Manuel du mécanicien de chemin de fer

- - MANUEL
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- - ERRATA
  - Page 78. — 110.
  - — 179.
  - - 182.
  - —-Au lieu de : Fig. 32, baromètre de Torri-celli, lire : Fig. 22.
  - — Ligne 31. Au lieu de : (Fig. 30), lire :
  - (Fig. 29).
  - — Fig. 70. Au lieu de : a fb\ lire : a f b.
  - — La fig. 74 doit être à la place de la tig. 73,
  - et vice-ver ad.
  - — 213. — Lignes 14 et 22. Au lieu de : 1J P’, lire : p p.
  - — 217. — Ligne 10. Au Heu de : v, v, lire : t, t.
  - — 217. — 3e ligne en partant du bas. .4 u lieu de : joint
  - E, lire : joint F.
  - — 228. — Ligne 17. Au lieu de : C’ c’, lire : G c’.
  - — 260. — La fig. 124 doit être à la place de la fig. 123,
  - sans changer les indications placées au-dessous de ces figures.
  - — 273. — Ligne 13. Au lieu de : « pendant le temps l, »
  - lire : « pendant le parcours l »
  - — 276. — Ligne 6. Au lieu de : A’ K, lire : A K.
  - — 312. — Ligne 9. Au lieu de : à 60 0/0 environ, tire :
  - 60 0/0 environ.
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- - BIBLIOTHÈQUE DU MÉCANICIEN
  - MANUEL
  - DU
  - MÉCANICIEN
  - 1 DE
  - CHEMIN DE FER
  - PAR
  - PIERRE GUÉDON
  - Chef de dépôt principal de la traction mécanique à la Compagnie Générale des Omnibus de Paris
  - AVEC 131 FIGURES DANS UE TEXTE
  - PARIS
  - LIBRAIRIE INDUSTRIELLE
  - J. F R1T S GII, ÉDITEUR
  - 30, RUE DU DRAGON, 30
  - 1897
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - Avant-Propos
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  - PREMIÈRE PARTIE
  - Classification des locomotives.
  - Définition de la machine-locomotive 5. •— Classification des locomotives 5. — Machines à roues libres G. — Locomotives Crampton 7. — Locomotives anglaises à roues libres 8. — Locomolives à quatre roues couplées et à deux essieux porteurs 10. — Machines-mixtes à chaudière Flaman do la C1’ de PEst 12. — Locomotives à quatre roues couplées et à bogie 15. — Prises d’eau sans arrêt 23. — Locomotives à quatre roues couplées et à essieu porteur ordinaires 23. — Machines à six roues couplées 24. — Machines huit roues couplées 29. — Macliines-tendem 31. — Chemins de fer à crémaillère 34. — Locomotives électriques 35.
  - DEUXIÈME PARTIE
  - Châssis de la locomotive.
  - Longerons 40. — Boîtes à huile 43. — Suspension 48. — Roues 49. — Bandages 52. — Essieux 53. — Dispositifs employés pour faciliter le passage des essieux dans les courbes 56. — Boites radicales Ed. lloy 59. — Bogie 60. — Locomotive articulée système Mallet 63.
  - TROISIÈME PARTIE
  - Notions élémentaires sur la chaleur, sur les gaz et sur les combustibles.
  - Chaleur, calorique 67. — Pouvoir émissif et pouvoir absorbant des corps 67. — Pouvoir réfléchissant 67. — Coefficient de conductibilité
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- - II
  - TABLE DES MATIÈRES
  - G8. — Coefficient de dilatation des métaux 68. — Coefficient de dilatation de l'eau 69. — Unité de mesure de la chaleur des corps. Calorie
  - 70. — Capacité calorifique ou chaleur spécifique 70. — Changement d’état des corps 70. — Chaleur latente de fusion 70. — Chaleur latente de vaporisation de l’eau 71. — Chaleur totale de vaporisation de l’eau
  - 71. — Propagation du calorique (Modes de) 72. — Formation de la vapeur 73. — Vaporisation 73. — Ebullition 78. — Atmosphère 77. — Baromètre mesure de la pression atmosphérique 74. — Gaz parfaits ou permanents 79. — Gaz non permanents ou vapeurs 79. —Pression d’un gaz 80. — Loi de Mariotte 80. — Vapeur saturée 81. — Vapeur surchauffée 82. — Combustibles (composition des) 84. — Pouvoir calorifique 88. — Pouvoir vaporisateur 88. — Houille 89. — Anthracite 89. — Briquettes 90. — Emploi du pétrole comme combustible 91.
  - QUATRIÈME PARTIE
  - La chaudière.
  - Foyers 94. — Foyer Belpaire 95. — Foyer Ten Brinclc 97. — Foyer Tcu Brinclc Bonnet 99. — Foyer cubique ordinaire 102. — Voûtes en briques 102. — Chargement du combustible dans les divers foyers 106. — Formation du foyer 107. — Ciel de foyer système E. Polonceau 111. — Métal des foyers 112. — Corps cylindrique 113. — Tubes à fumée 117. — Dilatation des chaudières 118. — Longueur des tuhes à fumée (Expériences de M. Henry) 124. — Tubes à ailettes système-Serve 125. — Echappement 127. — Economie steam box 128. — Inten site de l'échappement (mesure de F) 132. — Souffleur 134. — Niveau d’eau 134. — Tube photophore 135. — Fermeture automatique des tubes à niveau d’eau 136. — Manomètre 137. — Injecteurs 138. — In-jecteur Friedmann 139. — Injecteur Sellers 140. — Injecteur E. Polonceau 143. — Comparaison entre l’injecteur et la pompe 145. — Dépense de vmpeur des locomotives 147. — Eau d’alimentation (Incrustations) 149. — Eau d’alimentation (Epuration de F) 150. — Réchauffage de l’eau d’alimentation 155. — Prises de vapeur des injecteurs 159. — Régulateur Ed. Roy 164. — Soupape de sûreté 166. — Soupape de sûreté système Adams 167. — Soupape de sûreté des chemins de fer de l’État 168. — Soupape de sûreté Ramsbottom 168. — Explosion des chaudières 169. — Précautions à prendre pour éviter de fatiguer les chaudières 172. — Chaudière Flaman 173. — Disposition E. Polonceau 174.
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - III
  - CINQUIÈME PARTIE
  - Mécanisme.
  - Mécanisme distributeur 175. — Excentriques 176. — Coulisse 177. — Principe du changement de marche 180. — Tiroir 181. — Détente 183.
  - — Avance à l’admission 185. — Avance à l'échappement 186. — Compression 186. — Coulisse de Steplienson 188. — Coulisse de Goocli 189.
  - — Coulisse d’Allen 189. —Distribution Walschaerts 190. —Distribution Joy 191. — Régulation du tiroir 192. — Tableau de distribution 195. — Marche à régulateur fermé 197. — Marche à contre-vapeur 200. — Utilité de l'injection d’eau 204. — Tiroir à coquille 207. — Pression sur les tiroirs 208. — Frottement des tiroirs (travail absorbé par le) 208.
  - — Tiroir Triclc ou Allen 209. — Tiroh's équilibrés 210. — Tiroirs cylindriques système Ricour 211. — Pistons distributeurs 215. — Souche femelle 215. — Segment 215. — Souche mâle 217. — Espace nuisible 219. — Surfaces de condensation 220. — Économie théorique due à l’emploi des tiroirs cylindriques 220. — Précautions à observer dans la conduite des machines à tiroirs cylindriques 223. — Tiroirs en bronze 224. — Tiroirs en fonte 225. — Travail de la vmpeur dans les cylindres (Tracé du diagramme) 225. — Pression ou ordonnée moyenne 229. — Règle de M. Desdouits pour le cran de marche à employer de préférence dans la conduite 232. — Perles de travail de la vapeur (Enumération des) 233. — Distribution système Bonnefond 235. — Distribution système Bonnefond (avantages) 236. — Distribution système Bonnefond (inconvénients) 24 L. — Distribution système Durant et Lencauchez 245. — Distribution système Durant et Lencauchez (Diagramme) 246. — Locomotives compound 247. — Locomotives compound à deux cylindres 249.
  - — Locomotives compound (avantages des; 252. — Locomotives compound à trois cylindres 255. — Locomotives compound à quatre cylindres du chemin de fer du Nord 257. — Locomotives système Woolf de la G1” du Nord 260. — Calage des manivelles dans les machines compound 260.
  - — Locomotives compound du chemin de Lyon 261. — Changement de marche à vapeur de la C1” de l’Ouest 263. — Changement de marche à vapeur système Sterling 264. — Changement de marche à vapeur à contre-poids de vapeur du chemin de fer de Lyon 265. — Mécanisme moteur 266. — Cylindres 266. — Garnitures des tiges de pistons et de tiroirs 268. — Glissières 270. — Bielles 270. — Boutons de manivelle calage 271. — Stabilité des locomotives 273. — Travail de la vapeur à pleine pression 275. — Travail de la vapeu 4 agissant par détente 276.
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- - IV
  - TABLE DES MATIÈRES
  - — Calcul de la pression moyenne effective 278. — Effort de traction maximum des locomotives 278. — Effort résistant de la contre-vapeur 284. — Travail des locomotives (Calcul du) 284. — Résistance des voitures à la marche 287. — Résistance des voitures due aux courbes 288.— Résistance des voitures due aux rampes 288. — Résistance des machines 289. — Établissement des locomotives 292. —Timbre des chaudières 292. — Diamètre des cylindres 293. — Course des pistons 294. — Diamètre des roues 295. — Adhérence 297. — Conduite des locomotives, avaries, etc., 299.
  - TABLES
  - Tableau I, donnant la circonférence, la surface du cercle, les
  - carrés, cubes, etc., des nombres de 1 à 100.................... 310
  - Tableau II, indiquant la température, la pression, la chaleur latente et totale, etc., de la vapeur saturée........................ 319
  - Tableau III. — Poids spécifique , température de fusion de quelques corps, quantité de calories dégagées par la combustion de divers combustibles................................ 320
  - Tableau IV. — Lignes, surfaces, volumes, etc. ................... 321
  - Additions et rectifications....................................... 322
  - Table alphabétique des matières.......................... . . 320
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- - AVANT-PROPOS
  - Une pratique de plus de vingt années des machines à vapeur et des locomotives nous a montré que le métier de conducteur île machines ne s’apprend bien que par une conduite continue et attentive de ces appareils, — celui de mécanicien ou de chauffeur de chemin de fer, principalement.
  - Toutefois les modifications nombreuses apportées depuis peu dans la construction des locomotives, les ont rendues plus compliquées,et il est ainsi plus difficile de saisir le fonctionnement exact de leurs principales parties, et meme des détails, par leur conduite seule.
  - D’un autre coté, le travail élevé que les machines doivent produire pour la remorque de trains de plus en plus lourds et d’une vitesse sans cesse croissante, demande également, de la part du mécanicien, une connaissance parfaite de tous les organes de sa machine, de façon à pouvoir en obtenir le maximum de rendement, et assurer ainsi le service de ces trains en toute sécurité.
  - Les études expérimentales, entreprises depuis un certain nombre d’années par les ingénieurs du service de la traction des diverses Oios, ont permis de déterminer exactement les conditions du meilleur fonctionnement
  - 1
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - a
  - des machines. Sur chaque réseau, les résultats de ces études sont aussitôt portés, sous formes d’instructions, à la connaissance des mécaniciens, qui en tirent tout le profit possible.
  - Mais ceux-ci sont également désireux de eonnaitrc les essais laits sur les autres chemins, soit sur les chaudières, pour augmenter leur puissance de vaporisation ou le rendement du combustible, soit sur le mécanisme de distribution pour mieux utiliser le travail de la vapeur dans les cylindres, soit enfin sur le châssis, dans le but de rendre la machine plus stable sur la voie et sa circulation en courbe plus douce.
  - S’il est possible aux mécaniciens de se renseigner à peu près exaetementsur les essais en cours lorsqu’ils sont effectués sur leur réseau, il n’en est plus ainsi lorsqu’ils sont entrepris sur les réseaux voisins, et à plus forte raison sur ceux avec lesquels ils n’ont aucun point de contact.
  - C’est un peu dans l’intention de satisfairecette curiosité bien naturelle que nous avons entrepris la publication de ce traité ; nous nous sommes surtout appesantis sur les distributions nouvelles — dont on ne peut à première vue saisir les avantages, — en faisant ressortir ces derniers, et en indiquant les précautions particulières à prendre dans la conduite des machines munies de ces distributions.
  - Tous les mécaniciens sont aujourd’hui à môme de se rendre compte d’une manière suffisamment exacte de la façon dont la combustion s’opère dans le foyer, puis comment la vapeur est produite dans la chaudière et ensuite utilisée dans les cylindres.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 3
  - Ils peuvent très bien également arriver à connaître le rendement de ce combustible et de cette vapeur, ainsi que le travail accompli à un moment quelconque par leur machine.
  - Dans la composition de notre traité, nous sommes partis de ce point que le mécanicien et le chauffeur connaissent pratiquement leur métier, et nous avons seulement cherché à leur expliquer les raisons qui les font, ou doivent les faire agir plutôt dans un sens que dans un autre, dans la conduite du feu et de la marche ; — puis à satisfaire leur légitime curiosité sur les points que nous venons d’énumérer.
  - Toutefois, pour les jeunes mécaniciens, ou pour les chauffeurs qui aspirent à le devenir, et qui ne possèdent pas la pratique de leurs camarades qui marchent depuis plusieurs années à leur compte, nous avons passé en revue dans le courant de notre travail tous les organes de la locomotive, et donné également des notions générales sur la conduite, — en dehors des indications spéciales à chaque système nouveau.
  - Nous avons consulté, avant d’entreprendre notre travail, les principaux traités ou articles de revues scientifiques concernant les machines à vapeur et la locomotive publiés à ce jour et notamment le Manuel du mécanicien de MM. Gustave Richard et Bâclé, le Traité des machines marines de Ledieu, la collection de la Revue générale des Chemins de fer, des Bulletins de la Société des Ingénieurs civils, etc., et nous avons enfin mis dans notre rédaction quelques idées ou remarques personnelles qui nous ont été suggérées par la pratique.
  - Nous serons satisfait si notre traité développe chez les
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - mécaniciens et chauffeurs le goût du travail et l’esprit d’observation et de raisonnement indispensables aujourd’hui pour obtenir des locomotives, et dans les meilleures conditions possibles, toute la puissance qu’elles peuvent réaliser.
  - Pi EURE Guédon.
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- - IsÆ .A. 3NT XJ E L
  - DU
  - MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - PREMIÈRE PARTIE. — CLASSIFICATION DES LOCOMOTIVES
  - EXAMEN DES PRINCIPAUX TYPES DES DIVERS RÉSEAUX (I).
  - Définition de la machine-locomotive. — La définition que l’on donne de la locomotive est la suivante :
  - C’est une machine à vapeur horizontale, à deux, trois ou quatre cylindres, à détente variable et sans condensation, portée, avec son générateur, sur un certain nombre de roues par l’intermédiaire d’un cadre ou châssis et de ressorts ; et dont le travail, appliqué à un ou deux essieux moteurs, est utilisé pour opérer la traction des trains sur les lignes de chemin de fer.
  - CLASSIFICATION DES LOCOMOTIVES
  - Les locomotives actuelles peuvent se diviser en cinq genres principaux et bien distincts, savoir :
  - Les machines à essieux indépendants, dites aussi à roues libres.
  - (I) Ce chapitre devrait être plutôt placé vers la fin du volume, mais on serait, croyons-nous, naturellement porté il le parcourir d’abord ; c’est ce qui nous a engagé à le placer au commencement.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les machines à quatre roues accouplées.
  - Les machines à six roues accouplées.
  - Les machines à huit roues accouplées.
  - Les macMnes-tcnclers.
  - Machines à roues libres. — Les machines à roues libres ont été emplo)rées pendant très longtemps, sur la plupart des lignes françaises, pour remorquer les trains express ; mais par suite de l'augmentation de la charge des trains due à l’adjonc* tion dans la plupart d’entre eux de voitures de 2°, puis de 3e classe, elles ont été remplacées dès 1870, — et même avant, sur quelques réseaux, notamment sur celui de l’Ouest, enlSoo, et sur celui de l'Orléans en 1864 — par des machines à quatre roues couplées d’un plus grand poids adhérent, permettant de remorquer des trains plus lourds, tout en conservant à ces trains une vitesse élevée.
  - Fig. i. — Locomotive Flaman à roues libres, de la Cio de l’Est.
  - La Cic de l’Est emploie cependant encore pour remorquer ses trains express à charge moyenne quelques machines Crampion à roues motrices indépendantes de 2m300 ; c’est une locomotive de ce genre, la machine n° 604, (Fig. 1) munie d’une chaudière type Flaman, qui a réalisé la plus grande vitesse aux essais qui ont eu lieu vers le milieu de l’année 1890
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- - MAN DEL Dü MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 7
  - entre les types de machines d’express des grandes Cios françaises.
  - La machine 604 a atteint la vitesse de 144 kilomètres à l’heure dans l’essai haut-le-pied, et la vitesse de 98 kilomètres en remorquant un train de 160 tonnes.
  - La Gic d’Orléans emploie aussi, pour remorquer des trains directs à faible charge sur des sections dites cle niveau, c’est-à-dire à rampes maxima de 5 millimètres, des machines à roues libres de 2 mètres de diamètre qui, utilisées à de tels trains, font un très bon service, dépensant peu et étant d’un entretien facile.
  - Ces machines ont été construites en 1864 et étaient alors destinées à remorquer les trains express, mais elles ne répondent plus aux exigences de ce service, — dans lequel elles ont été remplacées, depuis longtemps déjà, comme nous venons de le voir, par des machines beaucoup plus puissantes.
  - Locomotives Crampton. — La machine à essieux indépendants qui a eu le plus de succès en France, est la locomotive Crampton, qui a été très longtemps employée par les Cil's du Nord, de l’Est et de Lyon. Une de ces machines, construite en 1849 pour la Ci0 du Nord, et ayant fourni le parcours de 1.101.425 kilomètres, figurait à l’Exposition de 1889 dans le bâtiment spécial de la société des Anciens Etablissements Cail, qui l’avait construite.
  - On sait que la locomotive Crampton est caractérisée par la position de l’essieu moteur à l’arrière du foyer. Par cette disposition, on a pu donner aux roues motrices un très grand diamètre, tout en abaissant le centre de gravité de la chaudière et en donnant par conséquent une grande stabilité à la machine. Cette stabilité est encore augmentée par la position des cylindres, qui sont placés entre le 1er et le 2e essieu, — très près, par conséquent du centre de gravité de la machine — ce qui ne donne lieu ainsi qu’à de faibles déplacements de l’ensemble de la locomotive lorsqu’elle court sous vapeur. Cette stabilité, jointe à une dépense peu élevée de combustible
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - et à une grande facilité d’entretien, avait fait adopter la locomotive Crampton dès son apparition par la plupart des Cics françaises pour remorquer leurs trains de vitesse, elle n’a été abandonnée que lorsque la charge de ces trains a dépassé 100 tonnes (l).
  - De 1849 à 1859, soixante locomotives semblables furent construites par les Etablissements Cail pour le compte de la C"’ du Nord; au Ie1'mai 1889, 34 d’entre elles étaient démolies, après un parcours moyen d’environ 900.000 kilomètres ; — la mo)renne des parcours de celles qui restaient en service atteignait 1.125.000 kilomètres.
  - Jusqu’en 1871, ces machines ont fait, seules, le service des trains express sur le réseau du Nord, puis elles ont continué ce service jusqu’en 1881, concurremment avec des machines à 4 roues couplées. — Depuis 1881, elles remorquent les trains omnibus légers, en attendant leur démolition.
  - Locomotives anglaises à roues libres. — En Angleterre, les machines à roues libres de grand diamètre (Fig. 2) jouissent toujours près des ingénieurs d’une faveur marquée, et elles y sont presque aussi employées que les machines à 4 roues couplées pour remorquer les trains de vitesse. — Quelques Cies même, notamment celle du Great Northern (Grand chemin du Nord), à la suite d’essais comparatifs entré ces deux types de locomotives, ont décidé d’employer exclusivement pour ce service, des machines à roues libres, — auxquelles elles trouvent les avantages suivants, comparées aux machines à roues couplées :
  - Dépense de combustible moins élevée.
  - (1) La Ci0 de l’Est, en portant dans la locomotive n° 604 la charge reposant sur l’essieu moteur à 16 400 kg, a beaucoup augmenté l’adhérence de cette machine, qui a pu ainsi remorquer un train de 194 tonnes en wagons vides à la vitesse moyenne de 75 kilomètres à l’heure entre Châlons-sur-Marne et Cliàteau-Tliierry. Dans les premières locomotives Crampton. le poid adhérent atteignait seulement 10 tonnes.
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  - Usure moindre des bandages et des rails, malgré une plus forte charge, allant jusqu’à 17 tonnes, sur l’essieu moteur, Diminution dans les frais d’entretien,
  - Allure meilleure sur la voie,
  - Installation plus facile du foyer.
  - Enfin, possibilité de réaliser de plus grandes vitesses.
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  - Fig. 2. — Locomotive anglaise à roues libres.
