une ligne située dans les Pyrénées?
- Mr Jullian. — Parfaitement.
- Pour nous amener à accepter celte concession, le gouvernement nous proposait
- de faire de cette ligne une ligne électrique et nous offrait d’exécuter lui-même les barrages et tous les travaux hydrauliques jusqu’à l’usine. En outre, il nous donnait la ligne de prise et la ligne de transport du courant.
- En présence de telles offres, nous avons étudié la question et, après examen, nous avons estimé que nous avions un certain intérêt à accepter ces conditions.
- Nous avons alors pris la détermination d électrifier en même temps 400 kilomètres de notre réseau. Les avantages pécuniaires que nous trouverons à cette transformation ne seront pas bien considérables au début, mais elle nous offrira des avantages d’une autre nature, des avantages secondaires, par exemple au point de vue de la facilité qu’elle nous donnera de recruter noire personnel, question qui est en ce moment très importante pour tout le monde, et au point de vue de la vitesse sur notre rampe de Capvern sur laquelle nos express ne parviennent pas à atteindre à la montée une vitesse de 30 kilomètres à l’heure. La déclivité est de 33 pour mille sur cette rampe.
- Nous avons naturellement recherché quelle forme de courant serait la plus favorable. Il s’agit ici d’un réseau de 400 à 300 kilomètres, j’y appelle votre attention, et nous avons choisi le courant monophasé. De plus, pour les raisons indiquées par Mr Gleichmann, nous avons adopté une fréquence de 16 2/3 et une tension de 12,000 volts.
- Avant d’entreprendre l’équipement électrique général de nos lignes, nous allons faire des essais sur ces bases. Nos usines sont déjà en construction, mais nous n’avons pas encore choisi le type de locomotives. Nous avons fait appel à cinq ou
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- six maisons, à YAUgemeine Elektrizitàtsge-sellsehaft, au Creusot, aux ateliers de constructions électriques du Nord et de l’Est, à la Westinghouse, à la maison Thomson Houston, aux ateliers Brown-Boveri, qui ont accepté de nous envoyer chacune à l’essai un modèle de locomotive ou d’automotrice. Nous commencerons nos essais dans la seconde quinzaine d’octobre; pour cela nous équiperons une ligne de 23 ou 30 kilomètres avec le courant monophasé et nous espérons qu’au commencement de l’année prochaine, nous aurons pu choisir un type.
- Nous aurons aussi à ces essais une automotrice de 400 chevaux, fournie par la Société Westinghouse du Havre.
- Permettez-moi d’ajouter encore un mot à propos d’une autre question. On a parlé tout à l’heure de l’unification des types de locomotives. Je dois l’avouer, je ne vois pas bien l’utilité de cette unification.
- Mr le Président. — II ne s’agit pas de l’unification des types de locomotives, mais de l’unification des installations, la question du choix des locomotives restant absolument en dehors.
- Mr Jullian. — Je ne vois pas non plus l’utilité de l’unification des systèmes.
- Messieurs, je termine, mais auparavant, je dois remercier Mr le Président d’avoir bien voulu m’accorder encore la parole ce matin.
- Séance du 11 juillet 1910 (après-midi).
- Mr le Président. — Nous reprenons la discussion de la question VIII.
- Mr Graftio, Ch. de f. de l’Empire russe. —- Messieurs, je voudrais dire quelques mots à propos des exposés que nous avons entendus ce matin.
- Si nous pouvons assister aujourd’hui à des débats intéressants, si nous connaissons des exemples d’électrification qui font époque, c’est parce que les maisons américaines comme la General Electric Company et la Compagnie Westinghouse, des maisons allemandes comme Y AUgemeine Elektrizitâtsgesellschaft et la maison Siemens, des maisons hongroises comme la Ganz, des maisons italiennes comme la Sociétà Westinghouse et des maisons suisses comme la Société Brown-Boveri et
- la fabrique de machines Oerlikon ont travaillé à résoudre la question et sont parvenues à des résultats qui étonnent le monde et dont nous bénéficions mainte-tenant.
- Il me paraît qu’il serait prématuré et peut-être même extrêmement dangereux de recommander un système de traction unique quelconque et de dire par exemple que le système monophasé doit être ou doit devenir dans un avenir plus ou moins prochain le système universel à adopter de préférence.
- Nous sommes, en effet, en présence de trop de données incertaines et nos déductions peuvent être fort différentes suivant les renseignements que nous possédons et les calculs que nous faisons avec ces données.
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- On a invoqué en faveur du courant mo-phasé plusieurs avantages qui, de l’avis de quelques-uns, doivent lui faire accorder la préférence : la simplicité des lignes aériennes, une certaine élasticité dans la marche des trains, la possibilité de marcher avec une belle courbe de charge à la centrale et d’obtenir des vitesses de marche variables selon les rampes, enfin les frais d’installation et d’entretien comparativement plus faibles.
- Je crois, messieurs, qu’on pourrait arriver à des conclusions qui ne sont pas du tout d’accord avec celles qu’on nous a présentées. Si l’on considère les lignes de prise de courant seules, le système monophasé a évidemment cet avantage sur le triphasé,, que tout le monde doit apprécier, de permettre l’emploi d’un conducteur unique pour la ligne de prise de courant et de ne pas avoir une différence de potentiel dans deux fils et, si nous le comparons aux autres systèmes, il semble au premier abord que les frais d’établissement des lignes aériennes avec le monophasé devraient être de beaucoup inférieurs à ceux pour le triphasé par exemple. Il en est sensiblement ainsi pour des lignes d’essais et pour des lignes de chemins de fer d’une importance secondaire, où une distribution sommaire et simple peut être considérée comme suffisante et répondant aux besoins.
- Mais nous pouvons considérer d’autres cas, dont l’étude s’imposera bientôt, par exemple le cas de l’application de la traction électrique à des grandes lignes à trafic intense, à des lignes de tout premier ordre et de grande importance. Pour celles là, nous n’aurons pas seulement à considérer le point de vue économique pur et simple; nous aurons encore à assurer pour ces
- lignes, dans le cas de traction électrique, une distribution sûre et, dans nos différents pays, à tenir compte des exigences introduites et nécessaires pour assurer le transport des troupes avec la sécurité et la précision voulues. C’est là, dans beaucoup de pays, une question qui empêche considérablement l’introduction de la traction électrique, et, peut-être, lorsque nous l’examinerons, arriverons-nous à des chiffres un peu différents de ceux sur lesquels se sont basés Mrs les Rapporteurs pour juger des frais de première installation des lignes de prise de courant et de distribution pour les divers systèmes de traction électrique.
- Lorsqu’il s’agira de lignes d’une importance considérable, il faudra veiller à se prémunir contre toute interruption du service. Il faudra, comme il en a été question déjà dans certains journaux techniques, se résoudre à avoir des doubles lignes de transport de force à haute tension, à sectionner ces lignes par des postes interrupteurs, à avoir des changements de connexion dans ces lignes. 11 faudra que les voies de chaque section entre deux stations ou deux évitements, ou les voies de chaque station ou de chaque évitement puissent être mises hors de circuit sans que la section voisine soit hors de circuit. Il faudra enfin, dans le cas d’avarie survenue à une sous-station quelconque, pouvoir avoir recours aux deux sous-stations les plus rapprochées sans interrompre le service. Dans ces conditions, nous arriverons avec le triphasé, et avec les tensions que nous voyons adopter maintenant de 3,000 à 5,000 volts entre les fils, à avoir sur des lignes accidentées des sous-stations distantes de 5, 6, 7 et 8 kilomètres ; cette distanee pouvant aller
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- sur les lignes moins accidentées jusqu’à 9 et 10 kilomètres. Or, dans ce cas spécial, il sera très facile de mettre hors de circuit une section quelconque de la voie entre deux stations ou évitements, ou bien dans le cas d’avarie à une sous-station quelconque, on pourra très facilement alimenter la section correspondante des deux autres sous-stations les plus rapprochées. En même temps, la double ligne de haute tension sectionnée donnera une certaine sécurité contre l’interruption du service sur une grande étendue.
- Avec le monophasé, tel qu il existe actuellement et avec une tension dans la ligne de contact de 10,000 à 15,000 volts, nous arriverons, dans le cas des lignes de chemins de fer d’importance secondaire où une interruption de service ne produirait pas de perturbation trop considérable, à pouvoir établir les sous-stations à 30 ou-40 kilomètres de distance sans employer de feeders supplémentaires à la même tension. Une telle ligne ne coûtera pas cher.
- Mais, sur les lignes à grand trafic, sur les lignes de haute importance où la traction électrique devra satisfaire à des conditions sine quâ non, il faudra organiser un service de transport et de distribution d’énergie un peu plus compliqué. Nous devrons avoir ou bien des sous-stations plus rapprochées, ou bien tout un système de feeders permettant de mettre hors circuit chacune des sections entre deux stations ou deux évitements et permettant d’alimenter convenablement une section quelconque de la ligne de deux sous-stations voisines dans le cas d’une avarie à la sous-station intermédiaire. Nous devrons prévoir également le dédoublement et le sectionnement de la ligne à haute tension, comme il a été dit plus haut.
- Dans ces conditions, la proportion des dépenses d’installation des lignes pour les deux systèmes deviendra toute différente et nous arriverons pour le système triphasé et pour le système monophasé à des chiffres qui se rapprocheront beaucoup ; peut-être y aura-t-il une légère différence en faveur du monophasé, mais elle sera tout à fait insignifiante.
- Pour les machines nécessaires à l’équipement des stations centrales, nous arriverons pour le triphasé à un chiffre un peu moins élevé que pour le monophasé ; je ne dirai pas de combien, car il est difficile de fixer un chiffre exact dès maintenant, mais environ de 5 à 10 p. c. Par contre, nous arriverons pour le monophasé toujours à un chiffre beaucoup plus élevé que pour le triphasé ou le continu lorsqu’il s’agira du matériel roulant, des loco motives électriques. (Les locomotives monophasées coûtent et coûteront environ une fois et demie plus que les locomotives triphasées de même puissance, tout en étant environ une fois et demie plus lourdes.)
- En Russie, on s’intéresse beaucoup à la question de la traction électrique et la direction des chemins de fer de l’Etat s’est récemment occupée de projets relatifs à l’électrification de plusieurs lignes. On s’est occupé, entre autres, de l’électrification de deux lignes transcaucasiennes qui présentent des rampes relativement fortes, allant jusque près de 29 pour mille, lignes à voie unique sur lesquelles circulent des trains lourds et dans le voisinage desquelles se trouvent des chutes d’eau disponibles. On a fait pour ces lignes le calcul comparatif des dépenses qu’entraîneraient le monophasé et le triphasé et on est arrivé pour le triphasé à un chiffre moindre que pour le monophasé.
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- L’année dernière, une commission spéciale, constituée par la direction des chemins de fer de l’État, a étudié l’électrification du réseau des lignes suburbaines de Saint-Pétersbourg, d’une longueur totale d’environ 120 kilomètres, dont une de raccord traversant la ville même, en supposant que l’énergie nécessaire serait transportée au réseau des rapides du Vol» hoff, situés à 120 kilomètres à l’est de Saint-Pétersbourg, sous forme de courant triphasé à la tension de 80,000 à 110,000 volts. Les études comparatives qui ont été faites semblent démontrer que, dans ce cas spécial, il serait préférable d’employer le courant continu à haute tension en dehors de la ville et, sur la section élevée traversant la ville, d’employer le même courant continu à basse tension avec un troisième rail.
- Dans les villes, il y a à tenir compte des considérations esthétiques ; de plus, les lignes aériennes sur estacades ne sont pas commodes et il y a intérêt à utiliser le troisième rail.
- Au point de vue de la distribution de l’énergie et du transport de forces produites par les rapides du Volhoff (forces qui représentent une trentaine de mille chevaux qui auront à être utilisés non seulement pour la traction, mais encore pour d’autres usages), le triphasé se présente comme le système qui permet le mieux d’employer pour d’autres buts le surplus d’énergie disponible. Dans ce cas spécial, on arrive, pour la traction même, fatalement au courant continu.
- Enfin, dans ces derniers temps, une compagnie privée s’est occupée de la question d’une ligne projetée en Crimée, ligne à grand trafic de voyageurs et de marchandises et raccordée au réseau des lignes de
- l’Empire, qui aura des pentes de 40 pour mille, et ou l’on emploiera la traction électrique avec centrale à vapeur. Pour cette nouvelle ligne, deux projets ont été élaborés, l’un avec courant monophasé, l’autre avec courant triphasé, et on est arrivé à constater que des deux systèmes le triphasé donnerait des résultats meilleurs aussi bien pour les dépenses d’installation et frais d’exploitation que pour la sécurité de marche et certains autres avantages techniques.
- Lorsqu’on considère le cas spécial des lignes de montagne au point de vue du mouvement, on aboutit à des résultats absolument originaux. Sur ces lignes, il faut arriver, par le freinage des trains, à assurer autant que possible la sécurité du trafic. Actuellement, dans tous les pays, on fait entrer dans la composition des trains de marchandises un certain nombre de voitures freinées et il est toujours désagréable de devoir modifier le nombre des freins d’un train formé.
- On arrive ainsi à des résultats tout à fait différents avec le monophasé qui, à raison des vitesses variables (qui sont l’essence même du système), entraîne la nécessité d’augmenter le nombre des freins et de marcher dans des conditions qui se rapprochent de celles des trains à vapeur et ne sont pas du tout favorables, et avec le triphasé qui permet d’obtenir automatiquement des grandes vitesses en rampe et des vitesses modérées en pente, c’est-à-dire des vitesses qui n’entraînent pas la nécessité d’augmenter le nombre des voitures freinées dans le train, attendu que la vitesse modérée en pente se conserve automatiquement au moyen de la récupération automatique d’énergie que vous connaissez tous.
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- Au point de vue du mouvement et de la traction, peut-être nos idées sont-elles faussées involontairement par l'expérience et l'habitude que nous avons de la traction àfu. vapeur et des tramways électriques urbains. Nos locomotives à vapeur marchent à des vitesses très différentes, à des vitesses faibles sur les rampes, à des vitesse* très grandes en palier et en pente. Pour les tramways, nous sommes habitués aussi aux vitesses du moteur en série. Si nous nous dégageons un peu de ces idées innées de nos habitudes, nous arriverons, je crois, à cette conclusion qu’au point de vue du mouvement proprement dit, au point de vue de l’exploitation des chemins de fer, un système qui permettrait d’avoir une ou plusieurs vitesses constantes ne dépendant ni des rampes, ni des pentes, ni des qualités du mécanicien, donnerait les meilleurs résultats. A ce point de vue, nçus avons, notamment dans le pays où nous nous trouvons aujourd’hui, ainsi que dans l’Italie voisine, des exemples surprenants. Et ce qui paraît étonnant, la courbe de charge de la centrale n’est pas du tout plus mauvaise avec le triphasé qu’avec le monophasé.
- Nous pourrions arriver ainsi à avoir des horaires qui seraient suivis plus exactement qu’avec aucun autre système. Nous obtiendrions aussi une sécurité plus grande, car de nombreux accidents se produisent en pente quand on freine alors que la vitesse est déjà trop grande; nous serions à l’abri de cette éventualité.
- En résumé, en présence de tout ce que nous connaissons,, je crois qu’il serait 'dangereux pour le moment de préconiser un système unique quelconque. Pour ce qui concerne, par exemple, notre pays qui est très étendu, on ne peut pas s’attendre
- à l’électrification générale de tous les-réseaux. Nous avons des lignes de plaine, des lignes de montagne, des lignes-principales, des lignes secondaires, et la même situation existe dans la plupart des autres pays. Actuellement, même avec la traction à vapeur, les locomotives de plaine ne circulent pas sur les lignes de montagne non plus que les locomotives de montagne sur les lignes de plaine. Les trains passent d’une région à l’autre, mais au. point où le caractère de la ligne se modifie, on change tout simplement de locomotive.