  - Cependant, en ce qui concerne ce dernier point, dans des essais faits en août 1888 de Londres à Edimbourg, des machines à 4 roues couplées de 2 mètres à 2m20 de diamètre ont fourni des vitesses de marche aussi élevées —. 88 à 93 kilomètres à l’heure — que des machines à roues libres de 2m47 de diamètre. — En retour, ces dernières machines ont remorqué, sur des sections en rampes de 3 et 13 millimètres d’inclinaison et de 32 et 15 kilomètres de longueur, des charges de 110 et 85 tonnes, — le poids de la machine et du tender non compris, — à des vitesses moyennes de 75 et 50 kilomètres, et dans d’aussi bonnes conditions que les machines à 4 roues couplées faisant le même service*
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Tout dernièrement encore — en août 1895 — des locomotives à essieux indépendants ont remorqué pendant tout un mois entre Londres et Aberdeen (Ecosse) — distance 837 kilomètres — à une vitesse commerciale de plus de 100 kilomètres à l’heure, et à une vitesse réelle atteignant fréquemment 120 et même 130 kilomètres, des trains de 120 tonnes et plus.
  - La surface adhérente du bandage sur le rail augmentant avec le diamètre des roues, on donne pour cette raison, en Angleterre, dans les machines à roues libres, un très grand diamètre — allant jusqu’à 2m50 — aux roues motrices. Ces grands diamètres ont également pour elfet de diminuer, pour une môme allure de la locomotive, la vitesse des pistons et du mécanisme, et de favoriser le roulement de la machine.
  - Locomotives à. 4 roues couplées. — Comme nous l’avons dit, les locomotives à 4 roues couplées sont employées aujourd’hui par toutes les Cics françaises pour remorquer leurs trains express. Les chemins d’Orléans, de Lyon et de l’Etat ajoutent à ces roues 2 essieux porteurs (1), l’un à l’avant, l’autre à l’arrière ; ce dernier a pour but de supprimer le porte-à-faux du foyer, — auquel on peut alors donner de plus grandes dimensions, — et de rendre ainsi la machine plus stable sur la voie.
  - Les machines nos 101 à 103 (Fig 3), de la Ci0 d’Orléans peuvent (2) remorquer en été,dans les condilionsles plus défavo-
  - d) Dans scs dernières locomotives Compound à grande vitesse, la G’* de Lyon a remplacé ces deux essieux porteurs par un bogie placé à l’avant. Elle a également transformé en machines à bogie un grand nombre des locomotives à 4 roues couplées ci-dessus.
  - (2) Toutefois elles sont, en raison de leur grande puissance, plus spécialement utilisées pour faire les trains d'exploitation les plus chargés entre Paris et Orléans. Les trains rapides (d'un poids de 200 tonnes environ) entre Paris et bordeaux, sont fait par les locomotives des séries 265 à 400, 51 à 76 à roues de 2 mètres, timbrées à 11 kilogrammes et par les locomotives 77 à 86 timbrées à 15 kg. avec détendeur réglé n 11 kg.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DÉ FER
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  - râbles, une charge de 224 tonnes à la vitesse de 75 kilomètres à l’heure sur la ligne de Paris à Bordeaux, comportant une rampe de 8 millimètres et de nombreuses rampes de 5 millimètres.
  - La longueur totale de la ligne est de 578 kilomètres, et le trajet est fait en 7 h. 54, ce qui donne une vitesse commerciale de plus de 73 kilomètres à l'heure.
  - En déduisant les démarrages , les arrêts et les ralentissements, on trouve que la vitesse moyenne de marche est supérieure à 80 kilomètres, et doit atteindre fréquemment 00 kilomètres à l’heure. C’est l’un des trains les plus rapides des réseaux français.
  - Les machines 101 et 102 pèsen t en charge, 56t,300, et ont un poids adhérent de 32 360 kg ; le diamètre des lindres est de 0,45 et la course des pistons de 0,70 chaudière est timbrée à 13 kg.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE EER
  - Aux essais de 1890 dont nous parlons plus haut, la machine 101 a remorqué un train de 294 tonnes à la vitesse soutenue de 82 kilomètres à l’heure, malgré un vent violent. La machine Compound du chemin de Lyon qui prenait part à ces essais a remorqué le même train à la vitesse de 84 kilomètres.
  - Le chemin de fer d’Orléans possède aussi des locomotives à voyageurs à distribution système Durant et Leneauchez, remarquables par leur rapidité de démarrage et par la vitesse qu’elles peuvent atteindre en palier et dans les pentes. — En remorquant des trains de 150 tonnes, ces machines atteignent en service courant la vitesse de 105 à 108 kilomètres à l’heure sur des pentes de 2mm,5, alors que la vitesse réalisée sur le même profil par des machines à tiroirs plans faisant le même service n’excède pas 90 à 92 kilomètres. En outre, les premières réalisent sur les secondes une économie de vapeur de 11 °/0 en moyenne.
  - Machines mixtes à chaudière Flaman du chemin de l’Est. — A la suite des essais de 1890, également, la Cie de l’Est a fait construire dans ses ateliers d’Epernay douze locomotives à grande vitesse, à deux eèsieux accouplés et à bogie (Fig. 4) munies de la chaudière Flaman expérimentée sur la locomotive Crampton n° G04.
  - Ces locomotives, d"un poids de 50 tonnes à vide et de 56 tonnes en ordre de marche, peuvent remorquer entre Paris et Troyes, (distance 107 kilomètres, rampes maxima : 6 millimètres) un train de 24 voitures à la vitesse moyenne de marche de 75 kilomètres à l’heure.
  - A la vitesse de 100 kilomètres, la charge remorquée peut atteindre 140 tonnes.
  - La surface de grille de ces machines est de 2m2,45, avec une longueur de 2m,36 ; la surface de chauffe directe est de 15m2,86, et la surface de chauffe totale de 180m2,21.
  - Le volume de l’eau contenue dans la chaudière est de 6.154 litres, et le volume utilisable, sans qu’il soit besoin d’ali-
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  - menter, de 1680 litres. Cela permet à la locomotive de parcourir 12 à 15 kilomètres à un train lourdement chargé sans obliger à alimenter la chaudière.
  - Le mécanisme est bien en proportion avec la chaudière; les cylindres ont 0.500 de diamètre et 0,660 de course de pistons, et l’effort de traction théorique s’élève à 9473 kg.
  - La Cie du Midi emploie pour ses trains express un type de locomotive dérivé de la Crampton, comme les machines de l’Est.
  - Il co m porte (Fig. 4 bis) un essieu porteur à l’avant, et deux
  - essieux couplés, à "l,'''iair:
  - roues de 2 mètres, qui comprennent le foyer entre eux.
  - Machine à grande vitesse à chaudière Flaman, des chemins de l’Est.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Les cylindres sont extérieurs et disposés entre l’essieu porteur et le premier essieu couplé ; les tiroirs sont placés horizontalement au-dessus des cylindres, le mouvement de distribution est extérieur également.
  - L’essieu moteur est l’essieu d’arrière, la bielle motrice a ainsi une très grande longueur (près de 9 fois le rayon de la manivelle).
  - Fig. 4 bis, — Locomotive a grande vitesse de la Compagnie du-Midi.
  - La chaudière a aussi la forme Crampton, elle est timbrée à 10 kg. Dans les dernières machines, les 3 soupapes de sûreté sont à charge directe.
  - Les cylindres ont 0,44 de diamètre, enfin les longerons sont intérieurs aux roues.
  - Ce type de machine est très stable sur la voie, et fait un excellent service.
  - Une machine semblable, envoyée par la Cie du Midi pour prendre part aux essais effectués sur le réseau de Lyon en 1890, a réalisé la vitesse de 138 kilomètres à l’heure dans la marche haut-le-pied,venant immédiatement après la Crampton de l’Est,
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  - Le tableau que nous donnons plus loin (page 20) montre que ces machines réalisent, aux express de Bordeaux à Cette, assez lourdement chargés, une vitesse moyenne de marche de 75 kilomètres à l’heure. En cas de retard, celte vitesse est assez facilement dépassée, et on voit d’ailleurs que le trajet de Bordeaux à Langon est eiïectué à la vitesse de 84 kilomètres.
  - La plupart des machines à 4 roues couplées destinées à remorquer les trains omnibus et mixtes sur tous les réseaux n’ont, qu’un seul essieu porteur à l’avant, (Fig. 5) et dans le but de diminuer le porte-à-faux du foyer, on place parfois l’essieu accouplé sous ce foyer ou môme tout à fait à l’arrière ; l’essieu porteur d’avant est aussi remplacé dans les dernières machines express du P.-L.-M. du Midi, de l’Est et de l’Ouest,, et dans un grand nombre de locomotives du Nord, par un bogie ou avant-train américain à 4 roues qui pivote autour d’un axe vertical situé généralement à son centre de figure et sur lequel repose l’avant de la machine : ce dispositif permet à ces machines d’entrer sans chocs dans les courbes, même aux très grandes vitesses, et en même temps il atlénue les réactions que les machines font supporter à la voie par suite de leur mouvement de lacet. (Le bogie a été appliqué en Amérique pour la première fois en 1831).
  - Locomotives à 4 roues couplées et à bogie. —
  - Les machines à 4 roues couplées et à bogie du chemin de fer du Nord type 1877 remorquent, à la vitesse de 65 kilomètres, des trains de 20 voitures sur des profils accidentés, en dépensant seulement 10 kg de charbon tout-venant par kilomètre.
  - La puissance d’un certain nombre de ces machines été notablement augmentée en 1890; on les dénomme les outrance (1) modifiées (Fig. 5) ; le foyer a été garni d’un bouilleur Ten-Brinck, le timbre de la chaudière porté de 10 à 12 kg et
  - (1) Le premier type outrance à essieu porteur, date de 1871, époque à laquelle il a commencé à remplacer les Grampton.
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- - munie de surfaces de moindre résistance.
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  - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - le diamètre des cylindres de 432 à 480 millimètres. Dans un
  - train d’expériences, l’une d’elles a pu ainsi remorquer de CreiL
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  - à Paris — 20 kilomètres en rampe de 5 millimètres — une charge de 190 tonnes à la vitesse de 72 kilomètres à l’heure. Pendant tout le trajet, la pression s’est maintenue au chiffre du timbre, et le niveau de l’eau a été tenu constant par une alimentation continue à l’aide des Gilïards.
  - En 1892, la Cic du Nord a mis en service des locomotives compound à 4 cylindres (Fig. 6) qui remorquent couramment sur la môme rampe de Creil à Paris, des trains de 140 tonnes à la vitesse réelle de 85 kilomètres, et de 200 tonnes à celle de 75 kilomètres. En cas de retard, ces machines développent sans trop de difficultés, un travail de 1 000 à 1200 chevaux de 75 kilogrammètres (1) dans les cylindres.
  - Ee chemin de fer du Midi et celui de l’Ouest possèdent aussi deux locomotives semblables, et le chemin de fer de l’Etat six, avec seulement quelques différences apportées dans les détails.
  - Ea Cic P.-L.-M. a mis récemment en service un lot de 40 locomotives à grande vitesse, compound et à bogie, dites locomotives à bec, sur lesquelles toutes les surfaces normales à la voie ont été remplacées par d’autres surfaces faisant un angle de 45° avec l’axe longitudinal de la machine, ou avec le plan de la voie, — et cela dans le but de réduire la résistance opposée par l’air à la inarche, laquelle devient considérable
  - (i) Le kilogrannnètrc représente ]e travail qu’il faut produire pour élever un poids de 1 kg à 1 mètre de hauteur (ou un travail équivalent).
  - Le cheval-vapeur est un multiple du kilogrammètrc auquel on a uni l'idée de temps ; c’est le travail qu’il faut développer pour élever en une seconde un poids de 75 kgs à 1 mètre de hauteur.
  - Enfin, on appelle travail d’une force, le produit; de l’intensité de cette force par le chemin parcouru, par son point d’application, estimé suivant sa direction.
  - Pour qu’il y ait travail, il faut à la fois effort exercé et chemin parcouru. Ainsi, une locomotive qui ne démarre pas, ne produit aucun travail, lors même que la vapeur entre à pleine pression dans les cylindres.
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  - Fig. 5. — Locomotives compound à grande vitesse du chemin de fer du Nord.
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  - aux grandes vitesses (1). Ces machines remorquent aux trains rapides, entre Paris et Marseille, des trains de 200 tonnes et plus,, en réalisant fréquemment des vitesses de 90 à 100 kilomètres à l’heure.
  - Tous ces résultats, plus remarquables les uns que les autres, montrent à quel degré de puissance et de perfection on est parvenu dans la construction de la locomotive — car les machines à marchandises et mixtes donnent des résultats proportionnellement aussi beaux, .— en môme temps qu’ils indiquent de la part des mécaniciens et chauffeurs une habileté professionnelle tout à fait hors de pair.
  - Nous indiquons du reste, ci-dessous, les trains que nous croyons les plus rapides des réseaux français, avec leur vitesse commerciale et les vitesses moyennes démarché. Ces dernières sont à tout instant dépassées, car dans le temps perdu, nous ne comptons pas les ralentissements aux bifurcations et à certains points dangereux du parcours, ni l’amoindrissement de la vitesse dans les rampes, qui obligent à marcher beaucoup plus vite dans les endroits favorables de la ligne. Les vitesses maxima tolérées par lesdiverses Ciessont certainement réalisées fréquemment ainsi. Ces vitesses sont pour le Nord, leP.-L.-M. et l’Orléans de 120 kilomètres à l’heure.
  - (1) Déjà en 1884 M. Desdouits, ingénieur en chef des chemins de fer de l’Etat, avait, à la suite d’expériences, substitué aux surfaces normales d'une machine à grande vitesse, d’autres surfaces à 3 de base pour 4 de hauteur, en même temps qu'il remplissait les intervalles des rayons des roues par des plateaux en bois ("voir l'ig. 5).
  - A la vitesse de 70 kilomètres à l’heure, l’augmentation de rendement en travail utile qui en résultait dépassait 10 °/°.
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- - Réseaux Numéros des trains Parcours G.' 3 b- o b rt «j Ut Hei U es '3, 3 1 d arrivée 1 Durée totale du trajet minutes Nombre d’arrêts Stationnement dans les gares minutes Perte de temps totale par le fait des arrêts, en cotn- tant 1' pour ralentissement à chaque arrêt, et 2' pour le démarrage, minutes (1)
  - heures heures
  - 29 Paris-Reims 136 8,20 10,20 120' 1 » • V .>
  - Est . .
  - 1 38 l Belfort-Paris 143 11,36 6,23 407 4 20 32
  - ! 82 Bordeaux-Paris 618 7,25 6,50 685 18 57 111
  - Etat
  - ) 87 Courlalin - Chateau-du-Loir 77 11.7 12,29 82 3 A 13
  - | 121 Bordeaux-Celte 476 7.25 2,55 450 9 42 69
  - Midi . )
  - |lOi Bordeaux-Langon 42 8 8,33 33 1 » 3
  - / 16 Boulogne-Paris 254 2,35 5,30 195 2 5 11
  - Nord .< 9 Paris-Calais 295 11,30 3,32 212 2 5 il
  - 317 Paris-Longueau 126 7,30 9 90 1 » 3
  - i Paris-Bordeaux 578 9,35 5,29 474 6 24 42
  - Orléans ti
  - i 7 Les Aubrais-Sl-Pr0-d-Corps 112 11,13 12,36 83 1 » 3
  - i Paris-le-Havre 228 7,55 11,25 210 2 5 11
  - Ouest .<
  - 5 Chartres-le-Mans 123 1,11 2,59 108 1 » 3
  - 2 Marseille-Paris 863 9 10 780 7 50 71
  - 1 Valence-Avignon 134 7,2 8,35 92 1 » 3
  - (1) Il y a quelques années encore, lorsque les trains étaient moins chargés et marchaient à une allure moins rapide, om comptait seulement 1 minute pour perte de temps pour la mise en vitesse après chaque arrêt. Aujourd'hui, avec les vitesses de marche et les charges élevées des train? express, il faut compter 2 minutes pour la perte de temps due, après chaque arrêt, à la remise en vitesse.
  - Dans des essais récents faits de Paris à Orléans, des locomotives très puissantes à
  - Vitesse commerciale
  - Vitesse moyenne de marche
  - 156 120 X 60 — 7gkm 156 117 X 60 — 80km 156 k ni de Paris h Reims.
  - 442 407 X 60 = 65, 9 443 375 X 60 70, 9 167 de Paris à Troyes.
  - 618 685 X 60 — 54, 1 618 574 X 60 — 64, 6 77 de Chartres à Versailles.
  - 77 82 X 60 = 56, 3 77 69 X 60 67 4-1 de Chateau-du-Loir à Courlaluin.
  - 476 450 X 60 63, 5 476 381 X 60 — 75 79 de Bordeaux à Marmamle.
  - 42 33 X 60 = 76, 4 42 33 X 60 84 42 » a Langon.
  - 254 195 X 60 = 78, 1 254 184 X 60 — 82, 8 131 d’Amiens à Paris.
  - 245 222 X 60 = 79, i 295 173 X 60 83, y 164 de Paris à Boulogne.
  - 126 90 X 60 = 84 126 87 X 60 87 126 de Paris à Longueau.
  - 578 474 X 60 73, 2 578 432 X 60 — 79, 3 119 de Paris aux Aubrais.
  - 112 83 X 60 — 81 112 80 X 60 ~ 84 112 des Àubrais à Sf-Pierre-des-Corps
  - 228 210 X 60 X 65, 1 228 199 X 60 = 68, 7 140 de Paris au Havre.
  - 123 108 X 65 — 68, 3 122 105 X 60 — 70, 3 103 de Paris au Mans.
  - 863 780 X 60 = 66, 4 863 709 X 60 — 73 160 de Dijon a La Roche.
  - 124 92 X 60 — 80, 9 124 89 X 60 — 83, 6 124 de Valence à Avignon.
  - Plus 1 ong parcours sans arrêt
  - 4 essieux couplés remorquant des trains de 150 tonnes ont mis près de 6 minutes, a chaque démarrage, pour atteindre la vitesse de marche do 80 kilomètres à 1 heure, le chemin parcouru pendant ce temps étant seulement de 5 kilomètres. _ .
  - Or, celte distance aurait été franchie en moins de 4 minules^ si le train avait marche a la vitesse constante de SO kilomètres : le temps perdu chaque fols pour le démai rage était donc Lien de 2 minutes.
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  - Dans ce tableau, les trains du réseau de l’État occupent le dernier rang, comme vitesse, mais cela tient aux exigences de l’exploitation et aux difficultés de la ligne, qui comprend des courbes nombreuses d’un rayon de 500 mètres et de longues rampes de 10, 12 et 15 millimètres (Une rampe presque contenue de 10 millimètres d’inclinaison et de 29 kilomètres de longueur existe entre Niort et Champdeniers.)
  - En 1890, dans un train du service régulier, la machine à tiroirs cylindriques n° 2520, de lm-,6i seulement de surface de grille a remorqué sur une rampe continue de 10 kilomètres de longueur et de 10 millimètres d’inclinaison un train de 187 tonnes à la vitesse soutenue de 57 kilomètres à l'heure, en développant dans les cylindres un travail de 1000 chevaux environ.
  - La môme locomotive a remorqué dans le parcours de Thouars à Chartres, 238 kilomètres, comprenant la rampe de 10 kilomètres ci-dessus, et une autre rampe de 2 kilomètres de longueur et de 15 millimètres d’inclinaison, au pied de laquelle se trouve la station de Brou, où s’arrêtait le train, IG voitures à voyageurs ou fourgons et 7 wagons à marée faisant un tonnage de plus de 300 tonnes, à la vitesse nominale de 62 kilomètres à l’heure et en gagnant encore avec facilité 18 minutes dans le parcours, tout ce qu'il y avait à, gagner, suivant l’expression du mécanicien.
  - La consommation de cette machine est seulement de 50 kg de charbon (briquettes) par 1 000 tonnes kilométriques, et de
  - 7 kg par kilomètre, pour un tonnage moyen de 150 tonnes.
  - Les locomotives à distribution Bonnefond qui assurent actuellement le service des trains express sur ce réseau, remorquent en été des trains de 220 tonnes et plus à la vitesse nominale de 70 kilomètres à l’heure en dépensant seulement
  - 8 kg de charbon par kilomètre. Ces machines ont lm2,92 de surface de grille et sont timbrées à 12 kg.
  - En réalité, les mécaniciens des différents réseaux français ri-
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  - vahsent d’habileté et de dévouement dans'fl’accomplissement de leur tâche, et s’ils n’arrivent pas également à faire produire aux locomotives le meme rendement en vitesse et en charge remorquée, c’est uniquement les difficultés inhérentes au profil des lignes et les conditions particulières d’exploitation des réseaux qui en sont cause.
  - Le plus long parcours effectué sans arrêt en Europe, doit être celui de Londres à Crewe, 255 kilomètres, sur la ligne de Londres à Edimbourg, appartenant à la Cic « London and North Western. »
  - Prises d’eau sans arrêt. — Les locomotives qui assurent ce service devraient avoir, pour effectuer un pareil trajet, des tenders d’une contenance en eau de 20 à 25 mètres cubes, si la ligne n’était munie de prises d’eau système Ramsbottom. Ces prises d’eau consistent en une sorte d’auge en tôle, longue de 200 à 500 mètres, installée sur les traverses même de la voie dans une partie en palier, et maintenue constammeut pleine à l’aide d’un réservoir situé à proximité.