- Nous pourrions faire de même en matière de traction électrique. Nous pourrions avoir dans les différentes régions d’un pays et suivant les circonstances, l’un ou l’autre des trois systèmes, continu, monophasé ou triphasé ; il n’y aurait aucun inconvénient à changer de locomotive au point de raccordement. Dans le pays où nous sommes, nous voyons môme qu’on va plus loin : il est des points où il faut absolument changer même de train, par exemple dans l’Oberland, pour aller à la Jungfrau. Personne ne s’en plaint, chacun comprend qu’il a fallu adopter le système le plus économique et le plus favorable suivant les circonstances.
- Je le répète, il est donc prématuré de préconiser en ce moment un système unique quelconque. Si nous sommes réunis ici pour discuter la traction électrique, c’est à l’initiative privée, c’est à sa liberté d’action que nous le devons. Lais-sons-la donc agir encore, sans la restreindre par des limitations douteuses, et son action sera certainement telle que, dans cinq ans, lorsque nous nous réunirons de nouveau, nous pourrons parler bien plus largement. (Très bien, très bien!)
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- Mr Paul-Dubois, secrétaire principal. — Messieurs, les observations que j’ai à présenter sont analogues à celles que vient de faire Mr Graftio.
- Tous les rapporteurs ou presque tous sont favorables au système qui implique l’emploi exclusif du courant monophasé. Or, si l’on connaît aujourd’hui assez bien les caractères et les limites d’emploi du système triphasé-continu et du système triphasé pur, grâce aux résultats acquis sur les lignes où ces systèmes sont appliqués depuis plusieurs années, il n’en est pas de même du monophasé.
- Depuis l’apparition de ce dernier, ses promoteurs le représentent comme devant révolutionner la traction électrique à raison des économies qu’il permettra de réaliser par rapport aux autres systèmes. J’aurais aimé voir appuyer ces pronostics par des chiffres certains, des résultats pratiques concernant les frais d’établissement et d’exploitation de grandes lignes de chemins de fer exploitées avec le courant monophasé. Au lieu de cela, on ne nous apporte guère que des chiffres extraits de projets; ces chiffres sont à coup sûr très intéressants, mais ils ont forcément un certain caractère d’incertitude.
- D’ailleurs, quelques-uns des renseignements qui nous sont fournis par les exposés portent à réfléchir. Par exemple, la comparaison des lignes de banlieue Berlin-Grosslichterfelde et Hambourg-Altona montre que si le prix de revient du kilowatt-heure est plus faible pour cette dernière, les frais d’exploitation par tonne kilométrique y sont au contraire plus élevés de 50 p. c. environ; or la ligne de Hambourg est à courant monophasé et celle de Berlin à courant continu. D’autre part, d’après les devis présentés pour la
- ligne en projet de Murnau-Oberammergau, il n’y a entre le continu et le triphasé, qu’une différence de 7.3 p. c. au point de .vue des dépenses de premier établissement et qu’une différence de 7.8 p. c. au point de vue des frais d’exploitation ; ces différences sont de l’ordre de grandeur des erreurs de prévision.
- En ce qui concerne l’importance des frais d’établissement avec le courant monophasé, le très intéressant exposé de Mr Wyssling fournit pour l’électrification des lignes du Gothard des chiffres dignes d’attention : la dépense d’établissement s’élèverait entre 250,000 et 300,000 francs par kilomètre suivant le trafic. Il est vrai: que, d’après l’estimation faite, les frais d’exploitation seraient inférieurs aux frais d’exploitation par la vapeur, mais dans ce devis, l’intérêt, l’amortissement et le renouvellement du matériel, ne sont comptés qu’à raison de 3 p. c. environ, ce qui est évidemment faible.
- Certains exposés semblent donner l’impression que différents pays ont l’intention d’adopter d’une manière générale la traction électrique sur des milliers de kilomètres de lignes ferrées. C’est là une impression fausse et il ne faudrait pas laisser s’implanter cette idée. .Je ne conteste pas qu’il n’existe des lignes se trouvant dans des conditions spéciales, sur lesquelles la substitution de la traction électrique à la traction à vapeur peut être avantageusement réalisée au point de vue économique, mais il est absolument impossible de généraliser.
- Pour citer un exemple que je connais personnellement, la Compagnie d’Orléans, qui a été l’une des premières à adopter la traction électrique, qui l’utilise sur ses lignes des environs de Paris depuis une
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- dizaine d’années et qui suit la question de très près, a tout récemment examiné s’il y aurait avantage à introduire la traction électrique sur d’autres sections de son réseau et que, sur ses 7,000 kilomètres de ligne, elle n’a pas trouvé une seule section où il y eût avantage à cette introduction. J’ajoute qu’elle est arrivée à cette conclusion en dehors d’autres considérations qui ont cependant leur importance, telles que les cas de guerre ou de troubles.
- Il est certain que la traction électrique est un système éminemment plus vulnérable que la traction à vapeur. Les récentes inondations de Paris nous l’ont prouvé; le rétablissement du service a été beaucoup plus lent pour la traction électrique que pour la traction à vapeur, toutes les usines de la région, sauf une, ayant été arrêtées par l’inondation.
- Une autre observation qu’il convient de faire à propos de l’introduction de la traction électrique sur les chemins de fer concerne la prise de courant. Le conducteur de prise de courant est le point faible du système monophasé. Les différents dispositifs aériens employés sont encore nouveaux; ils sont en pleine période d’évolution, et il semble prématuré de se prononcer définitivement sur leur valeur pratique pour le service des grandes lignes de chemins de fer, le seul dont je m’occupe en ce moment.
- J’en conclus qu’à l’heure actuelle il est bien difficile de dire qu’une forme de courant devra être employée à l’exclusion des autres ; le choix à faire est essentiellement une question d’espèce. Il faut, en outre, compter avec les surprises que peut nous ménager l’avenir dans une science qui progresse aussi rapidement que la science électrique.
- Mr Mazen, secrétaire principal. — Messieurs, je partage absolument les idées qui viennent d’être émises par Mr Paul-Dubois et je pourrais n’y rien ajouter. Je crois cependant devoir dire encore quelques mots au sujet de la comparaison que, dans tous les exposés, on a établie entre le continu et le monophasé.
- Comme vous lé savez, messieurs, seul le continu tel que nous l’employons tous ou à peu près tous pour le moment, c’est-à-dire avec une tension de 600 à 800 volts, permet l’emploi d’un conducteur placé au niveau du sol. Tous les autres systèmes, pour des raisons impérieuses de sécurité, à cause des hautes tensions employées, exigent l’utilisation de fils aériens.
- La plupart des rapporteurs constatent, et en cela nous partageons absolument leur manière de voir, que le choix du système est une question d’espèce. Comme le disait tout à l’heure Mr Paul-Dubois, il serait en effet absolument dangereux, à notre avis, de vouloir, au moins en ce moment, poser en cette matière des, règles générales.
- Tout le monde s’accorde à dire, dès à présent, que si on compare les deux systèmes, le courant continu et le monophasé qui ont l’air de vouloir le plus se généraliser, on constate tout d’abord qu’en ce qui concerne les dépenses d’établissement, les installations fixes (laissant de côté pour le moment la production et le transport de l’énergie jusqu’aux lignes elles-mêmes) sont en général moins coûteuses avec le courant monophasé qu’avec le continu et qu’au contraire, le matériel roulant est d’un prix beaucoup plus élevé avec le monophasé qu’avec le continu.
- A ce dernier point de vue, je trouve les appréciations des rapporteurs, en ce qui
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- concerne le monophasé, fort optimistes. Ils parlent d’une différence de 10 p. c. ; je crois que c’est beaucoup plus.
- On peut donc immédiatement conclure que, si la densité du trafic est très grande, le courant continu fournira probablement la solution la plus économique au point de vue, bien entendu, des dépenses d’établissement, et que le contraire sera vrai dans le cas d’un trafic de faible densité.
- Nous avons eu la curiosité de rechercher à quel trafic correspond l’équivalence de ces dépenses d’établissement,bien entendu pour un cas spécial, et nous devons dire que ce trafic-limite varie avec la puissance moyenne mise enjeu par tonne-kilomètre transportée, c’est-à-dire avec l’allure du profil et même, dans une certaine mesure, avec la vitesse. Pour un profil dans lequel les pentes ne dépassent pas, en général, pour les vitesses considérées, les rampes d’équilibre, ce qui est vrai pour presque toutes nos grandes lignes françaises, on peut dire que l’équivalence s’établit sensiblement pour un trafic horaire kilométrique de 200 tonnes dans chaque sens, c’est-à-dire pour un trafic de 6,000 à 8,000 tonnes dans les deux sens par jour moyen de travail. Plus la ligne devient dure comme profil, plus le continu reprend l’avantage, par suite de l’obligation où l’on est d’augmenter la puissance du matériel moteur dont le poids et le prix augmentent beaucoup plus rapidement avec le monophasé qu’avec le continu.
- 11 est à remarquer, en outre, et ceci est assez intéressant, que les extensions qu’entraînera le développement du trafic, et je crois que tous nos réseaux ou à peu près se développent, coûteront en général moins cher avec le continu qu’avec le monophasé.
- En ce qui concerne les dépenses d’exploitation, on constate également que le monophasé est surtout avantageux pour les lignes à trafic relativement faible. En effet, là encore, les installations fixes entraînent avec ce système des charges fixes, de personnel et autres, moindres qu’avec le continu, et la différence de rendement entre les deux systèmes est d’autant plus marquée que le trafic est plus faible. Il est évident, par exemple, que moins le trafic est intense, plus les commutatriees auront avec le continu un rendement faible. La dépense d’énergie par tonne utile transportée est plus forte avec le courant alternatif, à cause du poids de l’équipement, qu’avec le courant continu. Il s’ensuit là encore que, si le trafic augmente au delà d’un certain chiffre, c’est le courant continu qui devient le plus économique.
- Nous avons également constaté par une série de calculs faciles à faire qu’il y a à peu près équivalence des frais d’exploitation dans les conditions où il y a équivalence des frais d’établissement, c’est-à-dire lorsque le trafic est de 6,000 à 8,000 tonnes par jour moyen de travail. Il est évident, d’ailleurs, que plus le profil est dur, plus le courant continu devient intéressant, puisque son matériel roulant et ses appareils moteurs sont beaucoup plus légers.
- C’est en partant de ces chiffres que nous sommes arrivés nous-mêmes à employer depuis longtemps déjà le courant monophasé sur des lignes à faible trafic et à employer au contraire le courant continu toutes les fois que le trafic est intense, et nous continuerons à l’employer chaque fois que cette condition se présentera.
- Il resterait à examiner les qualités et les défauts de chacun des systèmes proposés.
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- Si nous considérons tout d’abord les installations fixes, nous remarquons que les systèmes à tension élevée, le monophasé, le triphasé, même le continu à haute tension, s’ils permettent de débarrasser la plate-forme delà voie des conducteurs à niveau, ce qui est intéressant, nécessitent par contre des appuis, poteaux, etc., qu’il est souvent difficile de placer dans les grandes gares, et, en particulier, dans les nôtres. Aux chemins de fer de l’État, nous avons en nombre de points des entrevoies dans lesquelles il serait absolument impossible de placer des poteaux. De plus, les conducteurs se placent très difficilement dans certains tunnels à faible gabarit existant sur les lignes anciennes ; il est nombre de lignes sur lesquelles l’installation du monophasé serait absolument impossible, parce que certains ouvrages, certains ponts, par exemple, sont trop bas.
- Le courant alternatif, monophasé ou triphasé, permet d’ailleurs d’avoir des installations de transformation fort simples et très économiques, tandis que le continu exige des appareils tournants fort dispendieux et nécessitant une certaine surveillance. Il est à remarquer toutefois que ses sous-stations convenablement organisées permettent — et ceci est à mon avis très important — d’atténuer, sinon de supprimer les à-coups aux centrales, grâce à l’emploi soit d’accumulateurs, soit de dynamos volants, à l’exemple de ce qui se fait dans les mines pour les machines d’extraction. En tout cas, le système permet de fonctionner avec un facteur de puissance voisin de l’unité, ce que ne permettent ni le triphasé ni le monophasé.
- La traction monophasée exige, a-t-on dit, l’emploi d’une fréquence basse qui
- rend à peu près inutilisable pour d’autres usages le courant fourni par les usines productrices d’énergie pour la traction. Ceci est, à notre avis, un défaut capital à une époque où les chemins de fer développent autant leurs installations d’éclairage électrique que leurs appareils de manutention des gares, ce qui est, il faut bien le dire, difficile avec les moteurs monophasés.
- Enfin, il serait injuste de ne pas dire un mot de la question de l’électrolyse que l’emploi du courant alternatif supprime presque totalement. A cet égard, notre pratique nous a montré que certaines lignes en service depuis plus de dix ans ne donnent lieu à aucune critique et je crois que la Compagnie d’Orléans non plus n’a pas eu de grosses difficultés à ce point de vue.
- Il est juste d’ajouter que sur nos lignes la voie de roulement, qui sert de voie de retour, est presque isolée du sol, par suite du soin qu’on a pris d’abaisser le plan du ballast au-dessous du plan supérieur des traverses.
- A cette défectuosité du courant continu au point de vue de l’électrolyse, il conviendrait d’opposer le trouble que les courants alternatifs, monophasé et triphasé, jettent dans les transmissions à faible courant, télégraphes et téléphones, ce qui oblige à des dépenses d’établissement qui ne sont nullement négligeables.
- Le matériel roulant est, avec le courant continu, beaucoup plus léger, beaucoup moins encombrant et beaucoup moins cher qu’avec le monophasé. En particulier, les automotrices peuvent s’exécuter sans qu’on ait à faire monter les courants principaux dans la caisse. C’est la pratique journalière en Amérique, c’est aussi la
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- pratique suivie en Angleterre où tous les appareils de manœuvre du système à unités multiples sont placés sous le plancher de la voiture. On peut donc dire qu’avec un plancher convenablement isolant et incombustible, le voyageur est absolument en sécurité.
- Il n’en est pas de même avec les courants à haute tension à prise aérienne. Les systèmes à prise aérienne exigent en effet des appareils plus ou moins compliqués placés au-dessus du toit des véhicules, et l’emploi dans le matériel roulant de tensions élevées impose des précautions absolument spéciales qu’il est possible, qu’il est même relativement facile peut-être de prendre sur des locomotives, mais qui sont d’une réalisation fort délicate dans des automotrices à voyageurs. Partant, le personnel de conduite doit être plus instruit, il devient donc plus exigeant et c’est là un point extrêmement important. En effet, je crois que la traction électrique doit nous permettre d’avoir un personnel de conduite peu spécialiste, tandis que si nous employons des automotrices à haute tension, nous nous trouverons à ce point de vue devant une difficulté sérieuse.
- En visitant les belles installations réalisées en courant monophasé et en courant triphasé par certains de nos collègues, j’ai été frappé des précautions minutieuses prises sur le matériel roulant affecté aux lignes équipées pour la protection des trains en cas de chute du fil de trolley. En effet, dans presque toutes ces installations, le toit des véhicules, s’il n’est pas métallique, est entouré d’une véritable crinoline de métal. C’est ce qu’on peut voir un peu partout, par exemple à Ober-ammergau et dans les installations que le
- «Brighton» vient d’établir à Londres. Bien que certains essais relativement rassurants aient été faits à ce sujet, je trouve ces précautions absolument justifiées. Mais alors, ne doit-on pas se demander si les mêmes précautions ne devraient pas être prises pour tous les véhicules qui circulent le long de la ligne, et alors on voit à quoi ceci nous mènerait par exemple sur les lignes internationales équipées électriquement. Mr Paul-Dubois vous parlait tantôt des dangers des lignes aériennes ; en voici un que je vous signale.