  - Le tender est muni d’un tuyau à genouillère, dont la partie inférieure est terminée par une sorte d’écope,que le chauffeur abaisse rapidement lorsque la machine arrive au-dessus de l’auge.
  - Par la vitesse du train, l’eau monte avec force dans le tuyau et on peut ainsi approvisionner plusieurs mètres cubes d’eau dans un parcours de 2 ou 300 mètres.
  - Ce dispositif permet d’avoir des tenders relativement légers, et, par suite, d’augmenter un peu le poids du train à remorquer, — ou bien, pour le même poids de train, de réaliser une vitesse plus élevée.
  - Autres locomotives à 4 roues couplées. — La plupart des Compagnies emploient aussi, pour remorquer leurs trains omnibus ou mixtes sur des sections à faibles déclivités, des machines à six roues, dont quatre couplées de 1,65 à 1,80 de
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  - diamètre ; le lover y est généralement en porte-à-faux et l’essieu porteur placé à l’avant.
  - Cependant, dans quelques machines de l’Est et de Lyon, l’essieu porteur se trouve placé à l’arrière ; celte disposition est mauvaise lorsque les roues motrices et accouplées ont un grand diamètre et que les machines sont appelées à faire le service sur des lignes avec courbes de faibles rayons. Le rail extérieur étant attaqué par une roue d’un grand diamètre, cette circonstance augmente, en effet, le cisaillement des boudins et leur usure, et rend la machine plus sujette à dérailler, l’intersection des boudins par le plan des rails étant notablement plus grande qu’avec des petites roues. Les chocs dans les entrées en courbe sont par conséquent aussi plus forts et tendent davantage à disloquer la machine ainsi que la voie. Enfin, quand il faut changer l'essieu d’avant pour rafraîchir les boudins, on doit lever entièrement la machine et rafraîchir en môme temps les bandages des roues du deuxième essieu.
  - Quand l’essieu d'avant est indépendant, au contraire, ce travail est considérablement réduit et des plus simples. Aussi donne-t-on aujourd’hui un faible diamètre aux roues avant des locomotives à 2 essieux couplés.
  - Cependant le Lonclon-Bvighlon-Railway possède des locomotives-express de construction récente, dont les roues accouplées, de lin,980 de diamètre, sont placées à l’avant de la machine et les deux roues porteuses à l’arrière. Cette disposition présente toutefois un avantage, elle évite le porle-à-faux du foyer et permet, par conséquent, de lui donner de grandes dimensions tout en rapprochant le plus possible les essieux couplés afin de faciliter l’inscription de la machine dans les courbes ; en outre, on peut avoir avec cette disposition un plus grand poids adhérent qu’en accouplant les deux essieux d’arrière.
  - Machines à six roues couplées. — Il y a deux genres de machines à 3 essieux couplés : celles qui sont destinées à
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  - remorquer des trains mixtes à des vitesses variant de 35 à GO kilomètres sur des profils accidentés, ou des trains de marchandises à marche rapide sur les grandes lignes —, et les machines destinées à remorquer sur toutes les sections des trains de marchandises marchant à des vitesses de 25 à 45 kilomètres.
  - Les premières — la plupart sont du type classique dit Bourbonnais —, ont des roues de lm,30Û à lm,GOO de diamètre et peuvent traîner, sur des sections comportant des rampes de 15 millimètres, des trains de 175 tonnes à la vitesse nominale de 45 kilomètres ; la vitesse maximum qu’il convient, lorsqu’elles ne sont pas munies de bogie, de ne pas leur faire dépasser — pour ne pas fatiguer outre mesure le mécanisme et la voie par des oscillations trop rapides — est de 65 à 70 kilomètres à l’heure.
  - Ce type de machine se construit depuis quelques années en modèle beaucoup plus puissant.
  - La G‘e d’Orléans a mis ainsi en service, dès 1885, des machines mixtes à trois essieux couplés à roues de lm,500, et un essieu porteur à l’avant, du poids de 53 tonnes en charge, — destinées à remorquer les trains de voyageurs sur ses lignes d’Auvergne présentant des rampes de 20 à 30 millimètres par mètre, et des courbes de 250 mètres de rayon.
  - Les boîtes à huile de l’essieu d’avant sont munies, en outre des plans inclinés permettant le déplacement transversal habituel, d’autres plans inclinés qui permettent à l’essieu de se déplacer également dans le sens longitudinal de la machine. Cet essieu peut ainsi prendre un certain mouvement de rotation et venir converger vers le centre des courbes, dans lesquelles il s’inscrit alors très facilement et sans secousse.
  - La machine est aussi reliée au tender par un attelage convergent, qui facilite également l’inscription de tout l’ensemble de la locomotive ; ces deux dispositions ont augmenté notablement la durée des bandages des roues d’avant de la machine ;
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  - en même temps, la résistance de cette dernière clans lescourbs-est trouvée diminuée, et la voie a été mieux conservée égaleco ment.
  - t?3 O
  - P £
  - La Cie du Midi vient de recevoir de la société Alsacienne des instructions mécaniques, trois locomotives à 6 roues couplées,
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  - compouncl et à bogie, destinées au service des voyageurs sur ses lignes à fortes rampes.
  - Les machines n05 1301 et 1302 doivent assurer la remorque des trains express sur la ligne de Bayonne à Toulouse, d’une longueur de 168 kilomètres, et qui comprend dans un sens une rampe de 32 millimètres d’inclinaison et de 12 kilomètres de longueur, sur laquelle est établi un service de renfort, et 30 kilomètres de rampes de 10,
  - 12 et 15 millimètres 1 — et dans l’autre sens, une longueur accumulée de 30 kilomètres de rampes de 10, 12 et 15 millimètres également.
  - Les roues accouplées ont un diamètre de lm,750 au roulement, ; le foyer est compris entre les deux essieux arrière, sa surface‘de chauffe est de 12m2, et celle des tubes, qui sont à ailettes, de 182m2. La surface de grille est de 2m2,46, enfin le timbre est de 14 kg.
  - Fig 7 (bis).— Locomotive compound à six roues couplées et à bogie du chemin du Midi.
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  - L’empalement total de la machine est de 7m,G00, et son poids, en ordre de marche, de 57t,500.
  - La machine 1401, commandée à titre d’essai, et les autres machines de ce genre qui pourront être construites dans la suite, sont appelées à remplacer sur la ligne Béziers à Neus-sargues — qui présente des rampes exceptionnelles de 27 à 33 millimètres par mètre sur une longueur de 90 kilomètres, soit sur un tiers du parcours environ, et des rampes atteignant jusqu’à 18 millimètres sur les autres parties —, les locomotives du type 801 à six roues accouplées de lm,600 de diamètre et du poids de 38 à 40 tonnes, qui assurent actuellement ce service.
  - Ces dernières machines ne peuvent remorquer sur les sections qui comportent des rampes de 27 à 33 millimètres, qu’une charge de 03 tonnes à la vitesse de 25 kilomètres à l’heure, à la montée comme à la descente. Un a été ainsi obligé d’établir un service de renfort sur celles de ces sections où le trafic est important, et ce renfort est assuré par des machines du type 801 également.
  - Sur les autres sections, ces machines remorquent une charge de 130 tonnes environ à une vitesse moyenne de 50 kilomètres à l’heure.
  - La machine 1401 pourra remorquer un train de 100 tonnes à la vitesse effective de 30 kilomètres, et sans aucun renfort, sur les parties à rampes ou pentes de 33 millimètres, et réaliser la vitesse de 80 kilomètres avec une pareille charge sur les parties faciles de la ligne.
  - La charge pourra aussi être portée à 180 tonnes dans les parcours à déclivités maxima de 18 millimètres.
  - Cette machine pèse 1 tonne de moins que les machines 1301 et 1302, et les roues accouplées ont un diamètre de lm,000 seulement, au lieu de lm,750 ; les autres conditions d’établissement sont les mômes.
  - Les tenders de ces 3 machines ont une capacité, en eau, de
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  - 9m-c-, et en charbon de 3 tonnes ; leur poids total en charge est de 24 tonnes (1).
  - Le diamètre des roues des machines à marchandises à 3 essieux couples est de lm,300 à lm,350 : ces machines peuvent remorquer à la vitesse de 25 kilomètres sur des sections en rampes de 15 millimètres, un train de 250 tonnes.
  - Le Chemin de Lyon emploie depuis 1882, pour remorquer, sur sa grande ligne, des trains de marchandises à la vitesse de 35 kilomètres, des machines à G roues couplées de lm500 de diamètre, et 2 roues porteuses de lm,200 placées sous le foyer, lequel ne se trouve pas ainsi à porte-à-faux.
  - Le poids de ces machines en charge est de 51 tonnes, le diamètre des cylindres est de 54 centimètres. A vitesse de 35 kilomètres, elles remorquent une charge de 400 tonnes sur rampes fictives (2) de 5 millimètres et de 230 tonnes sur rampes de 10 millimètres.
  - Locomotives à huit roues couplées. — Les machines à 8 roues couplées de 1 m,200 à lm,30U de diamètre sont maintenant employées couramment sur toutes les lignes françaises — la C10 de l’Ouest exceptée — pour remorquer des trains de marchandises sur des lignes à fortes rampes, ou des trains très lourds aussi sur les lignes de niveau. Ces machines, d’un poids adhérent généralement supérieur à 50 tonnes, ont des cylindres de 0,50 à 0,54 de diamètre et de 0,60 à 0,6G de course. Sur le réseau de l’Etat, elles remorquent avec beaucoup de facilité aux vitesses de 25 et 30 kilomètres, une charge de 350 tonnes sur
  - (1) Revue générale des chemins de fer, n“ de septembre 1890.
  - (2) Sur le chemin de Lyon, l’indication des rampes comprend aussi l’effet des courbes sur la résistance des trains. Ainsi, si on admet qu’une courbe de 500 mètres oppose à la marche d'un train une résistance de 1 kg par tonne (égale à celle d’une rampe de 1 millimètre), et que.cette courbe soit en même temps en rampe de 5 millimètres, la résistance totale opposée par le train à la marche sera la même que s’il gravissait une rampe de 6 millimètres entièrement en ligne droite. La rampe fictive d,e cette portion de ligne est alors de 6 millimètres.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - des sections à longues rampes de 15 millimètres, jusqu’à 480 tonnes en rampes de 10 millimètres et 700 tonnes en rampes de 5 millimètres.
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  - Fig. .8 — Machine à marchandises à 8 roues couplées du chemin d'Orléans.
  - Les machines Woolf’à 4 cylindres en tandem du chemin du
  - à «/
  - Nord, de 52 tonnes de poids adhérent et timbrées à 10 kilomètres, remorquent à la vitesse réelle de 12 à 23 kilomètres à l’heure, une charge de 900 tonnes sur des rampes de 5 milligrammes d’inclinaison et de 10 kilomètres de longueur, et une charge de 092 tonnes sur rampes de llmm,5, — tandis que les locomotives ordinaires de même puissance, de ce réseau ne remorquent sur les mêmes rampes de llmm,5 que 518 tonnes.
  - La consommation de combustible des premières par 1000 tonnes kilométriques, est de 38k,6 seulement, — inférieure de 16 °/0 à celle des secondes.
  - Le chemin de Lyon emploie pour remorquer les trains de voyageurs mixtes, et de marchandises, sur ses lignes à longues rampes de forte inclinaison, et aussi les trains de marchandises à vitesse accélérée sur profils plus faciles, des locomotives compound à huit roues couplées de lm,500 de diamètre, qui peuvent marcher à des vitesses de 45 à 50 kilomètres à l’heure aux trains de voyageurs.
  - -iJQQ.
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  - La charge normale de ces locomotives, sur rampes fictives de 4mm,75, est de près de 600 tonnes pour la vitesse de 30 kilomètres, — et de 336 tonnes pour la vitesse de 50 kilomètres sur rampes fictives de 4 millimètres.
  - Machines-tenders. — Notre classification se termine par les machines-tenders, qui sont employées aux manœuvres de gare, ou à remorquer des trains de peu de parcours — tels que ceux de la banlieue de Paris, — pour lesquels un faible approvisionnement d’eau et de combustible est suffisant, ce qui ne nécessite pas alors un tender spécial.
  - Ces machines sont généralement à 6 roues couplées, de lm,300 de diamètre environ, lorsqu’elles sont affectées aux manœuvres de gare (Fig. 8 Ms) et de lm,500 à lni,560 lorsqu’elles sont appelées à remorquer des trains de banlieue. (Fig. 8 ter.)
  - - _ .
  - ----H •
  - - -^c-
  - (_bisj. — Machine tender de gare du chemin d’Orléans.
  - Les dernières machines-tenders de la Cie de l’Est sont parti_ culièrement puissantes ; elles peuvent remorquer à la vitesse-type de 55 kilomètres un train de 24 voitures, soit 280 tonnes, entre Paris et Longueville, ligne qui comporte des rampes de 6 millimètres, et un train de marchandises de 450 tonnes
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  - aux vitesses respectives de 15 et 20 kilomètres sur des rampes de 10 millimètres et de 5 millimètres.
  - La Ci0 d’Orléans a mis en circulation en 1895 sur sa ligne
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  - de Sceaux et sur la section de Paris à Etampes de sa grande ligne Paris-Bordeaux, où elles assurent le service de banlieue, des Iocomotives-tenders à six roues couplées qui remorquent à la vitesse moyenne de marche de 50 kilomètres à l’heure des trains d’une composition normale de 220 tonnes.
  - La ligne de Sceaux comprend, dans Paris, une rampe de 15 millimètres d’inclinaison sur 1 600 mètres de longueur, située en souterrain. Les locomotives qui font le service de cette ligne comportent un appareil de condensation à fonctionnement facultatif, et dont les mécaniciens font usage dans la traversée du tunnel précité. L’échappement de la machine est alors dirigé dans les caisses à. eau, (où la vapeur se condense entièrement) et qui n’émettent, vers la fin du tunnel, qu’une faible huée.
  - Les machi nes-lenders peuvent être aussi affectées au service des marchandises, telles celles qui assurent ce service sur la petite banlieue de Paris.
  - Les machines à 8 roues couplées sont considérées aujourd’hui comme suffisantes pour l’exploitation des lignes présentant des rampes de 30 et môme de 35 millimètres par mètre; aussi les locomotives à 12 roues couplées et les machines il lender-moleur employées, il y a quelques années encore, par les C'PS du Nord et de l’Est sont-elles maintenant complètement abandonnées. Le chemin d’Orléans, seul, emploie encore sur sa ligne d’Aurillac à Murat, comportant de longues rampes de 30 millimètres d’inclinaison, des machines-tenders à 10 roues couplées pesant 60 tonnes en ordre de marche.
  - Lorsque l’on veut exploiter des lignes de montagne, présentant des rampes supérieures à 35 millimètres, les locomotives ordinaires ne possèdent plus assez d’adhérence, à moins qu’on n’augmente leur poids hors de proportion, ce qui serait peu économique ; on fait alors usage de chemins de fer à crémaillère on de chemins de fer funiculaires (1).
  - (1) Cependant la ligne d’Engliien à Montmorency, exploitée par des nndimiii’PC nmrmnrlA nnA mirmA dp. 45 mi IlimM l’f*S ("l’incli-
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  - Chemins de fer à crémaillère. — Dès 1870, M. Rig-
  - genbach construisit ainsi le chemin de fer à crémaillère de Vilznau au Righi, en Suisse, qui présente des rampes maxi-111a de 230 millimètres par mètre : c'est la première applica-lion pratique de ce genre faite en Europe.
  - La traction y est opérée par le moyen d’un pignon, mû par la machine, et engrenant avec une crémaillère qui présente l’aspect d’une échelle couchée à plat entre les rails ; — les roues ne servent plus alors qu’à porter la locomotive. La vitesse peut atteindre, sur cette ligne, 7 kilomètres à l'heure.
  - D’autres systèmes sont aussi en usage aujourd’hui, qui permettent l’utilisation simultanée de l’adhérence et de la crémaillère : tel est le système Aht. La locomotive porte alors deux mécanismes spéciaux ayant chacun leurs cylindres propres : Je mécanisme intérieur donne le mouvement à un pignon à axe horizontal qui engrène avec une vraie crémaillère posée de champ sur la voie, et le mécanisme extérieur actionne les roues de la machine, qui sont toutes accouplées. Ce dernier mécanisme peut fonctionner seul dans les parties de voie en palier ou en rampes peu prononcées ; dans les fortes rampes, au contraire, les deux mécanismes fonctionnent à la fois.
  - Une application de ce genre a été faite en France pour relier la gare deLangres-Murne à la ville de Langres. La longueur de la ligne est de 1475 mètres et ses extrémités présentent une différence d’altitude de 132 mètres. Les déclivités varient de 20 à 172 millimètres par mètre ; la crémaillère est employée sur 2 tronçons de 423 et 580 mètres, qui présentent des rampes supérieures à 30 millimètres; dans les autres parties, la machine fonctionne par adhérence seulement.
  - A l’Exposition de 1878 figurait, sous le nom de disposition
  - liaison par mètre. La ligne de Paris à S'-Germain par Le Peq comporte,
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  - Hanchjside, une application du système funiculaire aune lo -comotive anglaise. Cette disposition, qui consiste en un tambour muni d’un câble en (il de fer placé entre les longerons, à l’arrière de la machine, a [tour but d’obtenir un mode peu coûteux et très efficace de gravir les fortes rampes.
  - La puissance des locomotives est, en effet, limitée dans les ortes rampes par leur poids, et non par leur pouvoir vaporisateur ; d’autre part, ces machines dépensent, pour se remorquer elles-mêmes, une grande partie de leur force, surtout en rampes prononcées ; parlant de ces considérations, M. Ilan-clysida transforme chaque fois qu’il est nécessaire sa locomotive en machine fixe en un point quelconque de la ligne, et il peut employer ainsi toute la puissance de la machine à remorquer le train.
  - Arrivé au pied d’une rampe, par exemple, le mécanicien débraye le tambour, accroche le câble au premier wagon et fait monter la machine jusqu’au haut de la rampe, ou bien jusqu’à fee que le câble soit entièrement déroulé, si la rampe est plus tlongue que le câble ; il abaisse alors deux pinces situées de chaque coté de la machine et qui, sous l’action de la vapeur, saisissent fortement les rails. Il met ensuite le tambour en marche par l’action de deux pistons agissant dans deux cylindres spéciaux, différents de ceux de la locomotive, et le câble, en s’enroulant, monte le train. On répète celte opération autant de fois qu’il est nécessaire, puis on reprend ensuite la marche normale après avoir enroulé le câble sur le tambour et accroché directement la locomotive aux wagons.
  - Cette disposition ne peut évidemment trouver son applica-ion dans l’exploitation des grands réseaux de chemins de fer* mais elle peut rendre des services sur les lignes d’intérêt local et surtout dans la construction de lignes ; elle est très appréciée en Angleterre, où elle a été appliquée à un nombre assez considérable de locomotives de travaux.
  - Locomotives électriques: —- Pour terminer cette énu-
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  - mération, nous dirons quelques mots des deux locomotives électriques que la Cie de l’Ouest a commandées à la société Ileilinann, et qui doivent être mises en service à la fin de l’année 1890.
  - Ces locomotives comprennent (Fig. 9) une chaudière de la forme de celles des locomotives ordinaires ; sa surface de grille est de très sensiblement supérieure, par conséquent, à
  - celle des machines des réseaux français, laquelle oscille actuellement vers 2 mètres carrés. La chaudière est placée à l’arrière du véhicule, elle est timbrée à 14 kg.
  - —--J—
  - Fig.9.— Locomotive électrique système Heilmann des chemins de fer de l’Ouest.
  - La vapeur qu’elle fournit actionne six machines verticales à simple effet et à triple expansion accouplées sur le môme arbre et pouvant marcher entre 100 et 450 tours avec la même admission. A cette dernière allure, la puissance totale développée atteint 1 350 chevaux indiqués.
  - La vapeur d’échappement de ces machines est dirigée à la façon habituelle dans la cheminée, pour activer le tirage du foyer.
  - Les machines motrices commandent deux dynamos génératrices (1) placées aux extrémités de l’arbre moteur et pouvant fournir normalement chacune 1 000 ampères sous 450 volts (2).
  - (1) C’est-à-dire productrices du courant électrique.
  - [2) Les ampères représentent l’intensité du courant électrique. C'est
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  - Le courant produit par ces génératrices est transmis à 8 dynamos réceptrices (1), calées chacune sur un essieu de la locomotive. La force de ces réceptrices (appelées aussi moteurs) est de 125 chevaux pour la vitesse de 100 kilomètres à l’heure.
  - Le châssis de la locomotive est formé de 2 longerons en acier de 17m,70 de longueur, assemblés par des entretoises. Il repose à ses extrémités sur 2 bogies de 4 essieux chacun. La distance d’axe en axe de ces bogies est de llra,30, le diamètre des roues est de lm,16 seulement. Le poids de la locomotive en charge est de 120 tonnes ; comme il est également réparti entre tous les essieux, chacun d’eux porte ainsi 15 tonnes, soit sensiblement le poids des essieux moteurs et accouplés des locomotives puissantes actuelles. Les postes de manœuvre de la machine sont en double, l’un à l’avant, dans la pointe de l’abri, le second près de la chaudière, dans la même position que sur les locomotives ordinaires. La machine peut fonctionner dans les deux sens.
  - En palier, à la vitesse de 100 kilomètres à l’heure, la locomotive absorbera pour se remorquer elle-même (2) 693 chevaux, soit environ les du travail
  - dres. Il restera donc disponible au crochet de traction une force de 657 chevaux, qui permettra de remorquer à la même vitesse de 100 kilomètres à l’heure, et en palier également, 253 tonnes de matériel ordinaire offrant une résistance à la
  - une quantité comparable au poids de vapeur fournie par une chaudière dans un temps donné. Les volts représentent la force électromotrice du courant (absolument comme le chiffre qui indique la pression de la A*a-peur dans une machine). Ce courant de 1 000 ampères sous 455 volts
  - représente une puissance de 455 x 1000 = 455 000 watts ou —ygg—*
  - = 618 chevaux.
  - (1) C’est-à-dire qui reçoivent le courant déjà produit pour l’employer en travail.
  - (2) Bulletin de la Société des Ingénieurs civils, n° de juin 18S6.
  - développé dans les cylin-
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  - traction de 7 kilogrammes par tonne, ou une charge de 353 tonnes de matériel à bogies offrant à la traction une résistance de 5 kilogrammes par tonne (I).
  - Les avantages que présente la locomotive électrique 11eil-mann sur les machines ordinaires sont les suivants.
  - Tous les essieux sont moteurs, et l’adhérence de chacun d’eux étant bien supérieure à l’efïort que peut développer chaque moteur, la locomotive ne peut patiner en aucun cas, même par temps de brouillard. Les démarrages s'effectuent donc toujours bien franchement.
  - Les essieux sont bien équilibrés, et l’efïort qu’ils supportent de la part des moteurs s’exerce d’une façon constante, c’est-à-dire toujours égale pendant un tour de roues, au lieu que dans les locomotives à vapeur, cet effort varie considérablement d’un moment à l’autre dans un même tour de roues, en donnant lieu à des mouvements de lacet et de recul qui fatiguent beaucoup la voie, en môme temps que la machine elle-même et le châssis.
  - Des essais faits en 1893 sur une première locomotive Ileilmann, il résulte que ces machines sont aussi douces au roulement que les voitures à bogie, même aux vitesses de 100 et jusqu’à 108 kilomètres à l’heure.
  - La locomotive électrique est bien plus lourde que les locomotives ordinaires, mais elle offre au roulement une résistance par tonne sensiblement moindre que ces dernières (7 kg environ par tonne à la vitesse de 70 kilomètres, d’après M. Heil-mann, au lieu de 12 ou 14 kg).
  - Enfin, la dépense de combustible de la locomotive électrique paraît devoir être sensiblement moins élevée que celle des locomotives ordinaires. Dans la première machine Ileilmann, elle n’a été en effet que de 5kg,630 en moyenne par kilomètre pour des trains de 80 tonnes marchant à une vitesse coramer-
  - (1) Bulletin de la Société des Ingéni&urs civils, u° de juin 1896.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - ciale de 00 kilomètres à l’heure, et elle est même descendue à la Un de la période d’essais à moins de 4 kg par kilomètre.
  - Cette dépense est aussi à peu près indépendante du travail qu’effectue la machine, au lieu que dans les locomotives ordinaires, elle augmente beaucoup dès que le travail s’éloigne en plus ou en moins du travail moyen.
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- - DEUXIEME PARTIE
  - CHASSIS DE LA LOCOMOTIVE
  - Pour faciliter la description de la machine-locomotive, ou la considère comme formée de 3 parties essentielles :
  - Le Véhicule.
  - La Chaudière.
  - Le Mécanisme.
  - LE VÉHICULE
  - Dans le véhicule, on distingue le châssis, la suspension et les roues.
  - Châssis. — Le châssis est généralement formé de deux longerons parallèles, qui sont solidement entretoisés en plusieurs points de leur longueur de manière à former un cadre rectangulaire très rigide, qui peut ainsi supporter, sans se déformer, les chocs dus aux inégalités de la voie, aux courbes, et les effets provenant des efforts des bielles sur les plaques de garde des boîtes de graisse.
  - A l’avant, les longerons sont maintenus à leur écartement par la traverse d’attelag g, et par les cylindres, — quand ceux-ci sont intérieurs ; quand les cylindres sont extérieurs, ils sont eux-mêmes réunis entre eux par un cadre solidement constitué, qui sert en même temps d’entretoisement aux longerons.
  - Entre les cylindres et le foyer, les longerons sont réunis, dans leur partie supérieure, par les supports de la chaudière, au nombre de deux ou trois, et quelquefois aussi, suivant le
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  - genre des machines, par différentes tôles supportant les pièces du mécanisme ; — et dans leur partie inférieure, par quelques barres à section rectangulaire qui se fixent le plus souvent aux entretoises des plaques de garde des boîtes à graisse.
  - A l’arrière enfin, les longerons sont solidement entretoisés par le caisson et la traverse d’attelage dont la construction est particulièrement résistante.
  - Quelques locomotives puissantes possèdent un troisième longeron, placé dans L’axe de la machine, et allant des cylindres ou de leur caissonnement à une entretoise des grands longerons placée près du foyer; ce troisième longeron, le plus souvent formé de deux tôles minces entretoisées, est destiné à augmenter la solidité du châssis et à recevoir la plus grande partie de l’action alternative des bielles motrices, quand les cylindres sont intérieurs.
  - Dans ce cas, on place quelquefois les grands longerons extérieurement aux roues, — ce qui donne à la chaudière une plus grande base d’appui et diminue les chances de déraillement en cas de rupture d’essieu.
  - Cette disposition des longerons placés extérieurement aux roues, se rencontre aussi dans un certain nombre de machines de la Cie de l’Ouest, elle est également très usitée en Allemagne et en Autriche.
  - En France, les longerons sont habituellement intérieurs aux roues ; cette disposition est la plus simple, et elle offre l’avantage de présenter à la chaudière des points d’appui directs. Dans les locomotives puissantes, ces longerons se recourbent extérieurement vers l’arrière pour permettre de donner au foyer et à la grille des dimensions plus grandes.
  - Enfin, on emploie quelquefois aussi des châssis doubles, formés par la réunion de deux longerons extérieurs et de deux longerons intérieurs. Tels sont les châssis des machines Cramp-ton, des locomotives à quatre roues couplées et à bogie de la Cie du Nord, et des machines-mixtes à grande vitesse type
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  - 1878 de la Cie de l’Est. Cette disposition est plus solide, mais aussi beaucoup plus lourde que les précédentes.
  - Les longerons sont généralement confectionnés en tôle de fer et ont une épaisseur moyenne de 25 à 30 millimètres ; cependant, beaucoup de locomotives nouvelles possèdent des longerons en tôle d’acier de 20 à 30 millimètres d’épaisseur.
  - L’épaisseur de 20 millimètres est un peu faible pour des machines puissantes : la CiedeLyon qui avait adopté ce chiffre pour ses machines compound à grande vitesse type 1892, est revenue à l’épaisseur de 25 millimètres pour ses locomotives à bec type 1893.
  - Nous avons dit que la chaudière était généralement soutenue, entre les cylindres et le foyer, par deux ou trois supports, qui servent en même temps à entretoiser les longerons.
  - La chaudière se dilatant ou se contractant fréquemment sous l’action des variations de température auxquelles elle est soumise, ne saurait être fixée d’une façon invariable que par l’un seulement de ses points. C’est par son avant qu’elle est réunie, de cette façon, au châssis, et elle ne fait que glisser sur ses autres supports par l’intermédiaire de cales dont elle est munie, ainsi que ces supports eux-mêmes.
  - La boîte à feu glisse également sur les longerons au moyen de deux larges agrafes qui lui sont fixées de chaque côté et qui la guident dans les mouvements de la chaudière. Aux machines Compound du réseau de Lyon, cette boîte est de plus soutenue en son milieu par deux bielles prenant leur point d’appui sur les longerons.
  - Il est important que le jeu des longerons dans les supports de foyer soit bien réglé ; le manque de jeu gêne, en effet, la dilatation et risque de faire fausser les longerons ; trop de jeu, au contraire, fatigue la chaudière, qui n’est plus assez étroitement guidée, et peut aussi faire casser les tuyaux des appareils d’alimentation.
  - Ce jeu doit atteindre! /5 à 1/4 de millimètre, aussi bien dans
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  - le sens vertical que dans le sens transversal ; il ne doit pas excéder 1/2 à 3/4 de millimètre.
  - Boîtes à huile.— Les boites à huile, qui sont dans certaines machines au nombre de 3 ou de 4 pour les essieux moteurs et accouplés, se font le plus souvent en fer, et sont ensuite cémentées et trempées au paquet ; on les fait aussi quelquefois en acier coulé ou forgé, et plus rarement en fonte. En France, on les munit généralement de coins de ralh-apage de jeu destinés, comme leur nom l’indique, à corriger le jeu qui se produit aux glissières et aux boîtes. Ces dernières sont constamment, en effet, animées d’un mouvement vertical dans les glissières, contre lesquelles elles sont, de plus, appuyées par l’action des bielles motrices et parfois du frein ; les frottements dus à ces deux causes produisent l’usure et parfois le grippage des joues des boîtes et des glissières, surtout lorsque les mécaniciens laissent ces surfaces manquer d’huile.
  - Les Clcs du Nord et de l’Ouest ont, à l’exemple des Cics anglaises, supprimé ces coins de rattrapage, en même temps que les coussinets à serrage des bielles d’accouplement, qu’ellesont remplacés par de simples bagues. De la sorte, la longueur des bielles d’accouplement n’est jamais modifiée, et se trouve toujours égale à la distance d’axe en axe des essieux ; le travail, — toujours très long, — de la mise de longueur de ces bielles se trouve aussi supprimé, ainsi que les chances de chauffage et de rupture par suite de différences dans la longueur des bielles correspondantes entre elles et avec la distance d’axe en axe des essieux.
  - Avec le système de boîtes sans coins de rattrapage, il faut avoir soin de rapporter des épaisseurs de chaque côté des boîtes dès que le moindre jeu se produit, et en faisant en sorte que l’essieu reste perpendiculaire à l’axe du châssis ; si on laisse ce jeu atteindre une certaine valeur, il peut amener la rupture des boîtes et surtout des coussinets, et il donne lieu, en tout cas, à des cognements désagréables et fatigants pour le châssis,
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  - Coussinets. — Les coussinets des boîtes à huile se font généralement en bronze ordinaire à environ 82 parties de cuivre, 16 parties d’étain et 2 parties de zinc ; la Cie d’Orléans emploie depuis un certain nombre d’années déjà, pour la confection de ces coussinets, du bronze 'phosphurê ayant, dans ses dernières machines, la composition suivante :
  - Cuivre phosphurê à 9 % (le phosphore 3,5 parties
  - Cuivre....................................... 77,85 —
  - Etain.......................................Il [—
  - Zinc........................................7,65 —
  - Total 100 parties
  - Ce bronze présente sur le précédent plusieurs avantages marqués : homogénéité parfaite et plus facilement obtenue de l’alliage, par l’emploi d’une plus grande proportion de zinc et du phosphore qui est un fondant énergique ; dureté graduée à volonté, prix inférieur, enfin usure moins rapide.
  - Les coussinets des boîtes à huile sont généralement formés d’une seule partie ; ils embrassent alors une portion de la fusée toujours inférieure à une demi-circonférence, et qui varie suivant que l’essieu est moteur, accouplé, ou simplement porteur.
  - Si on représente par R (Fig. 10) le rayon de la fusée, et par E la projection verticale de la partie frottante, on peut, pour calculer E, se servir des formules suivantes :
  - E = R X 0,9 pour les essieux de la lre catégorie,
  - E = R X 0,8 — 2e —
  - et E = R X 0)6 ou 0,5 — 3e — , ainsi que
  - pour les essieux des tenders et wagons.
  - Un véhicule roule d’autant mieux que E est plus petit, c’est-à-dire qu’on donne plus de dégagement aux coussinets.
  - Les parties ab,cd constituent ce qu’on appelle, en terme de métier, la dépouille; les ouvriers sont toujours disposés à l’exagérer en enlevant encore à partir de a et de d, et jusqu’en
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  - i et h, une certaine quantité de matière, ce qui ne laisse plus aux coussinets des roues motrices et accouplées, qu’une portée insuffisante pour recevoir l’action des bielles motrices, et augmente aussi la charge reposant sur les parties frottantes.
  - Fig. 10 — Dépouille des coussinets des boîtes à huile.
  - Ces derniers coussinets sont, en effet, soumis à deux efforts, — celui qui résulte du poids de la machine, et celui qui est dù à l’action : des bielles motrices, de la force vive des organes du mouvement, et de la force centrifuge. — Le premier s’exerce principalement sur la partie supérieure mn du coussinet, et le second sur les parties latérales ai, et clh. Or, la valeur de ce dernier effort est souvent supérieure, en marche sous vapeur, au premier. Si sa surface d’action n’est pas suffisamment étendue elle s’usera évidemment très vite, et le jeu ainsi produit (1) donnera lieu à des chocs qui fatigueront les coussinets, les boîtes, les longerons et les bielles. Les ruptures des parties latérales des coussinets, et les ruptures des longerons dans les angles des évidements destinés à recevoir les boîtes à huile, sont presque toujours dues à ces chocs. En outre, la différence de longueur dans les distances de centre en centre des essieux qui résulte de cette usure, produit aussi une usure anormale des coussinets des bielles d’accouplement. Aussi l’ajustage de ces coussinets doit-il toujours être fait avec soin.
  - Dans le but d’éviter ces divers inconvénients, MM. Raymond et Ilenrard, imitant ce que l’on fait pour les coussinets
  - (1) Nous avons ainsi constaté bien souvent aux coussinets des roues motrices des machines passant au levage un jeu total de 4 millimètres en ad.
  - 3*
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  - des paliers d’arbres dans les machines fixes, ont imaginé une boite et trois coussinets, qui est appliquée à un grand nombre de machines belges et aussi aux locomotives compound de la Cie P.-L.-M.
  - L’un des coussinets est placé au-dessus de la fusée et reçoit plus spécialement la charge verticale due au poids de la machine. Les deux autres coussinets embrassent la fusée latéralement, à la hauteur de l’axe, et reçoivent l’effort transmis par la bielle motrice,
  - Fig. lt.
  - Un coin B placé à l’intérieur de la boîte permet de serrer l’essieu entre les deux coussinets latéraux ; le coin de rattra-
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  - page de jeu de la boîte est placé de l’autre coté en A. Un jeu total de -, à f de millimètre est nécessaire entre la fusée de
  - l’essieu et les coussinets latéraux. On obtient ce jeu — comme pour les boîtes à huile dans leurs glissières — en serrant le coin de rattrapage à bloc et en le descendant ensuite d’une quantité proportionnelle à son inclinaison.
  - On voit qu’avec celte disposition l’effort transmis par la bielle motrice s’exerce sur une grande surface ; l’usure sera ainsi moindre qu’avec les coussinets ordinaires, et, de plus, pourra facilement se compenser en remontant le coin spécial : les chocs dont nous avons parlé plus haut seront donc complètement évités.
  - L’efficacité de cette boîte à trois coussinets est encore plus grande dans les machines où les roues motrices et accouplées sont soumises à l’action d’un frein à sabots.
  - Dans le but de diminuer le frottement et l’usure des coussinets des essieux porteurs des locomotives, ainsi que des coussinets de tenders, de voitures et de wagons, on les garnit de mêlai antifriction ayant la composition suivante (Cie de l’Est).
  - Plomb.......................... 65 parties
  - Antimoine...................... 25 »
  - Cuivre rouge................... 10 »
  - •Total. 100 »
  - Ces coussinets ont ainsi moins de tendance au chauffage; ils s’usent très peu et peuvent durer presque indéfiniment, si l’on a soin de remplacer à temps le métal blanc usé. D’après les expériences faites àlaCie de l’Est, le graissage à l’huile minérale dite oléonaphte leur conviendrait plus particulièrement, surtout lorsque cette huile atteint une température de 20 à 60°.
  - On n’a pu appliquer avec autant de succès l’antifriction aux coussinets des roues motrices et accouplées, parce que ce métal se mate sous l’action des bielles motrices ; cependant la Cie d’Orléans en a garni la partie supérieure des coussinets des
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  - boîtes motrices de la machine 101. Cette partie, comme nous l’avons vu, reçoit plus spécialement le poids de la machine.
  - Dans quelques machines de la Cie de l’Ouest tous les coussinets des boîtes sont également régulés.
  - Suspension. — Les ressorts de suspension ont pour but, en absorbant l'effet des chocs que les inégalités de la voie produisent sur les roues, de ne transmettre ces chocs que très réduits au châssis ; ils s’appuient d’une part sur la boîte à graisse par la calotte sphérique qui termine la bride, ou par l’intermédiaire d’une tige dépréssion, et soutiennent par leurs extrémités, à l’aide de tiges de suspension, deux points du châssis.
  - Ils sont généralement confectionnés en lames d’acier étagées d’inégale longueur ; ils présentent ainsi en tous les points une môme résistance à la rupture, et cette forme leur donne de plus une grande élasticité.
  - Les ressorts se placent généralement au-dessus des essieux ; les tiges de suspension sont alors soumises à un effort de traction et la tige qui transmet les chocs de la boîte à graisse ou de la roue au ressort travaille à la compression : on dit alors que la suspension est directe (Fig. 2).
  - Si la place manque au-dessus de l’essieu pour loger le ressort, on a recours à la suspension renversée dans laquelle le ressort est placé au-dessous de l’essieu ; les tiges de suspension du châssis travaillent alors à la compression, et la tige de pression sur la boîte à graisse travaille à la traction (Fig. 2 essieu moteur).
  - Dans certain cas, on emploie pour les deux roues d’un même essieu, un seul ressort qu’on place transversalement au-dessus de cet essieu, et qui répartit alors la pression également sur les deux fusées. Parfois encore, ce sont deux roues voisines (bogie de la Fig. 2 et bogie de la Ci0de l’Ouest. Fig. 17), qui sont chargées par un même ressort longitudinal par l’intermédiaire de flasques.
  - Quand les coussinets des boîtes à huile s’usent inégalement,
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 49
  - que les ressorls perdent de leur élasticité ou que leur réglage a été mal fait, la répartition des charges sur les roues devient inégale et le surcroît de charge qui en résulte pour quelques coussinets peut produire le chauffage de ces pièces et fatigue en même temps la voie.
  - Cette différence de pression sur les coussinets se produit aussi quand, par suite d’inégalités de la voie, une roue s’élève et s’abaisse au-dessus ou au-dessous du niveau des autres roues. Pour corriger ces différences de pression, on conjugue, ou on réunit, les extrémités voisines des ressorts à l’aide de balanciers longitudinaux qui oscillent autour d’un axe ou d’un couteau — disposition qui est appliquée à quelques machines belges — fixé au châssis ; de cette façon, et si les bras du balancier sont égaux, la charge sur chacun des ressorts reste constante, et ils conservent à tout moment la même tension ; on peut alors considérer le poids de la machine qui charge ces essieux comme reposant sur l’axe du balancier qui les réunit. Pour obtenir ce résultat, il faut avoir soin de maintenir propre et bien graissée l’articulation milieu du balancier pour permettre à celui-ci de jouer sans difficulté.
  - Roues. — Les roues de locomotives sont habituellement fabriquées en fer forgé, et exceptionnellement en acier fondu. Dans les roues du système Arbel, employées depuis un grand nombre d’années déjà par les Cies françaises, toutes les parties — moyeu, jante, rayons — sont fabriquées séparément, puis solidement assemblées à froid ; le tout est ensuite fortement chauffé dans un four, puis étampé au marteau-pilon ou à la presse hydraulique.
  - On applique des contrepoids à la jante des roues motrices et accouplées pour équilibrer en partie l’action des pièces tournantes : boutons de manivelles, têtes de bielles motrices et d’accouplement, qui tendraient sans cela à décharger les roues lorsqu’elles se trouveraient en haut, à les appuyer plus fortement sur les rails quand elles seraient en bas, enfin à les
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - appuyër contre l’une ou l’autre glissière des plaques de garde suivant qu’elles se trouveraient à droite ou à gauche du centre de l’essieu.
  - Ces contrepoids, qui étaient autrefois fixés aux roues à l’aide de boulons, viennent maintenant de forge avec les roues; on leur donne la forme d’un secteur (Fig. 12), ou bien celle d’un croissant (Fig. 13).
  - Fig. 12 et 13. —Contrepoids des roues motrices et accouplées.