- Messieurs, il semblerait que, dans cette discussion et même dans les exposés, on se soit entendu pour laisser de côté* le courant triphasé. Cependant, de très belles et très intéressantes installations ont été réalisées avec ce courant et je suis certain que si le soin de rédiger un rapport avaiV été confié à l’un de nos collègues italiens, ;, celui-ci n’aurait pas manqué de nous entretenir des résultats obtenus dans son pays avec ce système. Cependant, la lacune qui existait a été comblée ; un ingénieur italien nous a dit des choses très instructives au sujet de l’emploi du triphasé. Pour moi, je crois que nous irions peut-être un peu vite si nous rejetions en quelque sorte a priori cette solution. En est-il, en effet, une plus élégante? En est-il une qui donne un matériel moteur plus robuste? Certainement non, et l’absence de collecteurs est un sûr garant du fonctionnement de ce matériel. N’oublions pas, en effet, que le collecteur monophasé n’a fonctionné jusqu’à présent que moyennant certaines additions, grâce à l’emploi de petits dispositifs vraiment peu dignes de ce que les électriciens pourront certainement nous donner d’ici à peu de temps.
- En un mot, j’estime que le moteur
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- monophasé au point de vue du fonctionnement du collecteur n’est pas encore absolument au point, et c’est là une raison suspensive de l’emploi de la traction monophasée.
- Y en a-t-il, parmi nous ingénieurs, qui aient vraiment la pratique de l’entretien du collecteur? Je parle de l’entretien d’un collecteur pour un moteur puissant? Je ne le crois pas. Même en Suisse, on peut dire qu’il n’y a pas, à l’heure actuelle, une seule locomotive électrique en service courant. Il y en a peut-être en essai, mais depuis quelques jours seulement. Nous avons bien les essais faits sur la ligne de Seebach-Wettingen, mais il s’agit en tout état de cause de cas isolés et la pratique ne peut pas être fondée sur des cas isolés.
- La voie aérienne est, il est vrai, un peu plus délicate à établir, mais elle a été si adroitement réalisée dans certains cas et à si bon compte, qu’on peut se demander si c’est là vraiment une raison suffisante pour rejeter a priori le triphasé.
- On nous a signalé fort justement d’ailleurs que les aiguillages étaient plus difficiles à faire. Mais, messieurs, allez voir au Simplon si la ligne est plus compliquée, examinez les lignes à suspension caténaire et, en revenant, vous me direz votre avis.
- Le moteur asynchrone, s’il a l’inconvénient d’une vitesse sensiblement constante, offre l’avantage d’une incontestable régularité dé fonctionnement. En outre, il permet avec une absolue facilité la récupération. Enfin, des combinaisons déjà réalisées pour la mise en vitesse, cascades, nombres de pôles variables, etc., permettent d’obtenir déjà des échelons suffisamment nombreux de vitesse économique. Les machines du Simplon sont là pour
- nous renseigner à ce sujet. Les machines: italiennes elles-mêmes nous donnent une idée fort complète de la question, et, dans cet ordre d’idées, on ira certainement beaucoup plus loin encore qu’on n’a été jusqu’à présent.
- Je pourrais facilement vous montrer comment on peut tirer de l’accouplement de deux ou plusieurs moteurs asynchrones toute une série de vitesses économiques, toutes les gradations possibles de la vitesse et de l’effort de traction.
- En résumé, je persiste à penser que chacun des systèmes a son champ d’emploi et qu’il serait imprudent, à l’heure actuelle, de sanctionner par des indications trop précises, données par une assemblée aussi autorisée que l’est celle-ci, tels ou tels résultats à peine démontrés. Je considère, au contraire, que le Congrès restera dans son rôle en constatant les efforts faits et en invitant les constructeurs et les administrations de chemins de fer à étudier de très près les différents systèmes chaque fois qu’une application nouvelle se présentera.
- Il m’est agréable de constater d’ailleurs que les installations à courant continu et à courant monophasé peuvent dès à présent se marier pour ainsi dire. En effet, certains moteurs monophasés se prêtent parfaitement au fonctionnement avec le courant continu. Bien mieux, leur fonctionnement s’en trouve même amélioré au point que leur puissance en est notablement accrue. J’ai eu tout dernièrement l’occasion de faire un essai comparatif d’un moteur-série monophasé bien établi d’ailleurs avec un collecteur fonctionnant convenablement, même en monophase, du moins à l’essai, et je puis dire que le rapport des puissances en monophasé et
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- en continu était de l’ordre de 1 à 1.30. C’est là, somme toute, une preuve de l’excellence de l’emploi du courant continu.
- Telles sont, Messieurs, les considérations plutôt que les conclusions que je tenais à vous présenter et je crois être en cela complètement d’accord avec mon honorable collègue américain dont j’apprécie la haute expérience en cette matière, mais qui n’est malheureusement pas parmi nous.
- Dans la comparaison que j’ai faite et dans l’établissement des chiffres que j’ai indiqués, j’ai, bien entendu, considéré les usines à vapeur de la région de Paris.
- Mr le Président. — Vous avez donc considéré non pas des usines hydrauliques, mais des usines à vapeur en tenant compte du prix du charbon et des autres frais accessoires dans les usines des environs de Paris.
- Mr Gleichmann. (En allemand.) — Je désirerais dire un mot de quelques points soulevés par mes préopinants. Si j’ai bien compris, ces messieurs, et notamment Mr le Représentant des chemins de fer russes, ont exprimé l’opinion que le courant continu peut convenir pour beaucoup de chemins de fer, lé courant triphasé pour d’autres, le courant monophasé pour d’autres encore. Or, messieurs, nous voulons précisément éviter cette diversité dans notre service des chemins de fer. Car, ce qu’il faut, et ce qu’il faut absolument, au service des chemins de fer, c’est l’unité complète. Nous la considérons comme tellement importante que nous avons dirigé nos recherches de manière à déterminer ce qui est le plus avantageux dans la généralité des cas, quand même, dans
- des cas individuels, le courant triphasé présenterait des avantages grâce à sa propriété favorable de récupération de l’énergie. Ainsi nous nous sommes astreints au travail consistant à calculer quel est l’avantage que l’on se procure en récupérant cette énergie. J’ai mentionné les conditions des chemins de fer de l’État bavarois. La proportion pouvant être récupérée, c’est-à-dire la proportion de l’énergie dépensée tout d’abord, est ici tellement faible que l’avantage de la récupération recule absolument à l’arrière-plan. J’ai été surpris de constater que les calculs de Mr Wysseling ont abouti au même résultat que les miens pour un réseau où l’on prévoit que cet avantage se manifesterait nettement, pour des lignes de montagne comme en Suisse. J’ai été étonné que là aussi le résultat ait pu n’être que 4 p. c.
- Et puis, si nous voulons récupérer l’énergie, il est important, au point de vue précisément de l’exploitation technique, de prévoir le cas de l’interruption de la ligne de distribution, par le fonctionnement d’un interrupteur automatique par exemple. Si-nous imaginons un lourd train de marchandises descendant le long du Gothard en récupérant de l’énergie et si nous supposons que le circuit est interrompu brusquement* le train atteindra aussitôt une vitesse si grande qu’il ne sera plus possible de l’arrêter. C’est précisément au point de vue de l’exploitation qu’à la réflexion nous avons été amenés à ne pas attacher tant d’importance à l’avantage constitué par la récupération de l’énergie.
- Autre chose. On a dit que l’expérience acquise avec le courant triphasé est beaucoup plus grande et que précisément en Suisse nous avons des installations de
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- triphasé. Je répliquerai qu’il est alors très surprenant que le chemin de fer duLôtseh-berg, qui est une ligne de montagne nettement caractérisée, sur laquelle on peut récupérer de l’énergie, n’ait pas songé à employer le courant triphasé, même pour l’entrée des deux lignes de chemin de fer dans la gare commune de Brigue, terminus du chemin de fer du Simplon, qui est à courant triphasé.
- On a aussi fait remarquer que, d’après mon exposé, l’exploitation de la ligne de banlieue de Grosslichterfelde montre que la consommation de courant continu y est meilleure que celle de la ligne Ham-bourg-Altona, où l’on emploie du courant monophasé. Oui, messieurs, l’administration des chemins de fer de l’Etat prussien a mûrement réfléchi avant de prendre une décision pour la ligne Hambourg-Altona. Elle avait de longues années d’expérience de l’exploitation de la ligne de banlieue de Grosslichterfelde et les chiffres que j’ai cités prouvent précisément que le courant monophasé est plus avantageux que le courant continu. Je vous prierai de vous rappeler les chiffres qui caractérisent la nature du chemin de fer. La ligne de Grosslichterfelde à Berlin a 9.5 kilomètres de longueur, et celle d’Altona un peu plus de 26 kilomètres. Il s’agit donc ici d’une bien plus grande longueur de transmission, et si l’on avait adopté le courant continu pour le chemin de fer d’Altona, il se serait produit de plus grandes pertes dans la ligne de distribution. A Grosslichterfelde, l’usine électrique, fournissant du courant continu, est située à côté même du chemin de fer : les distances sont insignifiantes. Mais il en est autrement lorsqu’il s’agit de l’électrification de très longues lignes de chemins de fer. Dans ce cas, le
- courant monophasé a un avantage très marqué qui est la transmission économique à grande distance, sans parler de la simplicité de la transmission. Il y a lieu aussi de considérer les chiffres exprimant l’altitude des stations : sur la ligne de banlieue de Grosslichterfelde, la plus forte rampe est de 6.6 millimètres par mètre, et la différence d’altitude des points terminus est de 0.4 mètre, tandis que sur la ligne Hambourg-Aîtona-Blankenese, cette différence est de 32 mètres, avec une rampe maximum de 12.5 millimètres par mètre. Le chemin de fer de Grosslichterfelde-Berlin a une consommation de 33.5 watts-heure par tonne-kilomètre, tandis que celui de Hambourg-Altona en consomme 38. Il suffît donc de réfléchir un peu pour voir que cette dernière ligne, étant donnée sa grande différence d’altitude, fonctionne dans des conditions beaucoup plus économiques que la ligne à courant continu de Grosslichterfelde.
- Nous n’attachons aucune importance à l’avantage que présente le courant triphasé de pouvoir rigoureusement observer les horaires. Au contraire, nous estimons très préjudiciable la propriété du courant triphasé de maintenir la vitesse constante, et cela pour la simple, raison qu’il peut se produire des retards et qu’une fois qu’ils sont devenus habituels, il est très difficile, avec le courant triphasé, de regagner le temps perdu, et les difficultés se multiplient. Mais si l’on a un moteur tel que le moteur monophasé, qui permet d’augmenter la vitesse, on est tranquille. Les tracés de tous nos trains sont tellement tendus dans nos horaires que nous ne pouvons réellement regagner les retards que sur les rampes, et si nous avons alors à notre disposition un moteur permettant
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- d’augmenter en rampe les vitesses nécessairement réduites, il y a là un avantage dont il serait difficile d’exagérer l’importance.
- Si j’ai bien compris Mr Mazen, il s’est prononcé contre le collecteur du courant monophasé, en lui reprochant de compliquer les conditions du service. Avec une haute fréquence, il est certain que des résistances sont encore nécessaires dans le collecteur : j’ai signalé le fait dans mon exposé. J’y ai montré à l’aide d’un croquis comment les résistances sont intercalées entre l’enroulement d’induit et les lames du collecteur (voir p. 14 de mon exposé I1 j). Mais on s’est décidé précisément pour la fréquence de 16 2/3 périodes, parce qu’elle permet d’obtenir un moteur dépourvu de ces résistances, qui marche tout aussi bien et sans étincelles qu’un moteur à courant continu travaillant sous une tension de 1,000 volts. L’expérience acquise dans la construction des moteurs à courant continu a très bien pu être mise à profit pour les moteurs à courant monophasé. Je me trouve sur ce point d’accord avec mon collègue Mr Wyssling, bien que nous ayons fait notre travail en toute indépendance l’un de l’autre, et nous sommes ainsi amenés à proposer à l’assemblée de choisir, d’après notre conviction, le courant monophasé comme étant le genre de courant qui réunit le plus d’avantages. Cependant nous ne voulons pas contester les avantages des autres formes de courant. Mais, à cause de la simplicité de construction, il faut dans tous les cas accorder la préférence, à notre avis, au courant monophasé.
- P) Yoir aussi le Bulletin du Congrès des chemins de fer, numéro de février 1910, p. 506.
- Il n’est certainement pas facile d’amener une grande assemblée comme le Congrès international à se prononcer dans le même sens. Mais un grand progrès sera déjà réalisé si nous arrivons à reconnaître que, grâce au courant monophasé, la question a fait un pas très appréciable en avant et si nous disons que, dans l’état actuel de la technique, le courant monophasé représente le genre de courant qui convient le mieux pour la traction électrique sur un grand réseau compact de chemins de fer avec un service de trains difficile.
- Mr Wyssling. (En allemand.) — Toutes les différentes propriétés favorables mentionnées comme des avantages particuliers du système à courant continu et toutes les diverses propriétés énumérées par les différents préopinants à l’actif du courant triphasé existent certainement. Nous ne les avons ni négligées, ni perdues de vue dans nos études. Seulement, en prenant une décision, il ne s’agit pas d’énumérer ces différentes propriétés, mais il s’agit de calculer l’importance relative des différents avantages et inconvénients. Or, on n’y arrive qu’en établissant simplement des projets pour l’équipement d’une ligne déterminée et en se rendant compte des résultats donnés dans ce cas par chacun des systèmes. Je ne peux pas vous retenir assez longtemps pour montrer en détail que beaucoup de points mentionnés dans la discussion ont été examinés et réfutés longuement dans mon exposé, entre autres. Je vous y renverrai à cet exposé qui, malheureusement, a paru un peu tard.
- J’insisterai encore sur quelques points. II n’en reste pas beaucoup, car Mr le professeur Gleichmann a déjà mentionné
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- différents faits dont j’avais l’intention de dire un mot.
- En ce qui concerne, par exemple, la propriété du courant triphasé consistant à favoriser la récupération de l’énergie, elle existe sans contredit et il y a des cas où elle peut exercer une influence décisive. C’est ainsi que sur les lignes de montagne spéciales, à longue rampe d’inclinaison égale, la récupération présentera peut-être des avantages. J’ai aussi cité, dans mon exposé, des cas où l’on ne passera pas à un autre système. Mais pour le cas dont nous avons à nous occuper ici, à savoir les grands chemins de fer, les longues lignes à trafic assez modéré sur certaines divisions, mais très intense sur d’autres, on arrive à d’autres résulta's. Quand même on peut économiser tant de pour cent sur un train, cela ne représenta que quelques pour cent de l’énergie totale que l’usine génératrice doit produire, et cela môme dans les conditions les plus favorables, comme nous les avons, par exemple, sur la ligne de Berthoud-Thoune, avec ses fortes rampes; par suite, le résultat total ne s’en ressent pas.
- On a dit aussi que les locomotives monophasées sont plus coûteuses que les locomotives à courant continu ou triphasé. C’est bien exact. Mais, en établissant un projet d’ensemble, on constate que, comme le système monophasé permet d’employer, dans la ligne aérienne, des tensions sensiblement supérieures, les installations de distribution, les sous-stations, les installations de transformateurs reviennent, en somme, à un prix sensiblement plus bas qu’avec le courant triphasé et surtout avec le courant continu, où ces sous-stations doivent être plus rapprochées, et que, par suite, la réduction des frais de ce fcôté
- l’emporte de beaucoup sur l’augmentation de la dépense d’établissement du matériel roulant, même pour un trafic intense. Nous avons établi pour le Gothard un calcul de ce genre, en prenant pour base un horaire à trains assez nombreux. Il va sans dire que la différence est moindre pour un trafic plus dense encore.
- On a fait remarquer, en outre, que le courant triphasé est préférable pour d’autres usages, par exemple quand il s’agit de l’utilisation commune des usines génératrices pour l’industrie privée et pour les chemins de fer. Nous ne pensons pas qu’il convienne d’attacher beaucoup d’importance à ce point particulier. Les quotes-parts de puissance que la traction demande aux différentes usines sont si grandes qu’il sera beaucoup plus simple d’affecter aux chemins de fer des machines spéciales de l’usine génératrice, tout au moins des turbines et des génératrices, et d’y ajouter d’autres machines pour les autres services, si l’on veut utiliser la même force hydraulique pour d’autres usages. On y arrivera d’ailleurs surtout, d’après mon expérience de la transmission de l’énergie, parce qu’on voudra de toute façon séparer la traction des autres services; tout au plus, emploiera-t-on une machine de réserve de plus. 11 n’y a absolument pas d’autre inconvénient à la séparation et elle n’a donc pas une grande importance. L’éclairage des gares, dont il a également été question, disparaît devant la grande consommation d’énergie que nécessite la traction.
- On a dit que les comparaisons effectuées ne reposaient que sur des calculs. Je l’avouerai, je suis d’avis que les projets établis avec soin qui se rapportent au même chemin de fer et visent exactement
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- le même horaire, quand ils sont établis pour différents systèmes, ont une plus grande utilité, surtout si l’on tire parti pour les dépenses d’exploitation des résultats obtenus sur d’autres lignes électriques et d’autres chemins de fer, qu’une comparaison des dépenses de chemins de fer électriques de différents systèmes réellement exploités. En effet, les écarts entre les frais d’exploitation des différents chemins de fer électriques fonctionnant dans des conditions différentes sont quelquefois plus grands que les écarts entre les frais d’exploitation par la traction à vapeur et la traction électrique. En résumé, je crois qu’un calcul effectué avec soin donnera une idée plus exacte que la compilation de chiffres relevés dans telles et telles conditions avec la traction électrique.
- Voilà en somme ce que je voulais dire. Je terminerai par une réflexion analogue à celle déjà émise par Mr Gleichmann. Il s’agit, pour nous, de nous entendre autant que possible sur un système qui convienne d’une manière générale pour les grands chemins de fer, et non de faire ressortir les avantages des différents systèmes pour des cas déterminés, avantages qui existent bien certainement, en employant peut-être dans un cas du courant continu avec troisième rail pour un trafic dense, dans un autre cas du courant triphasé, sur des lignes de montagne. Mais il ne s’agit pas de ceci, il s’agit de trouver autant que possible le système le plus avantageux pour les conditions moyennes des grands chemins de fer, et je crois que sur ce point on ne peut guère s’arrêter qu’aux conclusions énoncées par les trois rapporteurs.
- Mr Hruschka. (En allemand.) — Je me
- permets de faire encore quelques remarques relativement aux différentes questions soulevées.
- D’abord, en ce qui concerne les installations à courant triphasé de l’Italie, qui, on le sait, fonctionnent exceptionnellement bien et dont les bons résultats techniques et économiques sont incontestables, il est à remarquer que toutes ces lignes (treize lignes principales), concédées par le Parlement, sont de courtes lignes de montagne, qui se prêteraient très bien aussi à l’emploi du courant continu. Mais nous n’avons pu apprendre de personne si' les ingénieurs italiens ont décidé que ce système est le meilleur pour l’extension ultérieure à tout le réseau.
- En second lieu, on a fait valoir que les véhicules à moteurs triphasés peuvent être mis dans le même train et coopérer entre eux sans inconvénient. Je sais fort bien que cela est possible avec les machines les plus récentes, et qu’on peut même obtenir une graduation très fine; mais il n’est pas possible de faire marcher ensemble des moteurs triphasés ayant un nombre de pôles différent, à moins qu’ils ne puissent être disposés pour travailler avec le même nombre de. pôles, tandis qu’avec le courant monophasé, on peut coupler entre eux, sans inconvénients, les moteurs les plus rapides et les plus lents.
- Je désirerais faire remarquer, en outre, que je ne comprends pas très bien l’affirmation qu’à partir d’un tonnage total de 6,000 à 8,000 tonnes par jour le courant continu commence à être plus économique que le monophasé. En effet, l’infériorité du courant continu consiste surtout en ce qu’il ne permet pas de transmettre de grandes quantités d’énergie à peu de frais,
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- de sorte que je suis d’avis que plus le nombre dé trains est considérable et le trafic intense, plus les pertes en ligne doivent être grandes et plus il faut construire et exploiter de sous-stations plus ou moins coûteuses. A vrai dire, l’affirmation que je viens de mentionner est en contradiction avec les calculs et les faits connus.
- En quatrième lieu, je dirai que la récupération d’énergie dont j’ai oublié de parler dans mon exposé d’aujourd’hui, donne, il est vrai, sur certaines rampes, d’assez grands avantages exprimés en pour cent, mais, d’après mes calculs, ceux-ci sont minimes pour l’ensemble du réseau autrichien. Pour tout le réseau, l’avantage se chiffre chez nous par quelques pour cent. Je crois que la récupération d’énergie n’est avantageuse que quand il S’agit d’usines thermiques, où l’on peut de cette façon économiser du charbon et de l’huile; avec les usines hydrauliques, il n’y a pas d’économie, mais au contraire surcharge des moteurs, de sorte que l’utilisation du poids des locomotives, tant recherchée par les électriciens, devient de nouveau incomplète, par suite de la récupération d’énergie. Lorsqu’il existe des accumulateurs hydrauliques, cela n’a pas d’importance, car ces quelques pour cent ne peuvent exercer aucune influence sur les dimensions des accumulateurs.
- Je ferai remarquer aussi que sur les trains de marchandises, tant qu’ils ne seront pas munis d’un frein continu, la récupération de l’énergie sera incompatible avec les besoins du service; or, personne ne peut encore dire quand le frein continu sera employé sur les trains de marchandises.
- Pour finir, je confirmerai ce que
- Mr Wyssling a dit pour la Suisse : chez nous aussi, les chemins de fer utiliseront complètement des usines entières, ou bien les usines génératrices produiront spécialement du courant de traction avec au moins une partie notable de leur matériel.
- Mr Van Loenen-Martinet, Ch. de f. Hollandais. (En allemand.) — Nous pourrons encore parler longtemps de cette question sans nous mettre d’accord. Quant à moi, personnellement, j’ai été très étonné que l’on préconise encore ici le système à courant continu pour les grandes distances. Il me semble pourtant bien entendu que le système à courant continu ne convient pas.
- Quant au courant triphasé, je ferai remarquer simplement en passant que le grand inconvénient de ce système est que l’entrefer entre le rotor et le stator n’est que de 1 millimétré. Il sera inutile que j’explique la portée de ce fait à ceux qui ont l’expérience de la traction électrique sur les chemins de fer. J’arrive maintenant à ce qui est, pour moi, l’essentiel. J’ai gardé l’impression, en lisant l’exposé, que l’on veut représenter la chose comme si le but était atteint avec le système monophasé et comme si le système monophasé se prêtait tel quel à l’adoption sur les grands chemins de fer. Cette impression ne correspond pas à celle que m’a laissée notre exploitation. Je voudrais poser la question suivante : quelle expérience avons-nous, dans le service des grands chemins de fer, des tensions de 10,000 volts dans le système monophasé? Quelles sont les lignes qui existent? En Hollande, nous avons depuis le 1er octobre 1908 une ligne à 10,000 volts. Sur toutes les autres lignes la tension est moindre. Hambourg emploie
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- 6,000 volts, il en est de même à Brighton, et de 6,000 à 10,000 il y a une grande différence. Notre ligne de Rotterdam à La Haye est construite à la manière de celle de Hambourg. Nous avons tiré parti pour la ligne aérienne de l'expérience qu’on a acquise sur cette dernière ligne et si je vous dis maintenant que malgré cela nous avons eu, depuis janvier de cette année, environ cinq incidents qui ont entraîné une interruption complète d’une demi-heure à une heure du service, je crois qu’on ne peut pas encore dire que c’est là un état satisfaisant.
- Quant aux moteurs, je vous dirai que nous en sommes maintenant assez contents. Les collecteurs ne donnent plus lieu à aucune difficulté. Je crois que, surtout si l’on emploie des locomotives (nous avons des automotrices), les diffi-
- cultés seront encore moindres. Mais ma conclusion est qu’il ne faut pas prétendre que le système monophasé, tel qu’il existe actuellement, est suffisamment perfectionné pour qu’on puisse le considérer comme le systèmede l’avenir pour l’exploitation des grands chemins de fer.
- Mr le Président. (En allemand.) — Messieurs, je vous propose de nous ajourner à mercredi. D’ici là, nous tâcherons de rédiger, d’accord avec les rapporteurs, le texte des conclusions générales à soumettre à la section.
- Mr Gleichmann, rapporteur. — Je suis rappelé en Allemagne par mon administration à cause de l’ouverture du Landtag; je ne pourrai donc pas assister aux séances ultérieures.
- Séance du 13 juillet 1310 (matin).
- Mr le Président. (En allemand.) — Nous reprenons la discussion de la question de la traction électrique sur laquelle nous avons encore à rédiger nos conclusions. La parole est à Mr Mazen qui l’a redemandée.
- Mr Mazen. — Messieurs, je n’ai plus que quelques mots à dire.
- J’ai examiné en détail l’exposé de Mr Wyssling qui nous a été remis en épreuve et dont tous les tableaux sont encore rédigés en allemand, ce qui, je dois le dire, m’a un peu gêné. De cet examen et de l’examen des autres exposés présentés, il est ressorti pour moi qu’à
- l’heure actuelle il n’y a en service dans toute l’Europe que le nombre que voici de de locomotives monophasées :
- Suisse, 0; Allemagne, 2; Autriche, 0.
- Encore, les deux locomotives allemandes sont-elles des machines d’essai de la ligne d’Oranienburg et sont-elles à 25 périodes et non à 15 ou à 16 2/3 périodes.
- En Suisse, il y a eu, il est vrai, sur le 'tronçon de SeebachAVettingen, des essais faits avec trois locomotives, mais ces essais ont cessé.
- J’étais fort étonné de cette 'constatation lorsqu’il m’est tombé sous les yeux un prospectus de YAllgemeine Elektriz-itàts-
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- gesellschaft, prospectus qui a été envoyé à tous les membres du Congrès. J’y ai retrouvé les deux locomotives d’Oranien-burg, toutes deux à 25 périodes, l’une de i,400, l’autre de 600 chevaux; j’y ai vu signaler toute une série, de machines en construction, la plupart pour des mines, quelques-unes seulement pour des chemins de fer plus ou moins quelconques, mais je constate qu’en réalité il n’y a en service que le nombre de locomotives que je viens de vous indiquer; au moins je n’en ai pas trouvé d’autres. Nous voilà donc fixés sur la pratique qu’on a en Europe du système monophasé.
- Il est vrai qu’il y a en Amérique un certain nombre de locomotives monophasées en service sur trois lignes, mais M1' Gibbs, dont j’ai lu très attentivement l’exposé, déclare comme nous ne pas être du tout fixé à leur sujet.
- Les chiffres qui nous ont été fournis en ce qui concerne le monophasé, sont très intéressants et nous remercions ceux qui nous les ont apportés, mais ces chiffres résultent d’études et de projets, ce ne sont pas des résultats d’application et nous pourrions y opposer d’autres chiffres également basés sur des hypothèses. Nous avons fait nous-mêmes des études que vous trouveriez peut-être intéressantes, mais que nous préférons ne pas vous soumettre ici et surtout ne pas discuter en ce moment, car il nous semble que le Congrès doit s’occuper des installations réalisées, des choses sanctionnées par la pratique, et de rien d’autre.
- Cette pratique, nous la trouverons déjà réalisée pour le continu et même pour le triphasé. Nous n’entendons, du reste, nous déclarer partisan ni de l’un ni de Pautre, pas plus que du monophasé. Pour ce qui
- me concerne personnellement, du reste, j’ai employé successivement les trois systèmes, selon que l’un ou l’autre paraissait s’adapter à la ligne que j’avais à équiper. Je suis donc à cet égard au-dessus de tout soupçon. Mais il me paraîtrait absolument dangereux pour le Congrès de sanctionner par une adhésion quelconque même les choses déjà réalisées avec le continu et le triphasé, tout comme il serait dangereux pour lui de prôner le monophasé.
- Nous vous demandons en un mot de ne vous prononcer en ce moment en faveur d’aucun système. Il en est, sans doute, qui sont relativement connus, mais aucun ne peut s’appliquer partout, aucun n’est une panacée universelle, pas plus le monophasé que le continu ou le triphasé; comme je le disais hier, chacun de ces systèmes a son champ d’emploi.
- Bornons-nous aussi à constater les progrès d’ordre général réalisés. Nous avons suffisamment combattu en faveur de la traction électrique pour avoir le droit de dire en toute sincérité qu’il ne peut être, en ce moment, question de l’électrification générale des réseaux de chemins de fer. Une pareille transformation ne peut entrer dans notre pensée. Nous en sommes encore les uns et les autres à nous livrer à des études générales et à faire des applications particulières dans lesquelles le choix du système doit être laissé absolument libre, parce qu’il s’agit d’applica-’tions qui ne sortent pas d’un réseau, qui ne sortent même pas d’une petite partie d’un réseau. Nous avons nous-mêmes de grands projets, des projets plus grands peut-être que ceux qu’on peut envisager ici, mais ce ne sont encore que des projets s’appliquant à de petites parties de notre réseau.
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- La locomotive à vapeur, messieurs, n’est pas encore morte. Laissons à la traction électrique le temps de se développer avant de vouloir l’embrigader. L’embrigader maintenant, ce serait trop présumer de ses forces et risquer de l’étouffer au lieu de favoriser son développement. (Marques cl'approbation.)
- MrWyssling-, rapporteur. (En allemand.) — Je répondrai simplement ceci aux remarques faites par l’honorable préopinant. Les trois rapporteurs, qui sont d’accord sur les avantages du système monophasé, reconnaissent absolument que jusqu’à présent il y a relativement peu de locomotives monophasées en service, bien que probablement Mr le Rapporteur pour l’Amérique soit amené à constater qu’on y emploie depuis longtemps de grandes locomotives à courant monophasé. Quant aux locomotives monophasées de l’Europe, elles ne sont pas seulement en projet, mais il y en a qui ont fait cinq années de service, et actuellement une douzaine sont en construction. Ces messieurs ont eu hier l’occasion d’en voir une à Oerli-kon. Il n’en est donc pas ce qui a été dit.
- Nous .ne contestons absolument pas que le courant triphasé et le continu n’aient donné de beaux résultats, ni qu’on ne puisse employer aujourd’hui l’un et l’autre pour la traction sur les grands chemins de fer. Nous avons pensé que le Congrès international des chemins de fer devait voir plus loin, qu’il voulait envisager l’avenir et qu’il tiendrait compte des intérêts des pays qui abordent l’électrification générale de leur réseau ferré. Les conditions ne sont pas les mêmes partout. Je comprends très bien qu’elles puissent être différentes en France En Bavière, en
- Suisse et aussi, d’ailleurs, en Prusse, mais notamment dans les deux premiers pays, on veut procéder à l’électrification générale à cause des forces hydrauliques dont on dispose II s’agit de poser des jalons pour l’avenir.