  - Lorsque les bielles motrices et d’accouplement sont démontées, — par exemple sur une machine dont un tourillon de bielle motrice est rompu, et qu’on rentre d’un point de la ligne à son dépôt, — les contrepoids qui sont chargés d’équilibrer l’action de ces bielles et qui, réciproquement, sont eux-mêmes équilibrés par ces dernières, cessent donc"d’être équilibrés ; et quand la partie de la roue qui les porte vient en contact avec le rail, elle exerce sur ce dernier une pression due à la force centrifuge, qui croit beaucoup avec la vitesse et qui, si cette dernière devenait trop grande, pourrait produire la rupture d’un rail.
  - Dans les machines de vitesse, le contrepoids de chaque roue motrice pèse environ 150 kg. et son centre de gravité est à peu près à 0m,80 du centre de la roue. Si le diamètre des roues motrices est de 2 mètres au roulement, et leur rayon de 1 mètre par conséquent, leur vitesse angulaire (1) sera exacte-
  - (I) La vitesse angulaire d'une pièce animée d’un mouvement de rota-
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 51
  - ment le chemin parcouru par la machine dans une seconde.
  - Pour une vitesse de 36 kilomètres à l’heure, la vitesse de la machine par seconde — et. en même temps la vitesse angulaire
  - 36000
  - des roues motrices — sera de
  - 3 600
  - 10 m.
  - La force qui, en dehors du poids dont chaque roue motrice est chargée, tend à appuyer cette roue sur le rail lorsque le contrepoids arrive au bas de sa course, est égale à la masse de ce contrepoids (égale sensiblement elle-même à la dixième
  - partie de son poids , soit -jq- ou 1S), multipliée par le
  - carré de la vitesse angulaire (10 X 10 = 100), et multipliée encore par la distance du centre de gravité du contrepoids au centre de l’essieu, soit donc :
  - 15 X 100 X 0,80 = 1200 kg.
  - Au contraire, lorsque le contrepoids sera exactement au-dessus du centre de l’essieu, la force centrifuge tendra à décharger la roue du même poids de 1200 kg.
  - Si, au repos, la roue est chargée, par l’intermédiaire de son ressort, d’un poids de 7 500 kg., en marche cette charge passera alternativement à chaque tour de roue par un maximade
  - 7 500 -t- 1200 = 8 700 kg.
  - et un minima de
  - 7 500 — 1200 == 6 300 kg.
  - Mais si la machine marche à une vitesse de 72 kilomètres à
  - tion est égale au chemin parcouru en une seconde par un point situé à 1 mètre de son centre.
  - Pour avoir cette vitesse, il faut donc multiplier la longueur de la circonférence décrite par un rayon égal à l’unité — soit 6,28 — par le nombre de tours faits par la pièce en 1 seconde.
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- - 52 MANUEL DU MÉCANÎCIEN DE CHEMIN DE FER
  - l’heure, la vitesse angulaire sera de 20 mètres et la surcharge sur le rail — ou la décharge — due à la force centrifuge sera alors de
  - 15 X 202 X 0,80 = 4 800 kg.
  - Chaque roue motrice sera donc appuyée sur le rail, chaque fois que le contrepoids se trouvera à la partie inférieure, par une force ou un poids total de 7 500 -t- 4 800 = 12 300 kg et on conçoit que les rails pourront se rompre sous une pareille charge.
  - Il importe qu’une machine ainsi démunie de ses bielles ne soit accouplée qu’à un train de marchandises, — ou bien, si on la met en double traction à un train de voyageurs, que la vitesse de ce train soit limitée à 30 ou 35 kilomètres.
  - Bandages. — Les bandages se fabriquent encore quelquefois en fer, mais on les fait le plus souvent en acier. Ce métal ne doit être ni trop dur, ni trop mou, car, dans le premier cas, le bandage tend à se casser, surtout dans les grands froids, et, dans le second, il s’use très rapidement, se lamine et s’ébranle dés que son épaisseur se trouve réduite à 40 millimètres environ.
  - Certains bandages, notamment ceux de marque Vickers, fournissent des parcours de 500 000 kilomètres lorsque, neufs, ils ont une épaisseur de 70 millimètres.
  - Divers procédés s’emploient pour diminuer le frottement des boudins contre le bord des rails, dans les courbes de faibles rayons, et l’usure qui en résulte.
  - Les boudins des roues avant des machines mixtes de la série 1825 à... de la Gie d’Orléans, et des machines-tenders qui font le service de la ligne de Sceaux, sont graissés par un lé-cheur à huile ; ce procédé a été aussi appliqué à des machines du Nord et il est employé d’une façon générale, sur le chemin de fer d’Anvin à Calais, où il donne de très bons résultats, diminuant de plus de 20 °/0 l’usure des boudins et celle des
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  - rails, et facilitant le passage en courbes. On emploie de préférence, pour ce graissage, de l’huile lourde cle rebut, afin qu’elle ne s’étende pas jusqu’à la surface de roulement du bandage, sans cela l’adhérence de la machine se trouverait diminuée.
  - Il est à remarquer que les rebords intérieurs des rails, graissés par les roues d’avant de la machine, graissent à leur tour les boudins des roues du train, ce qui diminue sensiblement la résistance au roulement de tout l’ensemble. Dans les locomotives du chemin d’Anvin à Calais, le graissage s’opère automatiquement dès que la machine se met en mouvement, et il s’arrête avec elle ; les graisseurs spéciaux contiennent de l’huile pour un parcours de 1 000 kilomètres, le mécanicien n’a donc à s’occuper que très rarement de les remplir.
  - Les locomotives du Jura-Berne-Lucerne possèdent un dispositif amenant de Veau chaude, prise à la chaudière, sur les rails, devant la machine. On injecte cette eau à la traversée des tunnels, où le rail est toujours gras, et sur les points difficiles de la ligne, dans le cas de brouillard ; on augmente ainsi beaucoup l’adhérence, et on diminue en même l’usure des boudins et des rails en supprimant le patinage. '
  - Dans un autre ordre d’idées, on a, sur les chemins de fer de l’Etat autrichien, trempé à une profondeur de 2 à 3 millimètres les boudins et les congés des roues des machines faisant le service sur des lignes comportant de nombreuses courbes de 114 mètres à 234 mètres de rayon.
  - Ce procédé a notablement augmenté la durée des bandages, sans provoquer une usure plus considérable des rails, parce que le frottement s’est trouvé amélioré.
  - L’outil du tour ne mord plus sur ces bandages, on les rafraîchit alors à l’aide d’une meule à émeri faisant 800 tours à la minute, — les roues faisant un tour dans le même temps.
  - On a enfin imaginé, pour augmenter l’adhérence des locomotives, de faire circuler un courant électrique entre les roues
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- - 54
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - motrices d’avant et d’arrière de la machine et la partie intermédiaire de la voie., Des expériences ont été faites ainsi en Amérique sur une section en rampe de 25 millimètres et longue de 13* kilomètres, avec des trains de 45 à 48 wagons. Lorsqu’on n’utilisait pas le courant électrique, les trains n’avançaient que difficilement et s’arrêtaient môme souvent par suite du patinage de la locomotive ; le trajet durait plus de 50 minutes ; avec le courant électrique, la montée se faisait facilement, sans aucun arrêt, et dans un délai de 30 minutes environ.
  - Les bandages sont généralement fixés aux roues par un serrage à chaud et par des vis ; les trous percés dans les bandages pour fixer ces vis diminuent leur résistance, et tendent à provoquer leur rupture en ces points.
  - Ces vis retiennent rarement le bandage lorsqu’il vient à se rompre : les deux bouts rompus s’éloignent le plus souvent de la jante de la roue par suite du serrage à l’cmbatage, et si la machine continue sa marche, les vis s’arrachent et le bandage peut être projeté sur la voie.
  - Les chemins de fer de l’Etat français commencent à employer un système d’attache continue — Vattache Salmon — qui ne comporte ni vis, ni pièces supplémentaires et qu’elle a appliqué notamment à ses nouvelles locomotives à voyageurs de la série 2602.
  - Le centre de la roue et le bandage sont tournés à la forme indiquée par la Fig. 14, le diamètre intérieur du bandage étant plus petit que le diamètre extérieur de la jante de 1 millimètre par mètre de diamètre, pour le serrage à l’em-hatage.
  - Le bandage est chauffé jusqu'à ce qu’il soit assez grand pour que la roue puisse entrer comme l’indiqte la même figure ; cet agrandissement est obtenu à la température rouge sombre.
  - Afin de ne pas produire une trempe, on ne refroidit pas le bandage à l’eau comme dans l’embatage ordinaire, — ou bièn
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  - on ne le met dans l’eau, pour gagner du temps, que lorsqu’il est devenu noir.
  - Si, avec ce système d’attache, un bandage vient à se rompre, il reste retenu à la roue, et il n’y a pas de déraillement à craindre.
  - Les bandages des roues motrices et accouplées d’un grand nombre de machines de la Cip d’Orléans sont maintenues par deux couronnes rivées ensemble et agrafant le bandage et la jante ; ils ne peuvent pas ainsi se déplacer latéralement, et en cas de rupture ils restent également fixés à la roue.
  - Essieux. — Les essieux des Fig. 14. — Attache de ban-locomotives se font en fer forgé dages système Salmon. de première qualité, en fer acié-
  - reux ou en acier fondu ; ils sont coudés quand les cylindres sont intérieurs. Les essieux, tant droits que coudés, atteignent aujourd’hui des parcours considérables.
  - A l’Exposition de 1889 figurait, dans la section de la Cie de l’Ouest, un essieu demi-coudé système Martin, en fer, ayant un parcours de 818 897 kilomètres et ne présentant pas de fissure apparente. Les parcours des essieux semblable de cette Compagnie dépassent souvent 500 000 kilomètres.
  - Les essieux des locomotives de la Ci0 du Nord parcourent de 800 000 à 1 000 000 de kilomètres sans rien perdre de leurs qualités élastiques et ils ne sont remplacés généralement que du fait de l’usure des fusées, qu’on a laissé chauffer, ou des chocs qui les ont faussés où cassés.
  - La Cie d’Orléans a également en service des essieux coudés en acier fondu au creuset qui ont des parcours supérieurs à 1000 000 de kilomètres.
  - On donne aujourd’hui, aux fusées, de gros diamètres et de
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  - longues portées, afin de réduire la pression par unité de surface ; cette pression ne dépasse pas, habituellement, 20 kg par centimètre carré de projection horizontale de la portée, elle descend quelquefois à 9 ou 10 kg, et elle est le plus habituellement de 15 kg.
  - Les ruptures d’essieux ont naturellement lieu aux endroits qui fatiguent le plus et qui sont situés, pour les essieux coudés, au raccordement des manivelles avec les portées des bielles motrices, et pour les essieux droits, près des portées de calage des roues.
  - Ces ruptures entraînent généralement des accidents très graves ; aussi importe-t-il de surveiller les essieux d’une façon toute spéciale, et au même titre que les bandages des roues.
  - Les roues sont emmanchées sur les essieux à la presse hydraulique à une pression considérable, qui atteint quelquefois 4 700 kg par centimètre de diamètre ; la pression totale varie habituellement de 50 000 à 80 000 kg. Les roues sont le plus souvent clavetées ensuite, principalement les roues motrices et accouplées.
  - Dispositifs employés pour faciliter le passage des essieux dans les courbes. — Divers procédés sont employés pour faciliter l'inscription des locomotives dans les courbes et atténuer les inconvénients dûs à la rigidité du châssis, qui maintient habituellement tous les essieux parallèles entre eux.
  - En premier lieu, il faut placer le jeu longitudinal laissé aux essieux dans les coussinets et aux coussinets dans les boîtes (et parfois à ces dernières entre les glissières des longerons).
  - Le premier jeu est toujours très faible, il ne dépasse pas habituellement 4 millimètres, soit 2 millimètres de chaque côté de la fusée. Quant au jeu des coussinets dans les boîtes, il varie suivant la position des essieux, l’écartement des essieux extrêmes et les rayons minima des courbes que la machine est appelée à franchir.
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  - Pour les lignes qui comportent des courbes de 250 et 300 mètres de rayon, ce jeu est, environ, de 12 millimètres de chaque coté du coussinet pour les roues avant des machines à 2 essieux couplés ayant un empâtement total de 4 mètres; de 15 millimètres pour les machines à marchandises à 3 essieux couplés de 3m,371 d’empâtement, et de 23 millimètres pour chacun des essieux avant et arrière des machines à 8 roues couplées de 4m,050 d’empâtement.
  - Mais il ne faut pas que les essieux puissent se déplacer avec trop de facilité, sans cela les machines éprouveraient aux grandes vitesses et en alignement des oscillations dangereuses pour elles-mêmes et pour la voie.
  - Les^j/ans inclinés ont été appliqués pour la première fois, en 1861, au chemin d’Orléans, dans le but de proportionner le déplacement latéral de l’essieu d’avant aux pressions variables exercées par les boudins contre les rails.
  - Ces plans, qui sont doubles (Fig. 15) se placent entre le dos des coussinets et le corps de la boîte, dans laquelle le plan supérieur s’engage par un téton a.
  - Lorsque la machine court en ligne droite, l’essieu est maintenu dans sa position moyenne par l’action des doubles plans inclinés.
  - Si elle s’engage dans une courbe, le boudin de la roue circulant sur le grand rayon vient frapper contre le rail ; sous l’action de ce choc, l’essieu se déplace, entraînant avec lui le coussinet et le plan inférieur, en soulevant le ressort de suspension.
  - Lorsque la machine revient en alignement, l’action du poids de la machine sur les plans inclinés fait revenir le plan inférieur, le coussinet et l’essieu dans leur position moyenne, — et cet essieu ne peut se déplacer de nouveau que sous l’influence d’une réaction de la voie assez considérable.
  - Nous avons dit que les coussinets, entraînés par l’essieu, ne peuvent se déplacer qu’en soulevant les ressorts : on peut
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  - donc modifier à volonté l’effort nécessaire au déplacement, c’est-à-dire la mobilité de l’essieu, en modifiant Y inclinaison des plans. Cette inclinaison doit varier également avec la vitesse à laquelle marche habituellement la machine et avec la charge et la position de l’essieu, afin de conserver à l’ensemble une stabilité suffisante.
  - Plus cetfe inclinaison est élevée, et plus aussi la charge reposant sur l’essieu est forte, plus l’effort à faire pour obtenir le déplacement de l’essieu doit être grand. — Cet effort varie habituellement entre 1 000 et 2 000 kgs.
  - Ces plans s’emploient avec une-inclinaison de 10 à 12 % aussi bien pour l’essieu d’avant seul des machines à 6 roues, que pour les essieux d’avant et d’arrière des marchines à 8 roues à marchandises et à voyageurs. A ~ un certain nombre de locomotives à voyageurs de la Cle d’Orléans, l’inclinaison des plans de l’essieu d’arrière est de 20 0/°. Les plans inclinés fonctionnent
  - , d’autant plus que la machine Fig. la. — Plans inclinés. , , . .
  - attaque les courbes avec plus de
  - vitesse, car la force avec laquelle
  - le boudin de la roue circulant sur le grand rayon choque
  - le rail augmente avec cette vitesse.
  - Il est très important que les surfaces de frottement des plans inclinés soient toujours bien graissées ; si un mécanicien les laissait gripper, leur fonctionnement serait fortement entravé ;
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  - 89
  - il en résulterait des efforts considérables exercés sur les longerons, efforts qui tendraient à les fausser et à produire aussi le coincement et le grippage des coussinets.
  - Les plans inclinés offrent l’avantage très précieux de pouvoir être appliqués indistinctement aux essieux moteurs ou aux essieux simplement porteurs ; ils constituent le dispositif le plus simple et le plus fréquemment employé aujourd’hui encore pour permettre aux locomotives de circuler sans de trop grands chocs dans les courbes. Cependant, on tend généralement aujourd’hui à employer dans les machines à grande vitesse, à la place des plans inclinés, le bogie, qui est plus mobile, et diminue beaucoup les perturbations dues au mouvement de lacet et aux dénivellations de la voie.
  - Le jeu longitudinal laissé aux essieux n’^est pas suffisant pour obtenir une circulation parfaite de la machine dans les courbes ; il est nécessaire, pour obtenir ce résultat, d’y joindre un mouvement de rotation des essieux autour de leur milieu, de façon qu’ils puissent être, à chaque instant, dirigés vers le centre des courbes,
  - Ce résultat a été atteint, pour les essieux simplement porteurs, de deux façons : par les boîtes radiales et par le bogie.
  - Boîtes radiales Ed. Roy. — Les côtés de la boîte Ed. Roy, ainsi que les glissières des plaques de garde, sont obliques, comme l’indique la Fig. 16. La fusée, en plus des deux collets ordinaires, porte en son milieu une embase ou une partie convexe qui se loge dans une rainure ou dans un creux correspondant du coussinet, et qui sert à entraîner la boîte à huile — sous la pression du boudin de la roue circulant sur le grand rayon contre le rail correspondant, lors du passage dans les courbes.
  - L’essieu, entraîné par les boîtes, vient alors prendre une direction ab oblique au châssis et à peu près normale à la courbe (Fig. 17) et les roues d’avant s’inscrivent presque sans frottement dans cette courbe.
  - Les coussinets sont munis de doubles plans inclinés, afin de
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - donner à la machine la stabilité nécessaire dans les parcours en alignement.
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  - '“"TJ1
  - Fig. 16. — Boite d’essieu radiale système Ed. Roy.
  - Dans l’application qui a été faite de ces boîtes aux chemins de fer de l’Etat français, cette stabilité était loin d’être réalisée, surtout aux grandes vitesses ; mais l’essieu d’avant s’inscrivait d’une façon remarquablement douce dans les parties de voie en courbe, même celles d’un faible rayon ; ces boîtes ont été retirées des machines sur lesquelles on les avait montées à litre d’essai. Le. Chemin du Nord a également fait l’essai de ce dispositif, — mais on y préfère la bogie, surtout pour les machines de vitesse.
  - Fig. 17. — Boîte d’essieu radiale système Ed. Roy.
  - Bogie. — Employé depuis un grand nombre d’années déjà
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  - et en France la plupart des Compagnies commencent également à l’appliquer à leurs machines nouvelles à deux et môme à
  - 4
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  - trois essieux couplés. Dès 1875, la Cic du Nord a commencé à faire cette application à ses machines outrance.
  - Le bogie est une sorte de petit chariot à deux essieux, distants de 2 mètres environ dans les locomotives françaises, et qui reçoit le poids de la machine à l’avant. Il pivote autour d’une cheville ouvrière située à son centre ou un peu en arrière, et il peut généralement aussi se déplacer transversalement, ce qui favorise encore l’inscription sans choc de la machine dans les courbes.
  - Fier. 19.
  - L’avant de la locomotive peut porter sur le milieu du bogie, comme aux machines de l’Ouest (Fig. 17, 18, 19) de l’Est et de Lyon, ou bien sur les côtés à l’aide de pivots sphériques, comme au Midi et au Nord (Fig. 20). Le bogie de cette dernière Compagnie est sans déplacement transversal, son pivot est fixé par conséquent ; celui des autres Compagnies peut au contraire se déplacer d’une certaine quantité de chaque côté de l’axe. Ce
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  - déplacement est limité par des pièces de butée, et des ressorts posés à plat, ou des plans inclinés, ramènent le bogie dans l’axe, et le maintiennent ensuite dans cette position, dans les parcours en alignement.
  - i
  - Fig. 20. — Bogie du chemin de fer du Nord.
  - Par suite de sa grande mobilité, le bogie entre avec beaucoup de douceur dans les courbes, et il se prête également aux sinuosités de la voie. Il convient donc particulièrement aux lignes à courbes nombreuses, et sur les voies en mauvais état d’entretien il se comporte mieux que l’essieu porteur habituel des machines à grande vitesse.
  - Une autre disposition est aussi employée pour faciliter le passage des locomotives dans les courbes, et on l’a vue appliquée par M. Mallet aux machines Deccntville qui faisaient en 1889 le service de l’Exposition entre le Champs-de-Mars et l’Esplanade des Invalides.
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  - Le principe de cette locomotive, principe qui avait déjà été réalisé par l’ingénieur anglais Fairlie, consiste à utiliser pour l’adhérence le poids total de la machine, — à répartir ce poids total sur le plus grand nombre possible d’essieux afin de diminuer la charge par essieu, et par conséquent le poids des rails, — et enfin à permettre, malgré ce grand nombre d’essieux adhérents, la circulation facile de la machine dans les courbes de petits rayons. — Dans le chemin de l’Exposition, ces rayons descendaient jusqu’à 43 mètres en pleine voie.
  - Dans la machine de M. Mallet(Fig. 21) il y a 4, 6 ou 8 essieux moteurs divisés en 2 groupes parfaitement distincts ; le groupe d’arrière, qui est fixe, supporte l’arrière de la machine ; le 2e groupe supporte l’avant de la locomotive et il est relié au 1er groupe au moyen d’une charnière placée dans l’axe longitudinal et autour de laquelle il peut pivoter pour prendre des positions tangentes aux courbes.
  - L’avant de la machine repose sur le bâti mobile de cet avant-train au moyen de platines fixées à la chaudière et qui peuvent glisser sur un arc circulaire en fer relié au bâti vers le milieu de l’avant-train ; le centre de cet arc est au point d’articulation des deux groupes.