- C’est la première fois que j’ai l’honneur de parler à des ingénieurs de chemins de fer, mais je pense qu’eux aussi songeront à l’avenir et ne voudront pas se barrer la route. Or, cet avenir réside dans une certaine unité. Trois des rapporteurs sont unanimement d’avis que le courant monophasé sera pour, les conditions moyennes, les conditions générales des grands chemins de fer, le système qui se généralisera. Nous estimions devoir élucider cette question ici, au Congrès, pour la facilité des pays qui auront à prendre une décision dès maintenant. Il y a des pays où une ligne est électrifiée de telle façon, une autre de telle autre. Il ne peut pas en être ainsi partout : il y a des pays où il faudra réellement prendre un parti. Nous avons la conviction que l’avenir appartient au courant monophasé et que l’on fera bien d’adopter ce système. Des membres de la section croient que la question n’est pas encore mûre pour une solution définitive. Pour rassurer ceux qui habitent les pays où l’on doit prendre une décision, les trois rapporteurs demandent à l’assemblée de constater tout au moins qu’ils sont d’accord sur les conclusions qu’ils ont proposées. Ces conclusions n’ont pas été lues, on les a remises à Mr le Président, mais on a vu qu’on ne pourrait pas se mettre d’accord. Je demanderai l’insertion dans le procès-verbal des conclusions proposées unanimement par trois rapporteurs, sous la forme déposée par moi sur le bureau.
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- Mr le Président. —Je demande maintenant à la section s’il ne lui conviendrait pas d’autoriser l’insertion au procès-verbal de cette mention que les trois rapporteurs, Mrs Wyssling, Gleichmann ét Hruschka se sont mis d’accord sur des conclusions communes que j’aurai l’honneur de vous lire tantôt. Il ne me paraît pas qu’un refus puisse être opposé à pareille demande. Cependant, avant que nous nous mettions d’accord sur la façon dont il convient de constater, d’une part, l’opinion des trois rapporteurs, d’autre part, l’opinion de la section, je crois que nous pourrions encore entendre quelques orateurs.
- Mr Brain, Ch. de f. du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud. (En anglais.) — Je partage l’avis des trois rapporteurs qu’il conviendrait d’adopter un système, sinon universel, du moins tel qu’il réponde à tous les besoins des chemins de fer ordinaires. Ce résultat serait à souhaiter au point dè vue de runiformité, pour permettre l’échange du matériel roulant et faciliter la construction de toutes les pièces. Les conclusions des rapporteurs montrent qu’ils ont confiance dans le système monophasé pour les chemins de fer en général.
- M1' le Président. — Le mot « confiance)) résume peut-être tout le débat; mais nous ne pouvons pas faire de cette confiance l’objet de la conclusion de tout le Congrès.
- Mr Brain. (En anglais.) — 11 y a un point sur lequel je tiens à insister. C’est que s’il existe un certain nombre d’exemples de lignes monophasées, du genre qu’on»appelle chemins de fer économiques, et un exemple apparemment heu-
- reux de service de trains de marchandises lourds, il n’y a pas, à ma connaissance, un seul cas de service de trains suburbains rapides et lourds à traction monophasée. Le service dont je parle ici comporte de fréquents départs, des trains formés d’un certain nombre de voitures, de courtes étapes entre les arrêts et une accélération très rapide. Il y a beaucoup de ces services qui fonctionnent bien, mais avec du courant continu. L’électrification d’une telle ligne, qui renferme en outre de fortes rampes, est actuellement à l’étude dans l’Etat que je représente ici, et je serais donc heureux d’apprendre si l’on peut citer un chemin de fer monophasé où un pareil service est assuré avec des accélérations, en service normal, comparables à celle de la meilleure pratique à courant continu, soit environ 1 mètre par seconde par seconde.
- 3£r Solacroup, Ch. de f. Paris-Orléans. — J’ai demandé tout à l’heure la parole pour dire précisément ce que Mr le Président vient de dire lui-même mieux que je n’aurais pu le faire. Il est évident, en effet, que la confiance ne suffit pas pour qu’on émette une conclusion. Voilà quelque vingt-cinq ans que je suis les réunions du Congrès des chemins de fer, et j’ai toujours admiré avec quelle sagesse, non seulement le Congrès, mais encore les sections se sont toujours abstenus de donner des conseils pour l’avenir. Toujours on s’est borné à constater les résultats acquis; parfois, on a tâché de concilier les résultats obtenus de différents côtés, mais on s’est bien gardé d’émettre une appréciation pour l’avenir.
- Je crois que cette pratique est très sage et que, dans la situation actuelle, il n’y a
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- aucune raison de renoncer à cette manière dre faire.
- Mr Loch, Ch. de f. dé l’État prussien. (En allemand.) —En fait notoire et publié à différentes reprises dans les journaux est que dès 1903 l’administration des chemins de fer de l’Etat prussien a fait, sur la ligne de Niederschôneweide-Spind-lersfeld, près Berlin, des essais avec le courant monophasé de 25 périodes. A la suite des renseignements recueillis, on s’est aussitôt décidé à électrifier la ligne interurbaine de Hambourg-Altona. Ce chemin de fer est en exploitation depuis plusieurs années et a donné des résultats •exceptionnellement favorables. On en tire la conclusion que le courant monophasé conviendra le mieux pour l’adoption générale dans le service des chemins de fer.
- Sur la ligne d’essai d’Oranienburg, petit chemin de fer circulaire de 1.75 kilomètre de longueur, on a aussi expérimenté des locomotives : la première locomotive monophasée de YAllgemeine Elektrizüàts-gesdlschaft y est en service, pendant vingt heures par jour, avec de courtes interruptions. Les résultats ont été si satisfaisants que l’administration des chemins de fer de l’État prussien a décidé d’étendre davantage l’adoption du courant monophasé.
- Aujourd’hui, on équipe la ligne de Bitterfeld-Dessau, qui sera terminée à l’automne et sur laquelle les trains directs seront remorqués par des locomotives monophasées. C’est le conseiller supérieur intime des constructions, Mr Wittfeld, référendaire au ministère prussien des travaux publics, qui a arrêté les principaux détails de la construction des locomotives et de l’équipement de la voie, d’un com-
- mun accord avec les plus grandes maisons électrotechniques allemandes. On est convenu d’employer du courant monophasé de 15 à 16 2/3 périodes et de créer d’abord deux types de locomotives : une locomotive pour trains express et une pour trains de marchandises. On en a commandé pour les premiers besoins un certain nombre que l’on compte mettre aussitôt en service. Sur les chemins de l’État prussien, on espère en toute confiance que le courant monophasé sera le courant de l’avenir.
- Mr le Président. — Mr le Représentant des chemins de fer de la Nouvelle-Galles du Sud a demandé si le monophasé avait des applications dans lesquelles on atteint une accélération d’un mètre par seconde. J’estime qu’il n’entre pas dans notre mission de nous occuper de pareilles questions de détail. Les délégués qui seraient à même de répondre à cette question, voudront bien remettre directement leur réponse à Mr Brain, mais je ne puis ouvrir une discussion ' sur un pareil sujet. (.Marques d’approba tion.)
- Mr Merczyng. — Je désire présenter encore une courtè observation.
- Dans l’exposé si intéressant deMr le Professeur Wyssling, je n’ai pas trouvé mentionnées les expériences faites en Suède. Je signale que j’ai vu à Stockholm une ligne à courant monophasé et que je sais qu’on va équiper électriquement sur une longueur de 130 kilomètres, la grande ligne de Kiruna-Riksgrense ; tout au moins, les projets sont-ils complètement terminés. Si nous possédions parmi nous des délégués suédois, ils pourraient sans doute nous fournir de plus amples renseigne-
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- ments, mais j’ai cru en tout cas utile de signaler ces faits très importants.
- MrHruschka. (En allemand.) — Je tiens à rappeler brièvement que les conclusions en faveur du courant monophasé résultent d’études ayant eu la durée suivante : Suisse, cinq ans; Autriche, quatre ans; Suède, deux ans, et que l’Autriche et la Hongrie font construire un certain nombre de locomotives monophasées d’une puissance variant jusqu’à 1,000 chevaux. Pour la question de la confiance dans le système monophasé, il est de toute façon important de voir que cette confiance est justifiée dans une certaine mesure par de longues années d’études et par de nombreuses applications pratiques.
- Mr le Président. (En allemand.) — Messieurs, les trois rapporteurs demandent que, sans pour cela que la section accorde à leurs conclusions son assentiment, elle veuille bien en autoriser l’insertidn au procès-verbal. Voici ces conclusions.
- « 1° Le genre de courant ne doit pas être choisi à cause de son adaptation à quelques lignes isolées, mais en tenant compte de son application à des réseaux entiers ;
- « 2U L’introduction de la traction électrique permet d’obtenir des économies considérables vis-à-vis de la traction à vapeur, surtout si l’on dispose de forces hydrauliques accumulables. Par l’introduction de la traction électrique, on peut augmenter la capacité de transport sans avoir à faire de dépenses supplémentaires pour travaux à la voie;
- « 3° Le courant monophasé est le genre de courant qui s’adapte le mieux, dans l’état actuel de la science, à la traction sur les grandes lignes. Dans certains cas, les
- systèmes à courant continu et à courant triphasé ont montré qu’ils peuvent également s’adapter à toutes ces circonstances;
- « 4° Pour le courant monophasé, le nombre de périodes le plus favorable paraît être de 40/3 et 50/3, et la tension admissible au fil de contact, de 10,000 à 15,000 volts. »
- Mr Ernest Gérard, vice-président. — Je ne vois aucun inconvénient à constater dans le procès-verbal l’accord des trois rapporteurs sur ces conclusions, mais je me demande s’il ne conviendrait pas de signaler que le quatrième rapporteur,. Mr Gibbs, a émis des doutes à leur sujet et ne se prononce, en somme, en faveur d’aucun système.
- Mr le Président. — Je crois cependant, d’après ce qu’on me dit, que Mr Gibbs est également d’accord pour admettre ces conclusions.
- Mr Paul-Dubois. — Mr Crawford ne pouvant assister à la séance d’aujourd’hui m’a remis une note déclarant « que Mr Gibbs ne peut pas recommander l’adoption du système monophasé à l’exclusion des autres. »
- Mr Ernest Gérard. — Mr Gibbs n’étant pas d’accord avec les trois autres rapporteurs, il conviendra de constater le fait.
- Mr le Président. — Nous pourrions donc ajouter que Mr Gibbs ne se range pas à l’opinion émise par les trois autres rapporteurs en ce qui concerne le monophasé.
- Mr Paul-Dubois. — En ce qui concerne l’emploi exclusif du monophasé.
- Mr le Président. (En allemand.) — Il ne me paraît pas que les trois rapporteurs excluent les autres systèmes. Voici, en
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- effet, ce qu’ils disent : « Le courant monophasé est legenre de courant qui s’adapte le mieux, dans l’état actuel de la science, à la traction sur les grandes lignes. »
- Mr Mazen. — Ce sont précisément les mots : « s’adapte le mieux » que nous discutons. S’adapte-t-il le mieux dans tous les cas? Voilà la question. Il ne faut pas oublier que Mr Wyssling a été désigné comme rapporteur non seulement pour la Suisse, mais pour tous les pays sauf ceux dont se sont occupés les autres rapporteurs. Il représente donc en quelque sorte la France et l’Italie et il faudrait savoir si les Italiens et les Français sont d’accord avec lui. Or, je crois pouvoir dire que non.
- Mr Greppi, Ch. de f. de l’État italien.— J’allais précisément demander la parole à ce propos. Dans son exposé, Mr Wyssling s’est étendu avec beaucoup de détails sur les projets qu’on étudie et sur ce qui a été fait dans le pays où nous sommes, mais il a très peu parlé de ce qui a été fait en France et en Italie. En Italie, nous avons des exploitations avec courant triphasé qui existent depuis dix ans et qui fonctionnent très bien. Il y a cependant là des faits qu’il conviendrait de ne pas perdre de vue. (Très bien.)
- Mr Wyssling. (En allemand.) — Dans ce que nous vous avons soumis, il n’est absolument pas*dit que ces pays se sont arrêtés à ces conclusions ; nous avons simplement exprimé l’opinion personnelle des trois rapporteurs. Ce que nous désirons, c’est qu’elle soit reproduite dans le procès-verbal.
- Mr le Président. — Les observations de Mrs Mazen et Greppi sont fondées, mais les
- trois rapporteurs demandent simplement qu’il soit inséré au procès-verbal qu’ils se sont mis d’accord sur les conclusions personnelles que j’ai indiquées et il me semble que cette insertion ne peut leur être refusée.
- Mr Solacroup. — Je crois devoir attirer l’attention de la section sur ce fait que la procédure proposée n’est pas tout à fait normale. Mrs les Rapporteurs nous ont présenté des exposés très intéressants et je n’entends nullement contester que le monophasé soit la meilleure forme de courant à adopter, j’entends même ne pas discuter ce point, mais je signale que, dans leurs exposés, les trois rapporteurs n’ont pas formulé de conclusions ou n’ont formulé que des conclusions très sommaires et très vagues, et qu’ils viennent aujourd’hui nous déclarer qu’ils sont d’accord pour formuler des conclusions communes qu’ils semblent en quelque sorte vouloir nous imposer. C’est ce fait qui rend la •situation un peu délicate. Il me semble que, lorsque les rapporteurs ont présenté leurs exposés, leur tâche est terminée et que c’est à la section elle-même qu’il appartient alors de formuler des conclusions.
- Mr le Président. — Je crois qu’il y a un malentendu. Il ne s’agit pas ici de conclusions, car je vous proposerai tout à l’heure des conclusions générales qui s’inspireront non seulement des exposés de Mrs Wyssling, Gleichmann et Hruschka, mais de tous les rapports et surtout des discussions qui ont eu lieu avant-hier et aujourd’hui.
- Ce dont il s’agit en ce moment, c’est simplement de l’insertion au procès-verbal des idées personnelles des trois rappor-
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- teurs basées sur leurs études et sur les constatations faites dans leurs exposés. Si rassemblée veut ratifier leur opinion, ce sera parfait; mais, au cas contraire,, ces idées resteront les idées personnelles des trois rapporteurs, et rien de plus.
- Mr Solacroup. — S’il ne s’agit que d’une simple mention, je pense, en effet, que l’insertion au procès-verbal ne peut être refusée.
- Mr Graftio. — Trois des rapporteurs sont d’accord, mais le quatrième ne l’est pas et Ton demande que l’opinion des trois rapporteurs soit mentionnée dans le compte rendu des travaux du Congrès. Au moins alors faudrait-il qu’à côté de l’opinion personnelle des trois rapporteurs, on insérât également l’opinion de rassemblée.
- Mr le Président. — C’est ce que nous allons faire et nous nous mettrons tout à l’heure d’accord sur la rédaction d’une conclusion générale, mais il ne s’agit en-ce moment, que de faire droit à une demande des trois rapporteurs.
- M" Mazen. — Messieurs, à raison même du mandat qui a été confié aux rapporteurs, leur opinion a une autorité spéciale, lis ont été chargés d’étudier une question ; pour faire cette étude, ils ont reçu des renseignements des différentes administrations de chemins de fer; ces renseignements, ils les ont examinés à loisir, ce que, entre parenthèses, nous n’avons pas pu faire. Je crains donc que l’opinion que les trois rapporteurs seraient d’accord pour émettre, et qui serait en contradiction avec l’opinion plus générale émise par la section, n’enlève à celle-ci toute autorité.
- Mr Steinbiss, vice-président. (En allemand.) — La discussion en étant arrivée à ce point, je voudrais faire connaître aussi ma manière de voir. J’estime que quand même la résolution générale de rassemblée ne serait pas conçue dans le même sens que les conclusions des trois-rapporteurs, ceux-ci peuvent demander à juste titre que l’opinion qu’ils ont exprimée soit connue et qu’elle figure en» annexe au procès-verbal. Il convient d’onc d’approuver la proposition de Mr Wyss-ling.
- Mr Mazen. — S’il ne s’agissait que d’une-opinion personnelle, ce serait parfait;, mais c’est en leur qualité de rapporteurs que ces messieurs se sont mis d’accord sur une conclusion, et le mandat dont ils ont été revêtus donne à cette opinion une autorité incontestable. Cependant, les délégués italiens viennent nous dire qu’ils ne sont pas d’accord avec Mr Wyssling et nous déclarons la même chose. Or,. Mr Wyssling est rapporteur pour la France et l’Italie et on pourrait croire que son opinion reflète la nôtre.
- Mr le Président. (En allemand.) — Les rapporteurs m’annoncent qu’ils sont maintenant d’accord pour modifier leur texte comme suit : « Étant données les conditions particulières des pays envisagés dans les exposés (Allemagne, Autriche, Suisse), le courant monophasé est le genre de courant qui s’adapte le mieux, etc. »
- Mr Mazen. — En modifiant ainsi leur texte, les trois rapporteurs se condamnent en quelque sorte eux-mêmes et nous pourrions reprocher à Mr Wyssling d’avoir oublié la France, l’Angleterre et l’Italie. Ce qui se fait dans ces pays n’est cependant pas chose négligeable. (Rires.)
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- Nous faisons aussi du monophasé en; France et nous nous préparons à en faire encore. Il n’y a donc pas qu’en Allemagne qu’on ait fait du monophasé. En réalité, l’opinion que reflètent les trois exposés s’applique plutôt à l’Europe centrale et non aux pays latins et à l’Angleterre, pour ne pas parler des- États-Unis pour lesquels un rapporteur spécial a été désigné.
- Mr le Président. (En allemand.) — (S’adressant aux rapporteurs :) L’opinion me semble prévaloir que les chemins de fer français et italiens, qui cependant devraient être représentés dans votre exposé,' s’opposent à la phrase « étant données les conditions particulières des pays envisagés, etc. »• et trouvent qu’on dit trop. Je confesse que je dois me ranger à cette manière de voir et je suis d’avis qu’il serait sage d’arriver à un compromis. Nous nous trouvons en présence d’une proposition de donner lecture du projet des conclusions générales afin de voir s’il faudra y apporter des modifications ou ajouter quelque chose.
- Voici, messieurs, le projet de conclusions qui a été préparé :
- « 1° Au point de vue technique, l’application de la traction électrique a fait de grands progrès pendant ces dernières années, au point qu’il est reconnu aujourd’hui qu’elle peut donner une solution satisfaisante pour les grandes lignes des chemins de fer, en employant soit les locomotives (charges et vitesses élevées), soit les automotrices. »
- Mr Salomon. — Je me rallierais volontiers à cette rédaction si l’on voulait bien y ajouter les mots : « dans certains cas ». En effet, il y a certainement des cas ou,
- an point de vue économique, la traction électrique ne peut pas s’appliquer.
- Mr le Président. — Je crois que notre rédaction peut donner satisfaction à; Mr Salomon. Nous disons d’abord : « Au point de vue technique, l’application de la traction électrique a fait de grands progrès1 pendant ces dernières années...» — cela, c’est le robinet à eau chaude (rires)
- — «... au point qu’il est reconnu aujour-d’hui qu’elle peut donner une solution satisfaisante...» — cela, c’est le caoutchouc {rires) — «... pour les grandes lignes de chemins de fer, en employant soit les locomotives (charges et vitesses élevées), soit les automotrices.»
- Mr Ernest Gérard. — Il s’agit en somme de constater les progrès réalisés comparativement à ceux qu’enregistra le Congrès de 1905.
- Mr Mazen. — Tous les électriciens seront, je crois, d’accord pour admettre l’expression dont Mr Salomon réclame l’addition « dans certains cas ». Je crois même qu’on pourrait dire : « dans des cas bien spéciaux. »
- Mr Editera, Ch. de f. Moscou-Kazan. — Il vaudrait mieux, en effet, ne pas généraliser et dire : « dans certains cas ».
- Mr lfr Président. (En allemand.) — Voulez-vous, messieurs, que notre conclusion soit encore plus édulcorée ?
- Mr Herdner, Ch. de f. du Midi français.
- — Disons : « dans certains cas ».
- Mr Ernest Gérard. — Le moins qu’on puisse faire aujourd’hui, c’est d’adopter une conclusion plus affirmative que celle admise par le Congrès de Washington. On
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- peut affirmer que la pratique de la traction électrique nous offre actuellement un ensemble de systèmes parmi lesquels il est possible d’en choisir un applicable techniquement à un cas défini.
- Mr le Président. — Je crois qu’il suffit de dire : « peut donner une solution ». En ajoutant les mots « dans certains cas », on donnerait à notre conclusion un caractère vraiment trop vague.
- Mr Herdner. — Ce ne serait pas un mal.
- Mr le Président. — Je considère donc la rédaction proposée comme adoptée.
- « 2° Divers systèmes sont en présence et leur application respective est une question d’espèce. »
- Un délégué. — Est ce tout?
- Mr le Président. — Non, il y a encore un troisième paragraphe aussi évangélique que les deux premiers. (Rires.)
- « 3° Le Congrès invite les réseaux qui feront l’application de la traction électrique sur leurs lignes à se mettre d’accord autant que possible entre eux, pour que toutes mesures soient prises en vue de faciliter les échanges de matériel dans les gares communes. »
- Mr Krasny. (En allemand.) — Au cours de la discussion, j’ai soulevé la question d’une entente internationale concernant les points essentiels de la traction électrique. Je constate que le texte proposé des conclusions suffit pour le moment dans cet ordre d’idées.
- Mr le Président. — Messieurs, on me soumet encore une conclusion additionnelle :
- « Etant donnés les résultats tout à fait
- pratiques obtenus avec les systèmes à courant continu, monophasé et triphasé, le Congrès émet le vœu que les trois systèmes soient mis en valeur par les administrations respectives. »
- Mr Mazen. — Je dois m’opposer à l’adoption de cette conclusion. Il peut, en effet, se présenter d’autres systèmes. C’est ainsi que certains constructeurs m’ont dit qu’on se proposait d’introduire dans les moteurs monophasés des modifications considérables au point de vue du système.
- Mr le Président. — Je ne puis non plus appuyer pareille conclusion.
- Messieurs, nous avons maintenant arrêté les conclusions générales à présenter au Congrès au nom de la 2e section. Il nous reste après cela à trancher la question de savoir si nous mentionnerons au procès-verbal l’opinion sur laquelle les trois rapporteurs se sont mis d’accord. Je rappelle le 3° de leur texte : « Étant données les conditions particulières des pays envisagés dans les exposés (Allemagne, Autriche, Suisse), le courant monophasé est le genre de courant qui s’adapte le mieux, dans l’état actuel de la science, à la traction sur les grandes lignes. Dans certains cas, les systèmes à courant continu et à courant triphasé ont montré qu’ils peuvent également s’adapter à toutes ces circonstances. »
- Mr Mazen. — Je crois que ce qu’on nous demande de faire est contraire aux règles admises dans ce Congrès. En effet, MrsWyss-ling, Gleiehmann et Hruschka n’agissent plus en ce moment comme rapporteurs, mais comme simples membres, je pourrais donc également demander qu’on insère au procès-verbal une opinion person-
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- iselle, et tous nos collègues pourraient faire de même. Ce que le Congrès nous demande, ce n’est pas le sentiment personnel de tel ou tel membre, mais une opinion sur laquelle la section soit d’ac-eord.
- Mr le Président. — Nous avons précisément la chance de posséder ce matin parmi nous un homme dont l’autorité sera reconnue par tout le monde, Mr Dubois, président de la Commission permanente. Je crois donc pouvoir m’adresser à lui et lui demander de nous aider à trancher la difficulté qui se présente.
- Mr le Président, nous nous occupons en ce moment de la question de la traction électrique. Quatre rapporteurs avaient été désignés. Trois d’entre eux se sont mis d’accord sur des conclusions communes qui n’ont pas été admises par la section, mais ils en demandent l’insertion au procès-verbal comme reflétant leur opinion personnelle en tant que rapporteurs. Mr Mazen estime que cette insertion au procès-verbal constituerait une irrégularité.
- Mr Dubois. — Je ne le pense pas.
- Mr le Président. — Je suis également de cet avis.
- Mr Mazen. — Il faudrait alors, pour être complet, ajouter que le quatrième rapporteur représente un pays où l'opinion de la majorité ne coïnciderait peut-être nullement avec celle des trois premiers rapporteurs. Ce n’est donc pas l’opinion de tous les rapporteurs qu’on nous demande de mentionner au procès-verbal, mais l’opinion de trois rapporteurs agissant comme simples membres.
- Ces messieurs avaient été chargés de
- faire des rapports. Ils ont conclu comme, ils l’ont .voulu. Nous avons examiné leurs exposés et leurs conclusions et nous avons arrêté les nôtres. Dans la discussion, les trois rapporteurs agissant non plus comme tels, mais en leur nom personnel, se sont mis d’accord sur des conclusions dont ils réclament l’insertion au procès-verbal. Je trouverais à cette manière de faire un grave défaut : c’est qu’on pourrait croire que, par exemple, Mr Wyssling, qui a été chargé de faire rapport non seulement pour la Suisse, mais aussi pour la France, pour l’Angleterre, pour l’Italie, a exprimé les idées qui ont cours dans ces pays.
- De deux choses l’une : ou bien ces messieurs agissent comme rapporteurs, et alors je constate que la section n’a pas admis leurs conclusions, ou bien ils agissent comme simples membres, et alors, si leurs conclusions sont insérées, chacun de nous pourra également faire insérer son opinion au procès-verbal, ce qui serait tout à fait anormal.
- Mr Dubois. — Les rapporteurs sont chargés de faire des exposés. Si, comme conclusion de ces exposés, ils émettent une opinion, cette opinion leur est personnelle.
- Mr le Président — Contrairement à l’avis de Mr Mazen, je crois que l’opinion personnelle commune des trois rapporteurs peut trouver sa place dans notre procès-verbal, mais nous ajouterions: «La section, après une discussion approfondie, ne peut adopter ces conclusions et vote les conclusions suivantes. »
- Mr Dubois. — Les rapporteurs rédigent des exposés d’après les renseignements qu’ils ont recueillis dans les pays où ils
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- ont été chargés de faire leur enquête. Si, à la fin de cet exposé, ils; croient devoir émettre une opinion — ce que tous ne font pas, ce que beaucoup s’abstiennent même de faire —-, il est bien évident que cette opinion reste une opinion personnelle et n’engagequ’eux. D’autresmembres pourraient également demander que leur opinion personnelle soit mentionnée, au procès-verbal, mais il y a là une question de mesure.
- Mr Mazen. — Je crains qu’en procédant de cette façon, on n’égare un peu l’opinion. Nous sommes les délégués des pays qui étaient représentés par un des rapporteurs. Or, nous ne partageons pas les idées de ce rapporteur et nous allons être obligés d’opposer notre opinion à celle qu’il émet jusqu’à un certain point en son nom personnel sans doute, mais aussi un peu en sa qualité de rapporteur.
- Mr Dubois. — Jamais un rapporteur n’a été considéré comme pouvant engager une autre opinion que la sienne.
- Mr Mazen. — Nous demanderons alors qu’il soit constaté au procès-verbal que, dans l’opinion du Président de la Commission permanente, les rapporteurs ne peuvent engager qu’eux-mêmes, qu’ils n’engagent donc pas l’opinion des pays dont ils ont eu à s’occuper dans leurs exposés.
- Dans ces conditions, leur opinion n’a que la valeur de l’opinion d’un collègue
- quelconque et non plus celle que peut: avoir l’opinion d’un rapporteur. Or, ce n’est pas là ce qu’on veut.
- Mr le Président. (En allemand.) — Messieurs, je crois que Mr Mazen aura toute satisfaction par cette déclaration formelle que les conclusions formulées par les trois rapporteurs n’ont pas été ratifiées par l’assemblée et par la mention au procès-verbal dés réserves qu’il vient de faire.
- Nous avons ainsi achevé la discussion relative à la question de la traction électrique.
- Messieurs, nous avons terminé notre tâche. Les questions que nous avions à discuter ont toutes été examinées. Je vous demande maintenant de vouloir bien assister aussi nombreux que possible à l’assemblée plénière pour nous aider à soutenir les conclusions que vous avez adoptées.
- En clôturant nos travaux, messieurs, je tiens encore à-vous remercier du zèle dont vous avez fait preuve en même temps que de votre indulgence pour la manière dont j’ai conduit vos discussions. (Applaudissements.)
- Mr Salomon. — Messieurs, je crois être votre interprète à tous en disant que c’est plutôt à nous qu’il appartient de remercier Mr le Président de l’amabilité et de l’impartialité dont il a fait preuve dans la direction de nos débats. (Applaudissements.)
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- DISCUSSION EN SÉANCE PLÉNIÈRE
- Séance du 15 juillet 1910 (matin).
- Présidence de Mr P. WEISSENBACH. Secrétaire général : Mr L. WE1SSENBRUCH.
- 1er SECRÉTAIRE GÉNÉRAL ADJOINT I Mr MÜBSET.
- 2e SECRÉTAIRE GÉNÉRAL ADJOINT I Dr A. BONZON.
- Mr Gerstner, président de la 2e section, donne lecture du
- Rapport de la 2e section.
- (Voir le Journal quotidien de la session, n° 10, p. il.)
- « Les rapporteurs, Mrs Crawford (en remplacement de Mr Gibbs), Gleichmann, Hruschka et Wyssling donnent un résumé de leurs exposés.
- « Mr Krasny (État autrichien) propose la convocation par la Commission permanente d’une conférence internationale en vue de fixer les principes fondamentaux de l’unité technique concernant l’échange du matériel sur les lignes internationales. En outre, il attire l’attention sur le fait que les recettes des chemins de fer électrifiés devront être telles, qu’elles couvrent non seulement les frais d’exploitation, mais aussi l’amortissement des instal-
- lations et du matériel qui deviennent improductifs par le fait de l’électrification.
- « Mr Wyssling montre que dans ses devis il a prévu l’amortissement des installations devenant inutiles par le fait de l’électrification.
- « M1' Gleichmann s’exprime dans le même sens.
- « Mr Nicoli (État italien) parle des lignes de l’Etat italien, desservant le port de Gênes, qui ont été électrifiées ou sont en voie de l’être. Il donne des renseignements au sujet des locomotives, du système triphasé, et de l’usine génératrice à vapeur, et montre que l’électrification a été économique, grâce à l’augmentation du tonnage et de la vitesse des trains. Il cite d’autres lignes qui seront également électrifiées sous peu. Le système monophasé sera essayé.
- « Mr Salomon (Est français) fait l’obser-
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- vation que l’on n’est pas encore d’accord sur le meilleur système.
- « Mr le Président est d’avis que la Commission permanente s’adresse aux gouvernements pour que ceux-ci convoquent une commission internationale chargée de discuter l’unification des différents systèmes.