  - Les essieux de chaque groupe sont accouplés, et ils sont actionnés : ceux du 1er groupe, par deux petits cylindres extérieurs qui reçoivent directement la vapeur venant de la chaudière, et ceux du 2e groupe, par deux autres cylindres, également extérieurs, mais d’un diamètre plus grand, qui reçoivent la vapeur sortant des premiers cylindres.
  - Dans des essais comparatifs faits par la Cie des chemins de fer départementaux sur deux machines-tenders pour voie de 1 mètre, l’une à trois essieux couplés avec un essieu radial à l’arrière, l’autre à deux trains articulés système Mallet de deux essieux chacun (Fig. 21 bis), il a été reconnu que la résistance due à une courbe de 300 mètres de rayon est nulle dans celte dernière, tandis que pour la locomotive ordinaire, la même
  - 4*
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- - Fig. 21 (bis). — Locomotive compound articulée système Mallet, des chemins de fer
  - départementaux.
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  - courbe de 300 mètres produit une diminution de vitesse de
  - Ko/
  - «J ! O. *
  - La diminution de résistance dans la locomotive Mallet correspond évidemment aussi à une diminution de l’usure des boudins des roues, et cet ensemble se traduit finalement par une augmentation de puissance de la machine, et par une diminution des frais d’entretien.
  - La Suisse compte à elle seule, à ce jour, 27 locomotives Compound articulées système Mallet ; une machine-tender de ce genre à 8 essieux et pesant 100 tonnes a été aussi employée pour les travaux de percement du Saint-Go-thard. (Fig. 21).
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- - TROISIÈME PARTIE
  - NOTIONS ÉLÉMENTAIRES SUR LA CHALEUR ET SUR LES GAZ
  - Nous croyons devoir faire précéder la description de la chaudière locomotive de quelques notions sur la Chaleur, sur les Gaz et sur les Combustibles ; elles pourront peut-être avoir leur utilité pour nos lecteurs.
  - Le calorique est l’agent invisible qui fait naître en nous les sensations de froid et de chaud, il est dû à un mouvement vibratoire très rapide des atomes des corps ; la chaleur est l’effet même de celte cause, c’est en un mot du mouvement.
  - La chaleur se propage en ligne droite et dans tous les sens avec une vitesse dépassant 300 000 kilomètres par seconde, et une intensité qui varie en raison inverse du carré des distances.
  - La propriété que possèdent les corps d'émettre de la chaleur, ou de la rayonner, a reçu le nom de pouvoir êmissif ; la chaleur émise par les corps augmente avec leur température et varie aussi suivant leur nature et leur état de poli.
  - Le pouvoir absorbant d’un corps, c’est-à-dire la proportion de chaleur qu’il laisse pénétrer à son intérieur, diminue avec sa distance au foyer de chaleur et avec l’inclinaison de sa surface relativement à celle de ce dernier ; le pouvoir absorbant d’un corps est égal à son pouvoir rayonnant. La quantité de chaleur qui n’est pas absorbée par le corps se trouve réfléchie, elle est complémentaire de la quantité absorbée.
  - Ainsi si une surface est soumise à l’action entière d’un foyer
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - dont l’intensité est représentée par le nombre 100 et qu’il en absorbe une partie égale à 70, il en réfléchira 100 —70 = 30.
  - Nous donnons ci-dessous les pouvoirs rayonnant, absorbant et réfléchissant de quelques corps qui se trouvent employés dans les locomotives.
  - Noms des substances Pouvoirs rayonnants et absorbants Pouvoirs réiléchissants
  - Eau 100 0
  - Noir de fumée 100 0
  - Fonte polie 25 75
  - Peinture à l’huile 92 8
  - Fer poli 23 77
  - Acier poli 17 83
  - Laiton et cuivre rouge polis. . . 9 91
  - On appelle coefficient de conductibilité d’un corps la quantité de chaleur qui traverse l’unité de section de ce corps dans l’unité de temps. Le coefficient de conductibilité de l’argent étant pris pour point de comparaison et fait égal à 1 000, celui du cuivre est 736 et celui du fer 119(1).
  - La chaleur a pour eflet d’augmenter le volume des corps ; ce volume diminue par conséquent sous l’influence du froid. Le coefficient de dilatation d’une substance est l’augmentation de son unité de volume pour une augmentation de température de 1°.
  - Le coefficient de dilatation d’un même métal est sensiblement constant entre 0 et 100°, il devient un peu plus grand de 100 à 200°, il croît encore de 200 à 300°, et ainsi de suite
  - (1) Cette différence de conductibilité n’influe en rien sur le choix du métal des foyers des locomotives, car elle est d’un effet presque nul comparativement à la résistance que le métal éprouve lui-même à céder à l’eau la chaleur qu’il reçoit des gaz, et surtout à absorber cette dernière.
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  - jusqu’à son point de fusion. — Dans la pratique, on considère ce coefficient comme constant.
  - Voici les coefficients de dilatation linéaire de quelques corps de 0° à 100°, c’est-à-dire les quantités dont 1 mètre de longueur de ces corps se dilate pour une augmentation de température de 1 degré.
  - Fonte de fer.................O"”1,OU 100
  - Acier non trempé.............0"",010 791
  - Fer doux forgé...............0”“",012 205
  - Fil de fer /.................0"m,014 401
  - Cuivre rouge.................0rom,017 373
  - Cuivre jaune................ . 0"m,018 782
  - Une chaudière d’une longueur totale de 6 mètres qui se trouve à une température de 15° au moment de l’allumage, se dilate lorsque la pression atteint 10 kg, correspondant à une température de 179°, de 0mm,0122 X 6 X (179-15 ou 164) = 12 millimètres.
  - Le coefficient de dilatation de l’eau va en augmentant avec l’accroissement de température, môme de 0° à 100°. La dila-
  - lion moyenne vaut par chaque degré d’augmentation de
  - température ; pour un accroissement de 164°, c’est-à-dire égal à celui que subit l’eau du tender à 15° passant dans la chaudière et s’élevant à la température de 179°, qui correspond à
  - • 1 x 164 1
  - une pression de 9 kg, l’eau se tuméfie de ^5QQ- = jg de son
  - volume. Si le volume d’eau de la chaudière est de 4 000 litres au moment de l’allumage, il deviendra lorsque la pression aura atteint 9 kg (si on néglige de déduire le volume d’eau transformé en vapeur, et qui ne serait d’ailleurs ici, pour un volume de vapeur de 2 mètres cubes que de 10 litres 500
  - environ) de 4 000 -+- -jg- = 4 222 litres. On peut aisément
  - déduire de ce chiffre la hauteur dont l’eau aura alors monté dans le tube à niveau de la chaudière.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Mesurer une quantité de chaleur c’est trouver combien de fois elle çn contient une autre prise pour unité. L’unité adoptée en France est la calorie : c’est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1° la température d’un kilogramme d’eau pure.
  - On appelle capacité calorifique, ou chaleur spêcifque d'un corps, le nombre de calories nécessaires pour élever de 1 degré la température d’un kilogramme de ce corps. La chaleur spécifique du fer est égale à 0,114, et celle du cuivre rouge à 0,095.
  - Tout corps se fond, s'il est à l’état solide, et réciproquement se solidifie, s’il est à l’état liquide, à une température déterminée. Celle-ci reste constante jusqu’à ce que le changement d’état soit complet, quelle que soit l’intensité de la source de chaleur ou de froid qui le détermine : cette intensité ne fait dès lors qu’accélérer plus ou moins le phénomène.
  - La température d’un corps demeurant invariable pendant tout le temps que dure sa fusion, on doit en conclure que toute la chaleur fournie par le foyer est alors employée à produire le changement d'état du corps : on désigne sous le nom de chaleur latente de fusion la chaleur qu’absorbe un corps solide, lorsqu’il passe à l’état liquide sans changer de température.
  - La comparaison des résultats fournis par deux expériences très simples met bien en évidence cette absorption de chaleur par la fusion.
  - Si l’on mêle ensemble 1 kg d’eau à 0° et 1 kg d’eau à 80°, le mélange prend la température moyenne de 40°. — Si on fait fondre 1 kg de glace à 0° dans 1 kg d’eau à 80°, on obtient ‘définitivement 2 kg d’eau à 0°. — Un kg de glace, pour se fondre, sans changer de température, exige donc toute la chaleur que peut abandonner 1 kg d’eau en se refroidissant de 80° à 0°, ou 80 calories.
  - La quantité de chaleur qu’un poids déterminé d’un corps
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  - abandonne ou absorbe quand sa température s’élève ou s’abaisse d’un nombre de degrés déterminé, s’obtient en multipliant la chaleur spécifique de ce corps par son poids et par le nombre de degrés qui exprime la variation de température. — Ainsi supposons un poids d’eau de 100 kg, dont la chaleur spécifique est 1 ; celle eau absorbera pour passer de 15° à 100° un nombre de calories égal à 100 X 1 X (100-15 ou 85) = 8500 calories.
  - En descendant de 100° à 15° elle cédera le même nombre de calories, soit 100 X 1 X (100 — 15 ou 85) = 8 500 calories.
  - On appelle chaleur latente de vaporisation d’un liquide, le nombre de calories que l’unité de poids de ce liquide absorbe pour passer de l’état liquide à celui de vapeur saturée (1) sans changer de température.
  - On nomme chaleur totale de vaporisation de Veau à une température déterminée, 180° par exemple, la quantité de chaleur qu’il faut communiquer à 1 kg d’eau à 0° pour le transformer en vapeur saturante à cette température de 180°. — Il faut d’abord, pour cela, élever la température de l’eau de 0° à 180°, puis ensuite transformer cette dernière en vapeur à cette même température. La première opération nécessite pour 1 kg d’eau, une absorption de 1 X 1 X 180 = 180 calories ; pour la seconde, qui s’applique au changement d’état, elle exigera le nombre de calories qui représente la chaleur latente de vaporisation pour cette température, soit 479 cal. (2) ; le total donne 180 -f- 479 = 659 calories.
  - On trouvera, à la fin de ce manuel, une table donnant, avec quelques autres indications, les valeurs de la chaleur totale et
  - (1) On entend par vapeur saturée toute vapeur qui est en contact avec son liquide générateur. Telle est la vapeur qui se trouve dans une chaudière tant qu’il y a de l’eau dans cette chaudière.
  - (2) On remarquera que ce second chilfre est plus de 2 fois 1/2 plus
  - considérable que le premier. • -
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  - de la chaleur latente de vaporisation de l’eau pour différentes températures comprises entre 100 et 200°.
  - Quand des corps en présence possèdent des températures différentes, ces températures tendent à s’égaliser par le fait de la propagation dit calorique ; cette propagation se produit par un ou plusieurs des quatre modes suivants : par rayonnement, par contact, par conductibilité intérieure, par circulation.
  - Nous avons vu que le rayonnement est la propriété que possèdent les corps d’émettre de la chaleur ; cette chaleur porte le nom de calorique rayonnant.
  - On dit que le calorique se propage par contact quand il se transmet d’un corps à un autre qui le touche.
  - On nomme conductibilité intérieure le plus ou moins de facilité avec laquelle un corps se laisse pénétrer par le calorique; on dit, d’après cela, qu’un corps est plus ou moins bon conducteur de la chaleur.
  - On entend enfin par circulation les courants qui s’établissent dans la masse d’un liquide ou d’un gaz renfermés dans un récipient exposé à une source de chaleur.
  - Dans une chaudière de locomotive, la plaque tubulaire et les parois du foyer sont chauffées par le rayonnement du charbon en ignition sur la grille et des gaz enflammés sous l’action de la combustion, et par le contact du môme charbon et des mêmes gaz.
  - Le métal de ces parois se laisse lui-même traverser par le calorique, en vertu de sa conductibilité intérieure ; enfin l’eau de la chaudière s’échauffe par le contact avec la surface interne de ces parois et par circulation.
  - Pour empêcher la chaleur de rayonner d’un tuyau de vapeur, d’un cylindre ou d’une chaudière, on peut les envelopper d’un corps mauvais conducteur : feutre, douves de sapin, couche d’air, enveloppe de vapeur, ou bourrage de laine de scories, comme le fait le chemin d’Orléans, de manière à entraver la transmission dû calorique dè leur surface à l’air extérieur ; on
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  - recouvre aussi ces surfaces de substances réfléchissantes, afin d’en diminuer le pouvoir émissif.
  - Dans les chaudières-locomotives, on se contente généralement d’emprisonner une couche d’air entre la chaudière et une enveloppe, qu’on fait quelquefois en cuivre poli, pour diminuer son pouvoir émissif. C’est ce qu’on fait aussi pour les cylindres et pour les boîtes à vapeur ; on fait quelquefois encore circuler de la vapeur vive autour des cylindres, ou simplement de leur partie inférieure ; dans ce cas, outre que cette enveloppe diminue la condensation de la vapeur, elle favorise la revaporisation de l’eau formée pendant la détente ou amenée dans les cylindres avec la vapeur de la chaudière.
  - Formation de la vapeur . — Lorsque de l’eau se trouve exposée dans un espace vide ou même rempli d’air ou de tout autre fluide élastique, elle se dissipe, du moins en partie, sous forme de vapeur, soit qu’on la soumette à la chaleur d’un foyer, soit qu’on l’abandonne à une température ambiante aussi basse que l’on voudra ; d’après cela, il doit se former au-dessus de la surface libre de toute masse d’eau une atmosphère de vapeur, et le vide ne peut y subsister.
  - L’eau peut se transformer en vapeur de trois façons : par évaporation, par vaporisation, et par ébullition.
  - Il y a évaporation quand la vapeur se produit lentement et seulement à la surface du liquide : tel est le cas, par exemple, pour de l’eau qu’on répand sur le sol.
  - On entend par vaporisation toute production rapide de vapeur dans la masse môme du liquide.
  - Enfin, lorsque l’eau se vaporise d’une façon tumultueuse, on dit qu’il y a ébullition.
  - Vaporisation. — Quand on expose une chaudière contenant de l’eau à la chaleur d’un foyer, le calorique qui se dégage aux premiers instants du chauffage pénètre dans la masse liquide, en élève la température et détermine à la surface de l’eau une évaporation, un peu entravée par l’air existant entre
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  - cette surface et le dôme de la chaudière. Dans le milieu du liquide, il se produit une circulation plus ou moins active qui contraint l’air en dissolution dans l’eau (dans la proportion
  - de ^ de son volume) à se dégager sous forme de globules,
  - bientôt suivies par des bulles de vapeur. La température va en augmentant tant que la chaudière est close ou qu’on ne laisse échapper qu’une partie de la vapeur qui se forme à chaque instant. Mais si on laisse au fluide une issue telle que la quantité qui s’échappe dans un temps donné soit égale à celle qui s’engendre dans le meme temps par l’action du foyer, la température de l’eau, et par suite la tension de la vapeur, devient stationnaire.
  - Les ébullitions se produisent dans les chaudières lorsqu’on les soumet à un feu très vif donnant lieu à une vaporisation abondante, et que par suite d’un débit trop grand la pression qui règne au-dessus delà surface libre de l’eau tend à devenir inférieure à celle de la vapeur qui se forme à tout instant dans sa masse. Cette eau n’est plus alors maintenue par une pression suffisante et la vapeur qui se forme est capable de la soulever plus ou moins violemment.
  - La vapeur entraîne dans ce cas une certaine quantité d’eau aux cylindres, et en plus de la perte ainsi produite, cet entraînement peut occasionner des difficultés dans la marche. Pour faire cesser les ébullitions, il faut augmenter la pression de la vapeur au-dessus de l’eau et diminuer au contraire celle de la vapeur qui se forme dans la masse : on obtient ce double résultat en diminuant la dépense de vapeur et en même temps l’intensité du feu.
  - Même sans qu’il y ait ébullition, la vapeur, dans les chaudières, entraîne toujours avec elle des particules liquides en plus ou moins grande quantité ; cela tient à ce qu’elle ne peut pas toujours se dégager librement, donnant lieu ainsi, surtout vers le ciel du foyer, à des accumulations ou chambres de va-
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  - peur; lorsqu’elle se dégage enfin, elle produit de petites explosions : ce sont ces dégagements violents de vapeur qui déterminent le plus souvent les ébullitions et les projections d’eau. Dans les locomotives, l’eau entraînée avec la vapeur varie dans la proportion de 5 à 20 °/0 ; avec un entraînement de 20 °/0, la perte qui en résulte est de 5 °/0 environ.
  - Pour diminuer les entraînements d’eau, certains mécaniciens étranglent un peu l’ouverture du régulateur, dès que leur train est en vitesse. Si l’on a soin de ne pas pousser trop loin cet étranglement, de manière à éviter un trop grand laminage, cette façon d’opérer ne peut donner que de bons résultats.
  - Enfin les entraînements d’eau peuvent être aussi produits par l’accumulation de boues dans la chaudière, ou par un emploi immodéré de désincrustants. Lorsque le feu est vivement poussé, l’eau se meut rapidement en produisant des courants ascendants et descendants qui se choquent toujours ; les boues, s’il y en a, sont vivement agitées, et la vapeur qui se forme les entraîne aux cylindres. Ces boues étant très humides, produisent l’elfet d’une véritable projection d’eau, elles rayent, de plus, les cylindres, les tiroirs et les garnitures.
  - Un entraînement de cette nature est facilement reconnaissable à la seule inspection des tiges et des garnitures, qui sont alors recouvertes d’une couche de boue.
  - Les mécaniciens doivent, dans un pareil cas, opérer comme nous l’avons indiqué pour un entraînement ordinaire, c’est-à-dire diminuer momentanément la dépense de vapeur et l’intensité du feu, et par conséquent la vitesse du train. Mais si les entraînements d’eau continuaient, cette diminution de vitesse devrait être maintenue jusqu’à l’arrivée de la machine au premier poste de réserve, où le mécanicien demanderait le secours pour continuer, s’il devait lui rester encore un long-trajet à faire avant d’ètre rendu à destination, ou bien s’il occasionnait trop de retard au train.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Mais s’il y avait danger pour la machine à continuer, même en double traction, le mécanicien resterait dans ce poste de réserve et pratiquerait des extractions de manière à chasser de la chaudière le plus de boue possible.
  - Quelques machines de la Cie de l’Ouest possèdent pour cet usage un robinet spécial placé vers la partie arrière du corps cylindrique et qu’on peut manœuvrer de l’extérieur à l’aide d’un volant et d’une vis. Dans les locomotives non pourvues de cet appareil, les extractions se feront par le robinet de vidange.
  - A cet effet, on alimentera la chaudière jusqu’à emplir complètement le tube à niveau d’eau — il sera bon, qu’à la fin de cette opération, la pression descende à 2 ou 3 kg, — le feu continuant cependant à être vif, afin d’éviter de faire Retirer les tubes ; puis au bout d’un instant, on ouvrira partiellement le robinet de vidange, et on ne le refermera que lorsque le niveau sera descendu au bas du tube.
  - On renouvellera cette opération deux ou trois fois, à des intervalles d’une demi-heure environ, puis la machine pourra rentrer à son dépôt en remorquant un train de marchandises moyennement chargé, ou en double traction à un train de voyageurs omnibus ou mixte.
  - Enfin, quand un liquide est privé d’air — ce qui est le cas pour une chaudière précédemment allumée qu’on laisse éteindre, puis qu’on rallume à nouveau sans avoir renouvelé l’eau, ni fait rentrer de l’air dans la chaudière en ouvrant le régulateur ou les robinets de jauge, — elle ne se vaporise aussi que très lentement, bien que sa température s’élève ; mais lorsque celle-ci arrive à un certain degré, le liquide se réduit brusquement en vapeur en projetant l’eau vers la partie supérieure de la chaudière.
  - Ce phénomène qui ne peut occasionner de dangers que dans les chaudières timbrées à quelques kg s’explique par les considérations suivantes :
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 77
  - Lorque l’eau renferme, comme d’habitude, de l’air en dissolution, ce gaz se sépare, pendant la vaporisation, sous forme de petites huiles qui produisent autant de solutions de continuité, ce qui détruit en partie la cohésion du liquide ; la vapeur a ainsi la facilité de se former au sein môme de l’eau et de s’en dégager sans effort. Mais quand il n’y a pas d’air dissous, la cohésion reprend toute son énergie, la vapeur ne s’échappe plus alors que de la surface du liquide jusqu’à ce que sa tension soit capable de vaincre cette cohésion en écartant la masse d’eau.
  - GAZ ET VAPEURS
  - IS atmosphère est la masse gazeuse au milieu de laquelle nous vivons ; elle a la forme d’une couche sphérique enveloppant la terre à une hauteur de 60 kilomètres environ.
  - Le gaz dont est formé l’atmosphère se nomme l'air ; 100 grammes d’air se composent de 23 grammes d’oxygène et de 77 grammes d’azote ; l’air contient aussi de 3 à 6 dix-millièmes d’acide carbonique et une certaine quantité de vapeur d’eau qui, en se condensant plus ou moins, fait le brouillard, les nuages ou la pluie.
  - L’air est pesant, et il exerce normalement à la surface de tous les corps avec lesquels il est en contact une pression, qu’on appelle pression atmosphérique, et qui provient d’une colonne ayant pour base la surface pressée, et pour hauteur la distance de cette surface aux limites de l’atmosphère. — Un litre d’air pèse, à la température de 15°, l&r,23, l’air est
  - donc = 813 fois plus léger que l’eau, à cette tempéra-
  - ture.