- (C Mr F lury (Chemins de fer fédéraux suisses) fait remarquer qu’il existe en matière de chemins de fer une conférence internationale pour l’unité technique. J1 y aurait donc lieu de lui soumettre la question par l’intermédiaire du Conseil fédéral suisse pour qu’elle y soit discutée.
- « Mr Steinbiss {État prussien) trouve que le Conseil fédéral pourrait, sur l’invitation d’un gouvernement, convoquer cette conférence; ce n’est pas au Congrès à émettre ce vœu.
- « Mr Hruschka (;rapporteur) dit que le monophasé s’adapte à tous les usages. Les locomotives monophasées peuvent circuler sur les réseaux triphasés et continus. C’est aux administrations à s’entendre entre elles au sujet du meilleur système.
- « Mr Merczyng {État russe) fait quelques communications au sujet des chutes des fleuves russes, dont l’utilisation en vue de l’électrification des lignes russes est à l’étude.
- « Mr Jullian (Midi français) donne des renseignements au sujet des essais d’électrification de certaines lignes du réseau du Midi avec l’appui de l’État. Le système choisi est le monophasé à 12,000 volts et 16 2/3 périodes. Le type de locomotive ne sera arrêté qu’après les essais qui vont
- être entrepris avec plusieurs locomotives de constructions différentes.
- « Mr Graftio (État russe) dit qu’il serait dangereux de préconiser un système déterminé, par exemple le monophasé, comme étant le seul bon. Des considérations d’ordre économique et de sécurité d’exploitation peuvent faire recommander dans des cas différents le choix de systèmes différents. Ainsi pour deux lignes russes, les études ont montré que les frais d’établissement du monophasé seraient plus élevés que pour le triphasé; dans un autre cas, le continu à troisième rail a donné le meilleur résultat. Pour la Russie, on ne peut pas parler d’une électrification générale, et, comme les conditions sont différentes d’un cas à l’autre, on ne pourra éviter l’application de systèmes différents.
- « Mr Paul-Dubois (Paris-Orléans) dit que jusqu’à présent on n’a des résultats que pour des lignes triphasées ou à courant continu; le monophasé n’en a pas encore donné. La comparaison des chiffres dans les exposés montre que les trois systèmes sont équivalents, à quelques pour cent près, au point de vue du coût d’établissement et d’exploitation. Par rapport à l’exploitation à la vapeur, les frais de l’exploitation électrique sont moindres, mais il lui semble que la quote de 3 p. c., prévue pour l’amortissement, est trop petite. Il estime qu’à l’heure actuelle il est prématuré de se décider pour un système déterminé vu qu’on ne possède pas assez d’expériences.
- « Mr Mazen (État français) se déclare d’accord avec Mr Paul-Dubois. 11 discute les avantages et les inconvénients des différents, systèmes, il montre que le cou-
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- rant continu est plus économique pour des trafics intenses. Le matériel roulant pour le continu est plus léger et plus sûr que celui à courant alternatif. Chaque système a ses avantages dans des conditions appropriées; pour cette raison il ne se justifie pas que le Congrès prenne une décision dans le sens d’un système unique.
- « Mrs Gleichmann, Wyssling et Hruschka {rapporteurs) cherchent à réfuter les assertions de Mrs Mazen, Paul-Dubois et Graftio, en insistant surtout sur le fait qu’il ne peut pas s’agir dans une décision générale d’énumérer les avantages des différents systèmes, mais de déterminer le système qui, au point de vue économique et technique, présente la solution la plus favorable pour l’électrification des grandes lignes. D’après l’opinion des trois orateurs, cette unité intéresse aussi la simplification du trafic international, et le système monophasé remplit le mieux toutes les conditions voulues.
- c< Mr Van Loenen-Martinet (Chemin de fer Hollandais) trouve que les expériences faites jusqu’à présent avec le système monophasé ne sont pas suffisantes pour justifier, dès maintenant, son acceptation générale. Sur la ligne de contact, pour une tension de 10,000 volts et plus, on n’a que des expériences insuffisantes.
- « Mr Mazen estime qu’il serait littéralement dangereux qu’une association internationale prenne position en faveur d’un seul système de traction électrique; jusqu’à présent, en effet, on ne possède des expériences de traction sur les grandes lignes que pour les systèmes continu et triphasé, et le système monophasé n’est pas sorti de la phase des études, des projets
- et des essais. A son avis, le Congrès ne peut que constater que de grands progrès ont été faits en matière de traction électrique. Ces progrès sont, du reste, suffisamment importants pour justifier l’ampleur de la discussion de la question. Il propose le rejet des conclusions de Mls les Rapporteurs et présente, de son côté, des conclusions d’une teneur générale, plus en rapport avec l’état actuel de la question.
- « Mr Wyssling est d’accord pour ne pas proposer au Congrès l’adoption des conclusions présentées en commun par Mrs les Rapporteurs, mais il formule le vœu que l’on insère celles-ci au procès-verbal.
- « Après discussion, à laquelle prennent part Mrs Brain {New South Wales Govern-‘ ment Raüways), Solacroup (Paris-Orléans), Loch [État prussien), Merczyng, Hruschka, Ernest Gérard (vice-président), Paul-Dubois, Mazen, Greppi (État italien), Wyssling, Graftio, Steinbiss, Salomon, Krasny et Dubois (président de la Commission permanente), sur la proposition de Mr le Président, il est décidé d’inscrire au procès-verbal le projet de conclusions présenté de commun accord par les rapporteurs Mrs Wyssling, Gleichmann et Hruschka.
- « Ces conclusions sont les suivantes :
- a 1° Le genre de courant ne doit pas être choisi à cause de son adaptation à quelques lignes isolées, mais en tenant compte de son application à des réseaux entiers ;
- « 2° L’introduction de la traction électrique permet d’obtenir des économies considérables vis-à-vis de la traction à vapeur, surtout si l’on dispose de forces hydrauliques accumulables. Par l’intro-
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- duction de la traction électrique, on peut augmenter la capacité de transport sans avoir à faire de dépenses supplémentaires pour travaux à la voie ;
- « 3e Étant données les conditions particulières des pays envisagés dans les exposés (Allemagne, Autriche, Suisse), le courant monophasé est le genre de courant qui s’adapte le mieux, dans l’état actuel de la science, à la traction sur les grandes lignes. Dans certains cas, les systèmes à courant continu et à courant triphasé ont montré qu’ils peuvent également s’adapter à toutes ces circonstances ;
- « 4° Pour le courant monophasé, le nombre de périodes le plus favorable paraît être de 4% à 50/3, et la tension admissible au fil de contact, de 10,000 à 1 o,000 volts.
- (c La section ne peut toutefois se rallier complètement à ces conclusions; en conséquence, elle propose le projet de résolutions suivant à soumettre à l’assemblée plénière. »
- Mr le Président. — Voici les
- CONCLUSIONS
- « 1° Au point de vue technique, l’appli-« cation de la traction électrique a fait de « grands progrès pendant ces dernières « années, au point qu’il est reconnu au-« jourd’bui qu’elle peut donner une solu-« tion satisfaisante pour les grandes lignes « des chemins de fer, en employant soit « les locomotives (charges et vitesses éle-« vées), soit les automotrices.
- a 2° Divers systèmes sont en présence et « leur application respective estuneques-« tion d’espèce.
- « 3° Le Congrès invite les réseaux qui « feront l’application de la traction élec-« trique sur leurs lignes, à se mettre d’ac-« cord autant que possible entre eux pour « que toutes mesures soient prises en vue « de faciliter les échanges de matériel dans « les gares communes. »
- — Ces conclusions sont ratifiées par l’assemblée plénière.
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- ANNEXES
- ANNEXE I
- [ 021 .33 (.45) ] __
- Note sur l’application de la traction électrique à l’ancienne ligne des « Giovi « par les chemins de fer de l’État italien.
- Les chemins de fer de l’État italien ont achevé, depuis plusieurs mois, l’électrification de l’ancienne ligne des « Giovi » et les premiers essais ont été effectués avec succès au point de vue technique ; cette ligne sera incessamment livrée à l’exploitation.
- Tout en nous réservant d’exposer plus tard les résultats complets de l’exploitation, il nous paraît utile de donner quelques renseignements sommaires sur les différentes parties de l’installation.
- Cette nouvelle application de la traction électrique a une importance spéciale, tant à cause des conditions du profil de la ligne qu’à cause de l’intensité extraordinaire du trafic.
- L’ancienne ligne des « Giovi » présente, en effet, sur le parcours Pontedecimo-Busalla (10.5 kilomètres environ) de longues rampes de 28 à 35 pour mille à découvert et de 29 pour mille en tunnel avec courbes de 400 mètres de rayon.
- L’application de la traction électrique a été décidée dans le hut d’augmenter le rendement de cette ligne, qui, étant donné son
- profil, était jusqu’alors forcément limité.
- Pour le moment, le nouveau système de traction a été appliqué seulement sur le parcours Pontedecimo-Busalla, mais les trains électriques partiront bientôt de la gare de triage du Campasso et plus tard même de la gare de Gênes-Brignole.
- Le programme d’exploitation qui a servi de hase au projet est le suivant :
- Chaque train, composé de vingt-et-un wagons d’un poids moyén de 18 tonnes (charge comprise, soit 380 tonnes au total) est desservi par deux locomotives électriques, l’une en tête et l’autre en queue du train.
- Les trains se succéderont à quinze minutes d’intervalle ; mais si l’augmentation du trafic l’exige, cet intervalle pourra se réduire à dix minutes pendant une période normale de travail de dix-huit heures qui, au besoin, pourra être portée exceptionnellement à vingt heures par jour.
- Avec un coefficient d’utilisation de 0.70, fixé d’après de nombreux essais faits avec l’exploitation à vapeur la plus intense, ce qui constitue un minimum pour l’exploita-
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- tion électrique, susceptible d’une plus que l’on peut diriger journellement sur grande régularité, le nombre de wagons l’ancienne ligne des « Giovi » est le suivant :
- A 15 minutes d’intervalle A10 — —
- Par 18 heures. 1,058 wagons.
- 1,587 —
- Par 20 heures.
- 1,176 wagons. 1,764 —
- Si l’on y ajoute les 1,566 wagons qui constituent la puissance maximum compatible avec un service régulier de la ligne succursale des « Giovi », on obtiendra un mouve-
- ment journalier total de plus de 3,300 véhicules pour le parcours Gênes—Rotico commun.aux lignes Gênes-Milan et Gênesj Turin.
- Tratto tleprij'icdtc . el>yrj 10*406
- Fig. 1. — Profil de la section Ronco-Campasso. Ligne à double voie.
- Explication des termes italiens : Dist. parziali = Distances partielles. — Livellette — Cotes de nivellement. Progressive = Distances cumulées. — Tratto elettrificato chm = Parcours électrifié kilom.
- La composition des trains qui ramènent les wagons vides est triplée à la descente.
- On a adopté comme type d’équipement électrique celui qui fonctionne sur les lignes de la YTalteline (Lecco-Colico-Son-drio-Chiavenna) et qui répond aux nécessités de. la traction sur voie ferrée, c’est-à-dire le système triphasé, à haut potentiel et faible nombre de périodes tant sur les lignes primaires de transmission que sur les fils de service.
- Le type de moteur polyphasé asynchrone
- ou moteur Ferraris, dont la caractéristique est la vitesse pratiquement constante quelle que soit la charge, se justifie complètement dans le cas qui nous occupe, où il s’agit d’une ligne à déclivités assez uniformes.
- I
- Station centrale génératrice thermo-électrique.
- Étant donné qu’il n’existe pas dans le voisinage de la ligne à électrifier de chutes
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- d’eau capables d’alimenter une station hydraulique centrale et qu’il est nécessaire d’avoir toujours une installation de réserve constituée par une station thermique centrale, on a jugé préférable d’établir la station génératrice de l’énergie électrique complètement à vapeur. La carrière de la Chiappella, située pour ainsi dire dans le port de Gènes, a été choisie pour y installer cette station génératrice à cause de la.facilité d’approvisionnement du charbon et de la possibilité d’employer l’eau de mer pour la condensation.
- L’installation ne comporte actuellement que deux groupes turbo-alternateurs, dont l’un sert de réserve; la puissance normale de chaque groupe est de 5,000 kilowatts, correspondant au rendement maximum, lorsque la puissance maximum qui peut être développée d’une façon continue est de 6,250 kilowatts et d’une façon intermittente de 10,000 kilowatts. Ces turbo-alternateurs sont desservis par une batterie de sept chaudières, dont une de réserve. Les produits de la combustion sont envoyés dans une cheminée de 3 mètres de diamètre intérieur et de 78 mètres de hauteur au-dessus des grilles.
- On a, dès maintenant, prévu l’installation de deux autres groupes semblables et de même puissance avec leur batterie de chaudières et les accessoires de façon à obtenir au besoin trois groupes électrogènes fonctionnant simultanément, tandis que le quatrième servirait de réserve.
- Le charbon amené par les chalands au quai Biagio Assereto est distribué directement aux chaudières, au moyen d’un coal conveyor et d’un coal-bunker.
- Les cendres sont amenées par les con-veyors mêmes, tandis que les produits gazeux de la combustion parcourent deux groupes d’économiseurs Green placés postérieurement à la batterie des chaudières et qui élèvent dé 50° la température de l’eau d’alimentation. La quantité d’eau
- nécessaire est de 30 à 40 mètres cubes à l’heure. L’eau provenant des aqueducs de la ville de Gênes est recueillie dans dé larges bassins d’une capacité de 5,000 mètres cubes environ, placés sous la salle des chaudières, et constituant une réserve pour les cas d’interruption de la conduite de l’eau.
- Chaque groupe des turbo-générateurs installés dans la salle des machines est composé d’une turbine à vapeur Wes-tinghouse-Parson accouplée directement à l’alternateur produisant le courant triphasé à 15 périodes à la tension directe de 13,000 volts entre deux phases. Les turbo-générateurs se maintiennent à la vitesse de 900 tours à la minute, quelle que soit l’oscillation de la charge, et cela au moyen d’un régulateur de vitesse très sensible.
- La turbine à vapeur à action et réaction est composée d’un corps cylindrique au milieu duquel pénètre la vapeur qui, après avoir agi sur une roue à action centrale, subit des expansions successives à travers deux séries de roues à auges et se rend à l’échappement des deux côtés, ce qui produit naturellement un équilibre parfait des masses en mouvement ainsi que l’élimination de toute poussée dans le sens de l’axe de rotation.Des soupapes spéciales règlent l’admission de la vapeur aux différentes charges.
- L’induit dè l’alternateur est fixe et l’inducteur mobile, ce qui constitue en même temps un volant très efficace. L’inducteur est excité normalement par un courant de 50 volts produit par une dynamo excitatrice montée sur le même axe du groupe ; il peut être cependant excité par un groupe auxiliaire. Le régulateur Tyrill entretient automatiquement le potentiel à une valeur sensiblement constante, sous différentes charges.
- Le tableau de distribution est commandé au moyen de relais et de deux groupe des trois conducteurs omnibus ; il y a aussi, en
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- plus des appareils normaux, un controller électrique qui agit sur le régulateur des turbines afin de faciliter la mise en parallèle des alternateurs.
- Comme les moteurs triphasés des locomoteurs, lorsqu’ils sont entraînés à une vitesse supérieure à celle du synchronisme, engendrent du courant qu’ils lancent sur les lignes électriques, la station centrale est pourvue d’un rhéostat à liquide pour la transformation en chaleur du surplus d’énergie restituée. Ce rhéostat est mis automatiquement en circuit par ufi relais inséré dans le circuit des générateurs.
- II
- Transmission de l’énergie. — Lignes de prises de courant et sous-stations de transformation.
- L’énergie électrique,, produite à 13,000 volts par les groupes générateurs de la station centrale de Gênes, est envoyée au moyen de deux conducteurs primaires aux quatre sous-stations de transformation statique de Rivarolo, Pontedecimo, Monta-nesi et Busalla, où la tension de 13,000 volts est ramenée à celle de 3,000 volts (triangulaire). Chacune des deux lignes primaires de transmission est composée de trois conducteurs en cuivre de 8 millimètres de diamètre placés sur des isolateurs en porcelaine à cloches et portée par des poteaux à treillis : ces derniers sont fixés à terre par des boulons de fondation ancrés dans des blocs en béton.
- De l’extrémité nord de la gare de triage du Campasso jusqu’à Busalla les poteaux sont utilisés en même temps pour les conducteurs primaires et pour la ligne de prise de courant. En général, ils sont placés à des intervalles de 50 mètres. Cette distance est portée à 70 mètres au maximum en quelques endroits.
- Toutefois, entre deux poteaux à treillis,
- se trouve placé un troisième poteau tubulaire en acier Mannesmann, de petites dimensions, comme soutien intermédiaire de la ligne de prise de courant, dans le but de réduire ses oscillations transversales.
- Entre les deux stations de Montanesi et de Busalla, on a plaôé dans le tunnel une troisième ligne triphasée à 13,000 volts.
- Le système transversal de suspension pour la ligne de prise de courant a été choisi en vue de la facilité qu’il présente pour la pose en tunnel.
- Cette suspension transversale s’effectue au moyen d’un fil d’acier isolé du poteau au moyen de sphères en porcelaine et supportant chaque ligne de prise de courant au moyen de deux isolateurs.
- L’isolement est quadruple entre deux phases et triple avec la terre.
- Des trois phases de la ligne de contact, deux sont installées sous forme de conducteurs aériens (chacun composé à son tour de deux fils en cuivre dur de 8 millimètres de diamètre) et la troisième est constituée par les rails reliés entre eux par des connexions électriques spéciales : en outre, tous les 500 mètres les quatre rails sont reliés électriquement entre eux par une connexion transversale en cuivre.
- En tunnel, les fils d’acier de la suspension transversale sont remplacés par des fils en cuivre-manganèse et les parties métalliques des isolateurs sont en bronze.
- Dans les sous-stations de transformation, une salle est occupée par les transformateurs, une par le tableau de distribution à 3,000 volts et deux autres pièces sont occupées par la distribution à section de la ligne primaire à 13,000 volts.
- Chaque station de transformation comprend quatre transformateurs monophasés de 750 kilovolts-ampères dans un bain d’huile et à refroidissement naturel. Trois transformateurs sont insérés en triangle sur les conducteurs de la ligne; le quatrième est considéré comme réserve.
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- Fig. 2.
- Salle des machines,
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- Fig. 3. — Condensateur Leblanc.
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- Fig. 4. —
- Salle des chaudières
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- Fig. 5. — Transporteur de charbon.
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- Fig. 6. — Tableau de distribution.
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- Fig. 7. — Locomotive électrique.
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- Le montage de la suspension des deux lignes aériennes à 3,000 et à 13,000 volts a été effectué au moyen d’un train spécial pourvu d’outils actionnés à l'air comprimé. L’énergie nécessaire au compresseur était fournie par un groupe benzo-électrique de 50 kilowatts placé dans une voiture du train spécial.
- Le même groupe électrogène a servi pour alimenter le moteur d’un compresseur Leawell, qui a été utilisé pour l’application des connexions électriques aux rails.
- III
- Locomoteurs.
- Les locomoteurs électriques, au nombre de vingt-cinq, ont cinq essieux accouplés avec roues de 1.070 mètre de diamètre : les essieux extrêmes sont capables de se déplacer transversalement pour faciliter l’inscription dans les courbes de faible rayon. Les locomoteurs peuvent sans aucune difficulté effectuer la marclie dans les deux sens.
- Le poids total en ordre de marche est de 60 tonnes, mais sur chaque locomoteur a été prévue l’application d’un lest destiné à augmenter le poids total à 75 tonnes au maximum, pour pouvoir au besoin utiliser tout l’effort de traction dont les moteurs sont capables.
- Sur chaque locomoteur, sont montés deux moteurs asynchrones triphasés à 8 pôles et à haut potentiel : les vitesses de régime du locomoteur sont de 22.5 et 45 kilomètiœs à l’heure, et cela suivant la façon d’accoupler les deux moteurs en tension ou en parallèle. normalement les deux moteurs seront accouplés en tension au démarrage et en parallèle à la vitesse de régime. L’accouplement en tension sera employé également dans la descente de Busalla à Pontedecimo pour plus de sûreté.
- La transmission du mouvement de rota-tation des moteurs aux essieux s’effeetuc
- au moyen de bielles et de manivelles;
- La commande des appareils de manœuvre peut se faire également à chaque extrémité de la cabine du wattman.
- Tous les conducteurs à haute tension, exception faite pour ceux qui sont placés sur le toit de l’abri, sont enfermés dans une gaine métallique et reliés directement aux rails. Tous les appareils à haute tension qui réclament une inspection fréquente sont placés dans des armoires métalliques qui restent ouvertes tant que la clef se trouve dans la serrure. Cette clef, unique pour tous les appareils, est reliée avec le dispositif de commande des archets de prise de courant de façon qu’elle ne peut être retirée que lorsque les archets sont abaissés, et par contre ces derniers ne peuvent être élevés que lorsque la clef a été remise en place.
- Sur chaque locomoteur se trouvent, en plus des accessoires ordinaires (frein, sablière, sifflet, appareils de mesure, de contrôle et de sûreté), deux groupes moteurs-compresseurs, alimentés par deux transformateurs en bain d’huile réduisant la tension de 3,000 à 100 volts : ces groupes moteurs-compresseurs peuvent être insérés automatiquement ou à la main; il y a aussi un rhéostat à liquide pour les démarrages et pour le réglage de la charge, et un système de prise de courant à double archet, qui se prête également aux deux sens de marche sans aucune manœuvre spéciale.
- Tous les appareils de commande du locomoteur sont actionnés à l’air comprimé et à courant alternatif avec relais, dérivé au moyen d’un transformateur de la ligne de service.
- Ce système est basé sur le principe d’éviter tout contact du personnel avec les appareils soumis au courant à haute tension. Comme il a été dit, cela se fait au moyen de l’air comprimé qui agit sur des servo-moteurs actionnant les différents
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- appareils de manœuvre (archets, interrupteurs, controllers, rhéostats) ; on réduit ainsi considérablement l’effort nécessaire tout en assurant la sécurité du personnel.
- Pour l’admission, l’échappement et la régulation de l’air comprimé dans les différentes conduites, on se sert de la commande électrique, effectuée au moyen de relais insérés dans les circuits à basse tension reliés aux controllers, manœuvrés par le wattman, qui sont placés aux deux extrémités de l’abri.
- Cette disposition a permis de réduire considérablement le nombre des conduites à air comprimé nécessaires avec un système de commande pneumatique directe, comme sur les locomoteurs de la Valte-line et en même temps de réaliser une plus grande rapidité de transmission des manœuvres, dont l’ordre de succession a été rendu automatique, ce qui diminue le travail du wattman.
- Avec le système de traction par courant triphasé, grâce aux démarrages à courant constant, et aux vitesses de régime pratiquement constantes, même sous charges variables, il est possible d’,employer la double traction sans appareils spéciaux
- pour le réglage du fonctionnement simultané des deux locomoteurs en vue d’une distribution presque égale du travail. Les différences dans le diamètre des roues des deux locomoteurs qui pourraient sensiblement modifier la distribution théorique de la charge, n’ont pas d’influence grâce à la disposition adoptée d’insérer dans les rotors des moteurs des résistances qui subsisteront après que ceux-ci auront atteint la vitesse de régime, tout en ayant une influence négligeable sur le rendement du système.
- Le système de manœuvré à l’air comprimé pourra toutefois garantir la distribution exacte de la charge entre les deux locomoteurs, dans le cas où l’on voudrait les relier électriquement suivant le principe de la traction par unités multiples adopté dans plusieurs applications de traction électrique par automotrices.
- Les essais effectués sur les lignes de la Valteline et des Giovi avec les nouveaux locomoteurs ont montré qu’ils sont capables de démarrer facilement et rapidement, même sur les rampes les plus fortes, et qu’ils peuvent développer la puissance de 2,000 chevaux pendant une heure.
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- ANNEXE II
- Erratum à l’exposé n° 3, par Mr A. Hruschka.
- Page VIII-118 du tiré à part n° 50 et du Compte rendu (page 2140 du Bulletin de mai 1910 [1er fasc.], 19e ligne du haut, après les termes : « ... avait adressé un questionnaire détaillé aux administrations suivantes », il y a lieu d'ajouter : « (Ce questionnaire a été élaboré par le professeur Dr Gleichmann, rapporteur pour l’Allemagne, dont l’exposé a été publié dans le numéro de février 1910 du Bulletin du Congrès des chemins de fer) ».
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- TABLE DES MATIÈRES
- DU
- VOLUME 19
- 2e SECTION : TRACTION ET MATÉRIEL
- Pages.
- Séance d’installation........................ ................................ 1
- Question V. — Emploi de l’acier. Aciers spéciaux.
- Exposé n° d (littéra B) (tous les pays, sauf l’Amérique, les pays faisant partie de l’Union allemande et la Grande-Bretagne), par Mr Le Blant. (Voir le Bulletin de juillet 4909, p. 615.). .................................................. Y— 5
- Exposé n° 4 (littéra B) (Amérique), par Mr R. L. Ettenger, (Yoir le Bulletin d'avril 1910, p. 1789.)....................................................... Y — 25
- Exposé n° 5 (littéra B) (pays faisant partie de l’Union allemande), par Mr O. Hônigs-
- berg, (Yoir le Bulletin d’avril 1910, p. 2019.)............................ V — 35
- Exposé n° 5 (littéra A) (tous les pays, sauf l’Amérique), par Mr E. Szlabey. (Yoir
- le Bulletin de mai 1910, 2e fasc., p. 2467.). ............................. Y — 79
- Exposé n° 2 (littéra À) (Amérique), par Mr D. F. Crawford. (Voir le Bulletin de mai 1910, 2e fasc., p. 2743.)................................................. V — 159
- Exposé n° 6 (littéra B) (Grande-Bretagne), par Mr W. Worsdell. (Voir le Bulletin
- de juin 1910, p. 3283.).................................................... Y — 245
- Discussion en section ....................................................... V — 255
- Rapport de la 2e section...................................................... Y — 281
- Discussion en séance plénière................................................... Y — 281
- Conclusions................................................................... Y — 286
- Question VI. — Perfectionnements des chaudières de locomotives.
- Exposé n° 1 (littéras A et C) (France, Belgique, Italie, Espagne et Portugal), par
- Mr Nadal. (Voir le Bulletin de juin 1909, p. 481.) ........................YI — 3
- Exposé n° 3 (littéra B) (France, Belgique, Italie, Espagne et Portugal), par Mr C. Dassesse. (Yoir le Bulletin de décembre 1909, p. 1693.).................YI — 31
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- TABLE DES MATIÈRES.
- Exposé n° 4 (littéra B) (Autriche, Hongrie, Roumanie, Turquie, Serbie et Bulgarie) ,. par Mr F. Gerstner. (Voir le Bulletin de février 1910, p. 547.). .
- Exposé n° 2 (littéras A, B et C) (Grande-Bretagne), par Mrs H. Fowler et L. Arcii-butt. (Voir le Bulletin de mars 1910, 2e fase., p. 1389.).....................
- Exposé n° 9 (littéras A et C) (Russie), par Mr N. Antochine. (Voir le Bulletin de mars 1910, 2e fasc., p. 1491.).................................................
- Exposé n° 8 (littéras A et C) (Autriche, Hongrie, Roumanie, Bulgarie, Serbie et Turquie), par Mr Jean Papp. (Voir le Bulletin d’avril 1910, p. 1601.) ....
- Exposé n° 7 (littéra B) (Russie), parMrG. Noltein. (Voir le Bulletin d’avril 1910, p. 1837.).....................................................................
- Exposé n° 6 (littéras A, B et C) (tous les pays, sauf la Russie, l’Amérique, l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Turquie, la Serbie, la Bulgarie, la France, la Belgique, l’Italie, l’Espagne, le Portugal ét la Grande-Bretagne), par Mr K. Steinbiss. (Voir le Bulletin de mai 1910, 1er fasc., p. 2313.). . . .
- Exposé n° 5 (littéras A et B) (Amérique), par Mr H. H. Vaughan. (Voir le Bulletin de mai 1910, 2e fasc., p. 2649.)..............................................
- Supplément à l’exposé n° 6 (littéras A, B et C] (tous les pays, sauf la Russie, l’Amérique, l’Autriche, la Hongrie, la Roumanie, la Bulgarie, la Serbie, la Turquie, la France, la Belgique, l’Italie, l’Espagne, le Portugal et la Grande-Bretagne), par Mr Iv. Steinbiss. (Voir le Bulletin de juin 1910, p. 3295.) .
- Discussion en section. '.....................................................
- Rapport de la 2e section.....................................................
- Discussion en séance plénière................................................
- Conclusions..............................................................
- Annexes : Tableaux comparatifs du service et de la consommation de locomotives à vapeur surchauffée et de locomotives à vapeur saturée des chemins de fer de l’État italien . .......................... . . . . . . .
- Question YII. — Locomotives à vapeur à très grande vitesse.
- Exposé n° 2 (tous les pays, sauf TAmérique), par Mr Courtin. (Voir le Bulletin
- de mai 1910, 2e fasc., p. 2547.).........................................
- Exposé n° 1 (Amérique), par Mr William Garstang. (Voir le Bulletin de juin 1910,
- p. 3169.) . . .........................................................
- Discussion en section . . .................................................
- Rapport de la 2e section....................................................
- Discussion en séance plénière.................................................
- Conclusions.................................................................
- Annexe : Note sur les bandages en acier pour les locomotives à grande vitesse, par le Dr P. II. Dudley.............................................. . . .
- Pages.
- VI — 129 VI — 161 VI — 263 VI — 307 VI — 339'
- VI — 449 VI — 595
- VI — 617 VI — 651 VI — 748 VI — 748 VI — 753
- VI — 755
- Vil — 3
- Vil — 107 VII — 175 VII — 194 VU _ 194 VII — 197
- VU _ 198
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- TABLE DES MATIÈRES.
- 5
- Question VIII. — Traction électrique.
- Exposé n° 1 (Allemagne), par le Dr Gleichmann. (Voir le Bulletin de février 1910, p. 495 ). ...............................................
- Exposé n° 2 (Amérique), par Mr Geo. Gibbs. (Voir le Bulletin de mars 1910, 2e fasc., p. 1555.)..................................... . . . . . .
- Exposé n° 3 (Autriche et Hongrie), par Mr A. IIruschka. (Voir le Bulletin de mai 1910, 1er fasc., p. 2137.)................................................
- Exposé n° 4 (autres pays), par le Dr Wyssung. (Voir le Bulletin de novembre 1910, p. 3887.)........................................................
- Discussion en section........................................................
- Rapport de la 2e section................................... .................
- Discussion en séance plénière................................................
- Conclusions..................................................................
- Annexe I : Note sur l’application de la traction électrique à l’ancienne ligne des « Giovi » par les chemins de fer de l’État italien.......................
- — il : Erratum à l’exposé n° 3, par Mp A. Hruschka....................
- Pages.
- VIH — 3
- VIII — 55
- VIII — 115
- VIII — 217 VIH — 315 VIII — 573 VIII — 575 VIII — 376
- VIII — 577 VIII — 389
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