  - Le baromètre de Toricelli sert à mesurer la pression de l’air.
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- - 78 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Il consiste en un tube de verre droit A, de 85 centimètres de longueur (Fig. 22), fermé à l’une de ses extrémités, et qu’on remplit de mercure ; on pose ensuite le pouce sur la partie ouverte du tube, et on renverse celui-ci dans une cuvette B, presque pleine de mercure également; on voit ainsi le liquide descendre dans le tube jusqu’à ce que sa surface ef soit à une distance do 76 centimètres do la surface cd du mercure de la
  - A ce moment, la surfacegk du tube située sur le même plan horizontal que la surface cd de la cuvette supporte seulement la pression d’une colonne de mercure de 76 centimètres, puisque le vide existe au-dessus de ef ; la surface cd supporte, elle, la pression de l’atmosphère ; ces deux pressions se faisant équilibre, sont égales, donc cette pression de 76 centimètres de mercure mesure bien la pression de l’air. Par conséquent aussi, la pression que l'atmosphère exerce sur chaque centimètre carré équivaut au poids d’une colonne de mercure de 1 centimètre carré de base et de 76 centimètres de hauteur qui pèse 0m2,0001 X 0,76 X 13.600 kg du mètre euhe de mercure) = 1 kilo-
  - gramme 0 33.
  - Ainsi donc, toute surface de 1 centimètre carré située à la surface de la terre — qu’elle soit horizontale, verticale ou inclinée — supporte de la part de l’atmosphère une pression de lk,033,
  - Si on renouvelle l’expérience avec de l’eau, on trouve que la colonne de ce liquide qui fait équilibre à la pression atmosphérique a une hauteur de 10m,33, qui donne aussi un poids de lk,033 par centimètre carré de base.
  - En mécanique, le mot atmosphère s’emploie pour désigner une pression de lk,033 par centimètre carré ; ainsi, lorsqu’on
  - cuvette.
  - L 760%
  - - 700
  - - 600 - 600 - «0 - SOO . 200 . 100
  - d
  - Fig. .32. — Baromètre de Toricelli.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 79
  - lil que lu vapeur a une tension de 3 ou de 4 atmosphères, cela eut dire qu’elle exerce sur toutes les surfaces avec lesquelles lie est en contact une pression de 3 fois ou de 4 fois lk,033 )ar centimètre carré.
  - Dans les locomotives, l’évaluation des pressions de la valeur, au lieu de se faire en atmosphères, se fait en kilogrammes iar centimètre carré ; on dit que la vapeur a une tension le 9 ou de 10 kg, lorqu’elle exerce sur chaque centimètre carré :1e surface avec lequel elle est en contact, une pression de 9 ou de 10 kilogrammes. Une pression de 1 kilogramme cor-
  - respond ainsi à
  - 1 _ 96 8
  - 1,033 “1000
  - d’atmosphère.
  - 11 y a aussi la pression effective, et la pression absolue. Dans les locomotives, les manomètres, partant du chiffre zéro, indiquent la pression effective; celle-ci ne comprend pas la pression atmosphérique, c’est-à-dire qu’un manomètre gradué suivant ce système ne commence à marquer 1, 2, 3 kilogrammes que lorsque la pression de la vapeur est supérieure de 1, 2, 3 kilogrammes à la pression atmosphérique.
  - Pour avoir la pression absolue, on ajoute une unité à la pression effective. Les manomètres indiquant la pression absolue partent, au repos, du chiffre 1.
  - Gaz. — On appelle gazon fluides élastiques, des corps dans lesquels les molécules, douées d’une mobilité extrême, sont dans un état constant de répulsion mutuelle, qu’on désigne sous le nom d’expansibilité. De tels corps pressent proportionnellement à leur tension tous les points des parois du vase qui les renferme, et tendent à occuper un espace toujours plus grand : c’est cette propriété qu’on utilise dans les machines à vapeur ou à gaz pour donner le mouvement aux pistons.
  - On divise les fluides élastiques en deux classes : les gaz permanents, ou gaz proprement dits, et les gaz non permanents ou vapeurs : les premiers sont ceux qui ne peuvent se liquéfier — du moins par les procédés ordinaires et sans le secours
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - des opérations du laboratoire —, tels sont Y oxygène, Yazote ; les seconds peuvent passer à l’état liquide par une compression ou un refroidissement : telle est la vapeur d’eau.
  - On appelle pression cl'un gaz la force avec laquelle, en vertu de son expansibilité, il agit sur les parois du vase qui le renferme et sur les faces de tout corps situé dans sa masse ; cette pression s’exerce d’une façon égale en tous les points du vase ayant une même surface ; pour une surface double ou triple, la pression totale exercée est deux ou trois plus élevée.
  - Pour calculer la pression totale qu’un gaz exerce sur une surface donnée, il suffit, après avoir exprimé cette surface en centimètres carrés, de la multiplier par la pression du gaz rapportée à cette même unité.
  - Dans le cas d’un piston de machine à vapeur d’un diamètre de 44 centimètres soumis à une pression de 9 kg par centimètre carré, on trouve ainsi que la pression totale qu’il sup-„ 3 14 X 442
  - porte est égale à sa surface —----.-----ou 1 320 centimètres
  - carrés X 9, pression supportée par centimètre carré, = 13 080 kilogrammes.
  - Loi cle Mariotte. — Lorsqu’une même masse de gaz permanent change de volume — si on la comprime ou si on la fait détendre, par exemple, dans un cylindre, — sa force élastique, sa température et ce volume varient dans des proportions définies et qui sont fixées par les lois de Mariotte et de Gay-Lussac; nous ne donnerons ici que la première de ces lois, qui s’énonce ainsi :
  - La jrression d'une masse de gaz donnée varie en raisoti inverse de son volume, pourvu que sa température reste constante.
  - Ainsi, s’il existe dans un vase 50 litres de gaz à la pression de 10 kg, et que l’on porte le volume de ce gaz à 100 litres, en soulevant par exemple un piston, sa pression sera alors de
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- - 81
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE PER
  - 50
  - 10 X jqq = 5 kg, si ]a température n’a pas varié pendant cette opération.
  - Inversement, si l’on diminue de moitié le volume primitivement occupé par le gaz, en enfonçant le piston, sa pression doublera, — toujours si la température reste invariable ; — le
  - 50
  - résultat est donné par l’opération suivante : 10 k X £ =20 kg.
  - w D
  - Lorsque la vapeur se détend dans les cylindres des machines locomotives, elle ne se comporte pas tout à fait ainsi parce que sa température va alors en diminuant ; toutefois la différence est peu sensible, et on considère que cette détente s’opère suivant la loi de Mariotle.
  - Si, dans les trois phases que nous venons de considérer, nous multiplions le volume occupé par le gaz par la pression correspondante, nous obtenons les résultats suivants : 50 X
  - 10 = 500, 100 X 5 = 500, et 25 X 20 = 500, qui nous montrent que le produit du volume d'une masse gazeuse par la 'pression correspondante est le même, quelle que soit cette pression.
  - Vapeur saturée. — Supposons un vase fermé par un piston et contenant une certaine quantité d’eau (Fig. 23). Si entre le niveau de cette eau et la surface inférieure du piston
  - 11 existe un espace libre abcd, contenant ou non de l’air, et qu’on chauffe le liquide ou qu’on l’abandonne à la température ambiante, l’eau se convertira en partie en vapeur. Si, à un moment donné, on maintient la température à un degré déterminé, 50° par exemple, cette conversion finira toujours, au bout d’un certain temps et à un point, variable d’ailleurs, avec ce degré, par cesser d’avoir
  - 5*
  - Fig.23. — Vapeur saturée.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - lieu, bien que le liquide ne soit pas passé en entier à l’état gazeux. A cet instant, l’espace considéré renferme donc autant de vapeur qu’il peut en contenir; c’est ce qu’on exprime en disant que cet espace est saturé et que la vapeur a atteint sa saturation, ou est saturée à 5U° de température.
  - Dans une locomotive, la vapeur qui entre dans les cylindres reste saturée tant qu’elle est en contact avec l’eau de la chaudière, c’est-à-dire tant que le tiroir est ouvert à l’admission.
  - Mais si un vase vide d'eau est rempli de vapeur saturée, et qu’on augmente l’espace occupé par la vapeur, celle-ci s’y répand ; sa densité doit nécessairement diminuer et par conséquent l’espace en question ne contient pins autant de vapeur qu’il le pourrait relativement à sa température primitive, il cesse donc d’ôtre saturé. On dit alors de cet espace ainsi que de la vapeur qu’ils sont désaturés.
  - C’est le cas qui se présente dans un cylindre de machine à vapeur lorsque le tiroir ferme l’orifice d’introduction et que la vapeur emmagasinée dans le cylindre se détend en continuant de pousser le piston.
  - La vapeur isolée de son liquide générateur jouit des mêmes propriétés que les gaz permanents tant qu’elle est désaturée. Les lois de Mariolte et de Gay-Lussac lui sont donc applicables, mais tant qu’il y a accroissement de volume ou de température, ou des deux à la fois ; si ces deux éléments vont en diminuant ces lois ne sont plus applicables, car dans ce cas le fluide se rapproche de plus en plus de l’état de saturation, et dès qu’il a atteint cet état, ses éléments sont soumis aux lois propres à la vapeur saturée.
  - Il résulte de là que la plus grande pression que peut posséder une vapeur à une température déterminée est la pression de saturation correspondante à cette température. Aussi celte pression s’appelle-t-elle la tension maximum relative à la température donnée.
  - Vapeur surchauffée. — On appelle vapeur surchauffée
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  - 83
  - toute vapeur séparée de son liquide générateur et portée ainsi à une température supérieure à celle qui correspond à sa saturation. Pour une même augmentation de température, la vapeur surchauffée acquiert un accroissement de pression beaucoup moindre que la vapeur saturée. Ainsi, en portant de 100° à 121° de la vapeur surchauffée ayant une atmosphère de tension absolue, celte tension ne monte qu’à une atmos-
  - 0
  - phère 06, c’est-à-dire n’augmente que des j-qq de sa valeur primitive, — tandis que de la vapeur saturée possédant aussi 1 atmosphère de tension absolue et portée de 100° à 121°, tout en no cessant pas d’être maintenue à saturation, vient à posséder deux atmosphères de pression. Elle éprouve donc une augmentation de 1 lois sa valeur primitive.
  - La vapeur surchauffée jouit de la propriété de se condenser en moins grande quantité que la vapeur saturée, propriété qui a une grande utilité dans un cylindre de machine à vapeur.
  - Dans les locomotives, la vapeur qui sort de la chaudière pour se rendre aux cylindres se surchauffe un peu en passant dans les tuyaux de prise de vapeur lorsque ceux-ci sont situés dans la boîte à fumée, car ils sont alors chauffés par les gaz de la combustion à une température de 3 à 400 degrés. Elle se surchauffe aussi lorsqu’elle se détend sans produire aucun travail, par exemple lorsqu’on la lamine par une ouverture très faible du régulateur.
  - Quand on projette quelques gouttes d’eau au milieu d’une vapeur surchauffée, celle-ci cède de la chaleur à cette eau, la vaporise et s’en sature. Elle peut alors acquérir subitement une'augmentation dépréssion de plusieurs atmosphères, car bien qu’il y ait abaissement de sa température, la saturation augmente la tension de la vapeur considérée dans un plus grand rapport que cet abaissement ne la diminue.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - * Combustibles.
  - Les principaux corps qui entrent clans la composition des combustibles sont le carbone et Vhydrogène.
  - Le carbone et Y hydrogène sont des gaz qui jouissent de la propriété de s’unir à l’oxygène de l’air en produisant de la chaleur et de la llammc.
  - C’est le carbone qui forme la partie essentielle du charbon de terre ; il y entre, en effet, dans une proportion qui atteint pour l’anthracite 93 %, et 50 à 90 °/0 pour les autres espèces de houille.
  - Le carbone peut former, en s’unissant à l’oxygène de l’air, deux combinaisons distinctes :
  - Yacide carbonique
  - et Y oxyde de carbone.
  - L'acide carbonique se forme lorsque le carbone est mis, à une température suffisamment élevée, en présence également d’une quantité d’air assez grande. Un kilogramme de carbone s’unit alors à 2 kg 75, exactement, d’oxygène, pour former 3 kg 75 d’acide carbonique ; la chaleur dégagée par cette combinaison est de 8 000 calories environ. — S’il y a, en rapport avec le carbone, de l’air en excès, cet excès d’air ne se décompose pas, et dans les locomotives, il s’écoule intact dans l’atmosphère — mélangé aux gaz de la combustion, dont il emporte inutilement une partie de la chaleur.
  - Lorsque, au contraire, le carbone brûle en présence d’une quantité insuffisante d’air, il se forme de Yoxyde de carbone ; dans ce cas 1 kg de cai’bone ne s’unit qu’à la moitié de la quantité précédente d’oxygène, — soit 1 kg 375 — et la chaleur dégagée par cette combinaison n’est que de 2 400 calories, c’est-à-dire qu’elle est inférieure de 5 600 calories environ à la chaleur dégagée lorsqu’il y a formation d’acide carbonique.
  - On voit, par là, l’importance qu’il y a à transformer entière
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 85
  - ment en acicle carbonique le carbone renfermé dans les combustibles.
  - Voici comment s’opère la combustion du carbone dans un foyer de locomotive.
  - L’air arrive d’abord en grande quantité sous la grille ; si la couche de charbon n’est pas trop épaisse, ou bien si elle se laisse facilement traverser par l’air, le carbone de la masse combustible, en présence d’une quantité suffisante d’oxygène, se transforme en acide carbonique ; mais si la couche de charbon est épaisse, l’acide carbonique formé au bas de la grille cède, en traversant cette couche, une partie de son oxygène au charbon incandescent qu’il rencontré en s’élevant, et se transforme alors en grande partie en oxyde de carbone.
  - Cette transformation fait perdre, comme nous l’avons vu, une grande quantité de chaleur ; mais il existe un moyen de la récupérer et ce moyen consiste à brûler à son tour l’oxyde de carbone produit avec une quantité suffisante d’air pour le transformer en acide carbonique.
  - Ce résultat s’obtient, dans certains foyers de locomotives, par divers procédés que nous examinerons plus loin.
  - La chaleur dégagée par les deux transformations successives que nous venons d’exposer est alors de 8 080 calories, absolument comme si le carbone avait, dès le commencement de l’opération, complètement brûlé en acide carbonique.
  - Par cet exposé, on voit combien les mécaniciens doivent s’attacher à avoir une grille toujours très propre qui laisse à l’air un passage suffisant pour que le carbone du combustible puisse se transformer, aussi complètement que possible, en acide carbonique.
  - Si la grille est, en effet, obstruée en partie par les mâchefer ou la cendre, il se formera de l’oxyde de carbone par insuffisance d’air ; pour la même quantité de charbon dépensée, la vaporisation sera bien moins élevée et pourra devenir, à un certain moment, insuffisante. Afin de l’augmenter pour con-
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  - duire son traîna l’heure, le mécanicien chargera davantage son foyer, ce qui aura pour effet de mettre en présence d’une quantité d’air toujours décroissante une quantité de charbon qui ira au contraire en augmentant; cela ne suffira donc pas pour augmenter la vaporisation, — et pour atteindre ce résultat, le mécanicien devra serrer l’échappement tout le temps que la grille restera obstruée.
  - Ainsi, à la perte occasionnée par la mauvaise utilisation du combustible viendra s’en ajouter une autre, due à une moins bonne utilisation de la vapeur dans les cylindres, car en serrant l’échappement, le mécanicien augmentera la contre-pression derrière les pistons et empêchera sa machine de courir.
  - L’hydrogène existe, dans les combustibles, sous deux états : uni à l’oxygène sous forme d'eau, et au carbone sous forme à*hydrocarbures.
  - La combustion complète d’un kilogramme de ces hydrocarbures produit 12 000 calories, environ, en donnant lieu à la formation d’acide carbonique et d’eau. Comme la houille en contient une quantité assez considérable, 20 a 30 °/0 environ — il importe beaucoup de ne pas les laisser s’échapper intacts ou imparfaitement brûlés dans la cheminée.
  - Mais pour que ces gaz brûlent complètement dans les foyers, il faut qu’ils soient mélangés dès leur sortie du charbon — alors qu’ils sont encore très chauds — avec une quantité suffisante d’air ; il faut aussi que le foyer lui-méme soit à une température très élevée, sahs cela la combustion ne se fera qu’incomplètement.
  - En effet, lorsque les hydrocarbures sont chauffés au rouge avant leur mélange avec l’air, ils se décomposent en gaz des marais, en hydrogène et en carbone libre ; ce dernier corps, qui est d’autant plus abondant que la température est plus élevée et la couche de charbon plus épaisse, reste suspendu — sans brûler — dans les gaz de la combustion et forme de la
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  - fumée et de la suie si on le laisse tomber en dessous de sa température rouge avant de le mélangera l’air; maintenu, au contraire, à cette température en présence d’une quantité suffisante d’air, il produit une flamme très longue.
  - Plus un foyer sera chaud, plus il sera donc fumivore, et moins il lui faudra d’air — toutes proportions gardées, — pour brûler entièrement les éléments combustibles du charbon. — Or, nous avons vu que lorsqu’il y a de l’air en excès dans un foyer, cet air emporte inutilement dans la cheminée une partie de la chaleur qu’il a enlevée aux gaz.
  - Les voûtes en briques sont employées précisément dans le but d’augmenter la chaleur des foyers ;portées à une très haute température, elles échauffent les gaz qui arrivent à leur contact et, en les forçant à revenir vers l’arrière du foyer avant d’entrer dans les tubes, elles aident en môme temps à leur mélange avec l’oxygène de l’air. — Quand le charbon est tout à fait en ignition et la flamme claire, la voûte absorbe de la chaleur, et elle en restitue à chaque chargement de combustible frais, alors que la température du foyer tend à s’abaisser; elle maintient ainsi cette température à un degré suffisant pour brûler avec le moins d’air possible et presque sans fumée l'oxyde de carbone et les hydrocarbures ; elle a donc pour résultat final d’augmenter le rendement et la -puissance des loyers.
  - On trouve encore dans les combustibles : de l’oxygène, — à l’état de combinaison avec l’hydrogène sous forme d’eau, ou en proportion nécessaire pour former de l’eau, et de Yazote, qui n’intervient dans le phénomène de la combustion que pour modérer son activité.
  - On y rencontre aussi quelquefois un peu de so-ufre, qui attaque le métal du foyer et des tubes, et toujours des cendres et du mâchefer dans une proportion qui atteint, pour le charbon qu’on brûle dans les locomotives, 5 à 10 °/0 environ.
  - Dans tout combustible, on distingue trois éléments essentiels.
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  - Le pouvoir calorifique,
  - Le pouvoir vaporisateur,
  - Et la capacité d'air.
  - Le pouvoir calorifique d’un combustible est la quantité totale de chaleur que chaque kilogramme de ce combustible produit en brûlant complètement ; on l’évalue en calories. — Lorsqu’on dit que le pouvoir calorifique d’une houille est de 7 500 calories, par exemple, on entend par là que 1 kg de cette houille pourrait, entre autre, élever de 0 à 75° la température de 100 kg d’eau.
  - Le pouvoir vaporisateur théorique d’un combustible est la quantité d’eau, prise à 0°, qui peut être transformée en vapeur par la combustion complète d’un kg de ce combustible. -
  - On sait que 1 kg d’eau à 0° degré exige 637 calories pour se transformer en vapeur à 100° — voir notre tableau n° 2 ; pour connaître le pouvoir vaporisateur d’un combustible il suffira donc de diviser son pouvoir calorifique par ce nombre. Ainsi le pouvoir vaporisateur théorique de la houille précédente sera de7500: 637 — 11,8, c’est-à-dire que ce charbon en brûlant complètement, et toute la chaleur qu’il dégage ainsi étant utilisée, pourra vaporiser à 100°, 11 kg 8 d’eau prise à 0°.
  - Les chaudières locomotives absorbent, d’après les expériences récentes faites par les Ci8S de l’Est et de Lyon, 65 à 85 °/0 de la chaleur dégagée par les combustibles ; le pouvoir vaporisateur pratique de ces derniers s’obtiendra donc en affectant de l’un de ces coefficients de réduction leur pouvoir vaporisateur théorique.
  - Lorsqu’on brûle du bon combustible, 1 kg, vaporise habituellement 8 kg, 5 d’eau à la pression de 10 kg ; ce chiffre peut descendre à 7 kg lorsqu’on hrûle un mélange comprenant une partie notable de poussier, parce qu’il y en a alors une plus grande partie entraînée dans la cheminée par l’échappement, et qu’il en tombe davantage également par la grille.
  - On nomme capacité d'air d’un combustible la quantité d’air
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  - nécessaire pour brûler entièrement 1 kg de ce combustible. — Cette capacité est aussi théorique ou pratique suivant que, comme dans les expériences de laboratoire, on suppose que tout l’air mis en présence du combustible se combine avec les éléments de ce dernier, ou que, comme dans les chaudières, une partie de l’air échappe à l’action du foyer et s’écoule intacte dans l’atmosphère au milieu des gaz de la combustion.
  - La capacité d’air théorique d’une houille ordinaire est de 8 à 10 mètres cubes et sa capacité pratique, dans les locomotives, de 12 à 15 mètres, — c’est-à-dire que pour brûler complètement 1 kg de combustible, il faut dans un foyer de locomotive 12 à 15 mètres cubes d’air.
  - Les combustibles employés dans les chaudières locomotives sont la houille, ou charbon cle terre, et les agglomérés ou briquettes.
  - La houille. — La bouille se divise en houille 'proprement dite ou charbon biiumeux, et en anthracite ou charbon de pierre.
  - La houille proprement dite a une couleur noire très brillante, elle se casse généralement par lames et par plaques. Elle renferme une certaine quantité de bitume, espèce d’huile épaisse formée principalement de carbone et d’hydrogène, qui rend la flamme du charbon éclairante et lui donne la propriété de tacher les doigts.
  - 100 parties de houille contiennent en moyenne 84 parties de carbone, 5 d’hydrogène, 8 d’oxygène, et 2 de cendres.
  - Les houilles proprement dites se divisent elles-mêmes en trois variétés : les houilles grasses, les houilles dures ou compactes et les houilles maigres ou sèches ; les meilleures se rencontrent, en France, àAnzin, à Commentry, à Alais et à Rive-de-Gier ; leur pouvoir calorifique varie de 7 000 à 8 500 calories.
  - L’anthracite. —L’anthracite ou charbon de pierre est compact et grisâtre, il ne salit pas les doigts et renferme très peu de matières 'bitumineuses: Sur 100 parties, il contient en-
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  - viron 90 parties de carbone, 3 d'hydrogène, 4 d’oxygène et d’azote,, et 3 de cendres et de mâchefer. L’anthracite brûle difficilement et presque sans fumée ; sa flamme, quand elle est bien activée, est rouge et brillante, mais toujours courte ; peu activée, elle est faible. Aussi ce charbon convient-il bien aux locomotives, où le tirage produit par l’échappement est très énergique. L’anthracite fait peu d’escarbilles et pas de cendres, son pouvoir calorifique est très élevé et atteint S 600 calories, sa capacité d’air est de 14 mètres cubes. 11 existe abondamment aux Etats-Unis ; en France, on n’en rencontre guère que dans le département de l’izère.
  - L’allumage de l’anthracite se fait assez difficilement ; on l’active en y ajoutant de la houille grasse ou du gros bois en assez grande quantité (1).
  - Agglomérés ou briquettes. — Les agglomérés ont généralement J.a forme de parallélipipèdes rectangles, que l’on nomme briquet le.s ; leur poids varie de 4 à 10 kg. Au chemin de Lyon, on emploie aussi des agglomérés ayant la forme de cylindres.
  - Les agglomérés sont formés de houille en poussière agglutinée sous une forte pression à l’aide d’un ciment, qui est lui-mème combustible. — Leur fabrication comprend trois opérations principales : 1° Séparation du charbon en roche des menus, lavage et broyage de ceux-ci quand ils ne sont pas en poussière. 2° Agglutination du charbon en grain et du poussier à l’aide du brai sec, qui est du goudron débarrassé de la moitié environ des matières volatiles qu’il contient.
  - L’agglutination du charbon en grain et en poussier se composant de 70 °/0 de charbon maigre, de 22 °/0 de charbon gras et de 8 °/0 de brai sec donne des briquettes très appréciées. Fabriqués dans ces conditions, les agglomérés ne se ra-
  - (1) Les mécaniciens divisent le charbon en menus et en tout-venant ; mais ces derniers ont aussi les propriétés de la catégorie : charbon gras, maigre ou anthracite, à laquelle ils appartiennent.
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  - mollissent pas à la chaleur de 50 degrés et conservent une bonne cohésion si on la leur a donnée au moulage. — Le malaxage, ou mélange du charbon avec lebrai sec préalablement broyé, s’effectue à chaud au moyen d’un courant de vapeur d’eau.
  - 3° Compression du mélange dans des moules fermés, à une pression atteignant dans certains appareils 150 kg par centimètre carré de surface, mais qui ne doit pas être inférieure à 40 ou 50 kg par centimètre carré si l’on ne veut pas que la briquette perde de ses qualités. Comprimée à une pression moindre, en effet, elle se désagrège facilement au feu, et l’échappement en entraîne une assez grande quantité dans la boite à fumée. Elle se réduit aussi partiellement en poussier quand on la charge sur les tenders, et ces deux causes réunies diminuent sensiblement son rendement.
  - Les agglomérés présentent sur les charbons en roche de même provenance que les menus qu’on a fait entrer dans leur composition les avantages suivants :
  - 1° Allumage plus facile et plus rapide.
  - 2° Production de vapeur plus uniforme et un peu plus abondante.
  - 3° Corrosion des chaudières par les gaz sulfureux nulle, si le lavage des menus et du poussier a été bien fait. — Le soufre, qui se trouve souvent à petites doses dans les charbons sous formes de sulfures de fer ou de pyrites, produit, en effet, en brûlant, des vapeurs acides qui attaquent les parois du foyer et les tubes.
  - EMPLOI DU PÉTROLE ET DES RÉSIDUS D’HUILES LOURDES COMME COMBUSTIBLE
  - En Russie, aux États-Unis et môme en Angleterre on emploie aussi, sur quelques lignes, les résidus de pétrole pour le
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- - 92 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE PER
  - chauffage des locomotives. Ces résidus, qui ont. à peu près la composition suivante :
  - Carbone................... S7,0
  - Hydrogène................. 11,5
  - Oxygèno.................... 1,5
  - se brûlent dans les foyers ordinaires, où ils sont injectés à l’état de fine poussière au moyen d’un pulvérisateur à trous étroits et longs, dans lesquels on envoie un jet de vapeur pris à la chaudière. Ils brûlent ainsi parfaitement et ont un pouvoirva-porisateur égal à deux fois environ celui d’un môme poids de houille de qualité moyenne.
  - R
  - Fig. 24. — Emploi du pétrole comme combustible.
  - On établit dans le foyer un ouvrage en briques (Fig. 24) percé de canaux très étroits pour le passage des gaz de la combustion ; ces gaz sont ainsi retenus dans le foyer un temps suffisant pour brûler presque complètement, par suite du
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  - long circuit qu’ils font avant de pénétrer dans les tubes.
  - Un assez grand nombre de locomotives de gare et quelques machines express de la Ci0 anglaise « Great Eastern Raihvay » sont pourvues d’un chauffage mixte au pétrole et au charbon.
  - Ce dernier est employé pour les allumages et dans les stationnements ; le pétrole est brûlé en marche.
  - Dans des essais d’un mois, portant sur un parcours de b 000 kilomètres, la dépense kilométrique de charbon a été trouvée de 3 k. 340, et celle de pétrole de 3 kg.
  - Or les locomotives fonctionnant au charbon seulement et faisant le même service brûlent 10 kg par kilomètre ; 3 kg de pétrole correspondent donc ainsi à
  - 10 —1 3,34 = 6 k 66 de charbon.
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- - QUATRIEME PARTIE
  - LA CHAUDIÈRE
  - La caractéristique de la chaudière-locomotive est de produire une grande quantité de vapeur sous un volume relativement petit. Ce résultat est obtenu :
  - 1° Par l’addition, à la suite du foyer, d’un grand nombre de tubes que doivent traverser les gaz chauds avant de s’échapper dans l’atmosphère ; on obtient ainsi une très grande surface de chautfe dans un espace restreint ;
  - 2° En lançant dans la cheminée la vapeur qui sort des cylindres, ce qui a pour effet de produire un tirage énergique qui donne au foyer et aux tubes une grande puissance de vaporisation (t).
  - Dans la chaudière locomotive on distingue :
  - Le foyer et la boîte à feu,
  - Le corps cylindrique,
  - Et les accessoires, comprenant les injecleurs, les soupapes de sûreté, le manomètre, le régulateur, Y échappement, etc.
  - Foyers — Les foyers des locomotives affectent différentes formes, suivant le combustible qu’ils sont destinés à brûler, ou simplement suivant les préférences des Compagnies.
  - (1) C’est en 1828 que Marc Seguin, qui était alors directeur du chemin de 1er de Saint-Etienne, imagina sa chaudière tubulaire.
  - Quant à l’idée d’augmenter l’appel d’air dans le foyer en faisant échapper dans la cheminée la vapeur qui a produit son action dans les cylindres, elle est plus ancienne encore, et a été appliquée, dès 1804, à une locomotive anglaise par Richard Trévithick et Andrew Vivian.
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  - Foyer Belpaire. — La Ciu du Nord emploie surtout le foyer Belpaire (Fig. 24 bis) qui est spécialement construit pour brûler des menus ou du tout-venant, charbons que cette Compagnie, comme celle de l’Est, peut se procurer à bas prix en dillerents points de son réseau ; la Ci0 de l’Est et celle de Lyon appliquent aussi ce système de foyer à leurs machines puissantes, et il est enfin employé sur une grande échelle en Belgique, où il a d’ailleurs pris naissance.
  - F.5®. 24 (bis). — Foyer Belpaire.
  - Les menus ne se laissent traverser que difficilement par l’air, on ne peut donc les brûler que sur une faible épaisseur, 10 à 1.5 centimètres environ ; dès lors, pour obtenir une vaporisation abondante, il est absolument nécessaire de donner à la grille une surface considérable: dès 1873, la Cie du Nord employait ainsi des grilles de 2m2,45, dans quelques machines belges, cette surface atteint 5 mètres carrés ; en France, pour les mêmes foyers, elle varie entre 2 mètres carrés et 2“2,50 (locomotives mixtes à grande vitesse de la Cie de l’Est).
  - Les menus maigres ne produisant qu’une flamme très
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - courte, on donne à ces foyers une faible profondeur ; pour la même raison, les tubes sont plus courts que dans les autres chaudières et n’ont généralement que 3 mètres à 3m,50 de longueur.
  - En retour, la chaleur rayonnante du combustible est parfaitement utilisée par le foyer, chaque mètre carré de surface de chaull'e directe, ou du foyer, vaporise autant d’eau que 10 ou 12 mètres carrés de surface indirecte, ou des tubes.
  - La grille est inclinée de l’arrière à l’avant, ce qui aide le combustible frais à descendre vers l’avant à mesure qu’il se débarrasse de ses hydrocarbures et qu’il a besoin de moins d’air pour brûler ; le charbon, le plus souvent un peu mouillé et bien malaxé, doit se charger en couche mince et uniformément répartie sur toute la grille, sauf à l’arrière où son épaisseur peut être double.
  - Les chargements doivent être répétés et peu abondants chaque fois ; pour faciliter ces changements, le bas de la porte vient, dans les locomotives belges, complètement affleurer la grille (Fig. 24). Cette disposition n’est pas usitée en France, les foyers y sont plus profonds.
  - Pour que les menus ne tombent pas en grande quantité dans le cendrier, et qu’en même temps l’air puisse traverser le combustible en tous les points de sa masse, de manière à obtenir une combustion uniforme et aussi complète que possible, on fait les barreaux de grille très minces et très rapprochés ; on parvient ainsi à brûler ces menus sans presque produire de fumée, et à obtenir une marche du foyer très économique lorsque leur mélange par parties de houille maigre et de houille grasse bien lavées est fait judicieusement.
  - Le ciel de l’enveloppe est plat et il est relié à celui du foyer par des tirants en acier qui sont perforés et ouverts à leur partie inférieure.
  - Foyer Ten Brinck. — Les foyers de la plupart des locomotives de la Cic d’Orléans et ceux d’un certain nombre
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  - de machines d’autres Cies sont du système Ten Brinck, qui a été appliqué dès. 1860 aux locomotives de la Cic d’Orléans et a reçu, aujourd’hui, sur ce réseau plus de 1 200 applications.
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  - Fig. 25. — Foyer Ten Brinck.
  - Ce système de foyer est caractérisé :
  - 1° Par sa grille fixe qui est inclinée à 25° sur i’horizon-lule (Fig. 25).
  - 2° Par un gueulard en fonte et tôle, À, placé en prolongement de la grille fixe, et incliné habituellement à 40° ; ce gueulard, qui a presque la largeur du foyer, sert au chargement du combustible.
  - 3° Par un large clapet d’air, C, disposé au-dessus de la tôle supérieure du gueulard, et manœuvrable à volonté par un levier pour régler la quantité d’air à admettre dans le foyer (1).
  - 4° Enfin par un bouilleur plat B, en cuivre rouge, placé au milieu du foyer à peu près parallèlement à la grille fixe, et
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - relié aux faces latérales et d'avant par quatre tubulures qui servent à la circulation de l’eau et de la vapeur.
  - Dans ce système de foyer, la houille peut être chargée en grandes quantités à la fois dans le gueulard. Elle glisse sur la grille, par suite de sa grande inclinaison et aussi par les trépidations de la marche, au fur et à mesure de sa transformation en coke, et le mécanicien n’a généralement pas besoin de travailler le feu en cours de route, excepté lorsqu’il veut décrasser la grille.
  - Toutefois, deux ouvreaux placés h droite et à gauche au-dessus de la porte de chargement du combustible, permettent de surveiller la marche du feu, de nettoyer le dessus du bouilleur et de tamponner les tubes à fumée quand ils viennent à se rompre.
  - Le bouilleur force la flamme à revenir vers l’arrière avant de pénétrer dans les tubes ; l’air amené par le clapet du gueulard se mélange alors in timement aux gaz, dont la combustion s’opère complètement ainsi.
  - En eilet, en effectuant des prises de gaz dans la boîte à fumée des locomotives, et en les analysant ensuite au laboratoire, on peut juger du degré de la combustion dans le foyer. Or, on ne trouve dans les locomotives munies de foyers Ten Brinck, aucune trace d’oxyde de carbone dans ces gaz, et seulement un petit excès d’air : la combustion s’y opère donc dans d’excellentes conditions.
  - Le bouilleur, placé très près du charbon en ignition sur la grille et léché entièrement par la flamme du combustible, a un très grand pouvoir vaporisateur ; il augmente aussi notablement la surface de chauffe directe du foyer. Toutefois cette
  - (1) L’injection d’air au-dessus de la coüchc de charbon peut aussi sc faire à l’aide d’entre toises complètement perforées situées sur la face arrière de la boite à feu, au-dessus de la porte du foyer, et sur la face avant au-dessous des dernières rangées do tu lies. Ce procédé n’est employé qu’aux Etats-Unis, où il tend môme à disparaître.
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  - augmentation est plus apparente que réelle, parce que le bouilleur soustrait à l’action du charbon incandescent le ciel du foyer, qu’il masque.
  - Le bouilleur ne prend pas non plus la température élevée des voûtes en briques, et il est, pour cette raison, moins fumi-vore que ces dernières. Cependant, le mélange des gaz et la combustion sont mieux obtenus que dans les foyers avec porte à déflecteur et voûte en briques, parce que la projection d’air a lieu, grâce à la grande longueur du clapet d’air, sur toute la largeur du foyer, et qu’en outre avec la facilité de chargement par le gueulard et par suite de l’inclinaison de la sole du gueulard et de la grille fixe, le combustible se prépare petit à petit par distillation progressive h brûler sans production de fumée.
  - On peut meme charger le foyer Ton Brinck d’une manière exagérée, puisque l’affluence d'air introduit peut être augmentée à volonté pour assurer une bonne combustion.
  - Pour les locomotives à marchandises, la production de fumée dans les gares ayant moins d’inconvénients que pour les locomotives à voyageurs, on leur a appliqué la disposition, connue sous le nom de Ten Brinck Bonnet (1) représentée par les Fig. 26-27, qui donne une surface de chauffe directe plus grande.
  - Le gueulard y est remplacé par une large porte ovale, et le clapet d’air par un registre à rainures verticales fixé au centre de la porte ; celle-ci est munie intérieurement d’un déflecteur D ayant pour but de diriger l'air de face et de chaque côté. En outre, pour augmenter l’insufflation d’air sur les parois latérales du foyer, on applique de chaque côté de la porte et vers la partie inférieure, deux ouvertures 0, formées de tubes rivés, qui donnent un courant d’air continu dans le foyer.
  - Dans le foyer Bonnet, la grille fixe étant inclinée à 25°, comme dans le Ten Brinck, il en résulte que sa partie supé-
  - (1) La modification Bonnot est aussi appliquée à des machines à voyageurs, notamment à celles de la série 101 à 103.
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- - 100 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER rieure est notablement au-dessous de la porte de chargement,
  - Fig'. 26. — Foyer Ten Brinek Bonnet
  - de sorte que la couche de combustible se trouve en contact avec la partie arrière du foyer ; la surface de chauffe directe en est par suite augmentée.
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  - Dans les divers genres de foyers Ten Brinck ou Ten Brinck
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  - Fig. 27. — Foyer Ten Brinck Bonnet.
  - Bonnet de la Ci0 d’Orléans, la grille fixe es! disposée en éventail, c’est-à-dire avec un écartement variant de 6 à 10 millimètres à l’arrière du foyer, et de 12 à 15 millimètres à l’avant,
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  - afin de donner à l’air un passage proportionnel à l’intensité de la combustion.
  - D’après des expériences très concluantes faites en 1888 au chemin de Lyon, le foyer Ten Brinck a une puissance de vaporisation et un rondement supérieurs de 3 °/0 à un foyer ordinaire muni d’une voûtecourte (que nous étudions plus loin), et un rendement supérieur de 11 °/0 au foyer ordinaire, sans voûte.
  - On a pu brûler par mèfre carré de surface de grille, dans un foyer Ton Brinck, jusqu’à (iOO kg de charbon par heure, et la vaporisation a atteint dans ce temps 8 000 kg de vapeur.
  - La température élevée de ces foyers permet aussi d’y brûler presque sans fumée les charbons gras du bassin de la Loire.
  - Foyer ordinaire. — Les Cics du Midi, de l’Ouest, de Lyon et les Chemins de fer de l’Etat emploient le foyer cubique ordinaire représenté par la Fig. 28, qui permet de faire varier beaucoup, et très rapidement, l’intensité du feu, suivant la quantité de travail que la machine doit produire. Une grande partie de ces foyers sont munis d’une voûte en briques, qui prend naissance au-dessous de la dernière rangée de tubes et s’avance jusqu’à mi-chemin de la porte environ, en s’élevant de plus en plus au-dessus de la grille.
  - En plus de la fumivorité et de l’augmentation de puissance de vaporisation que procure la voûte, elle empêche comme le houilleur Ten Brinck, le charbon d’ètre entraîné dans la boîte à fumée par l’action de l’échappement, et garantit l’extrémité des tubes contre le chaleur considérable due au rayonnement du charbon incandescent et contre l’air froid venant, à chaque chargement, par la porte du foyer. L’augmentation de rendement qu’elle donne sur les foyers ordinaires non munis de voûte est de 8 %.
  - La voûte est souvent combinée avec une porte de chargement à rainures, munie d’un déflecteur en tôle ou en briques qui dirige l’air vers sa partie inférieure, ou bien c’est la porte elle-même qui s’ouvre vers l’intérieur du foyer, et qu’on peut alors
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  - fixer dans différentes positions à l’aide d’un secteur denté (Fig. 29). C’est ainsi qu’elle est employée en Angleterre, où l’usage de la voûte est plus répandu qu’en France.
  - La voûte en briques est aussi employée sur une grande
  - Fig. 28. — Foyer cubique ordinaire, échelle aux Etats-Unis; mais ici elle se trouve soutenue dans le foyer par des tubes à eau, en acier, dans lesquels se fait une circulation très active qui les empêche de se brûler ; ces tubes donnent lieu à une vaporisation relativement abondante.
  - La voûte est tenue écartée des parois et de la plaque tubu-
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  - laire du foyer de 5 centimètres environ ; s’il y avait des points de contact entre la voûte et ces parois, il pourrait s’y produire une surélévation de température dangereuse pour le métal, qui est toujours de Vacier aux Etats-Unis.
  - Une voûte supportée par des tubes à eau a été aussi appliquée en France à quelques locomotives du réseau de l’Etat, mais au lieu d’ètre plane ou légèrement convexe, elle affectait la forme d’un V renversé (Fig. 30-31).
  - Cette voûte a donné de très bons résultats comme production de vapeur et utilisation du combustible, mais il était assez difficile de maintenir étanches les raccords qui reliaient les tubes aux parois du foyer ; elle n’a été du reste à l’essai que trois ans environ et sur un nombre assez restreint de machines.
  - L’efficacité, des voûtes augmente avec l’intensité du feu ; aux trains peu chargés et de faible vitesse, elle est à peu près nulle, et elle atteint son maximum de rendement aux trains express très lourds.
  - Le combustible qu’on brûle dans les foyers cubiques que nous considérons est généralement un mélange de briquette et de charbon peu collant, mélange qui ne s’agglutine pas sur la grille et se laisse assez facilement traverser par l’air. On peut alors l’employer en couche épaisse sans être absolument obligé d’injecter au-dessus de la grille une certaine quantité d’air pour le brûler entièrement.
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  - Le mode de chargement qu’on applique habituellement à ces foyers, — qu’ils soient ou non munis de voûte, — et la façon dont la combustion s’y opère sont les suivants :
  - Foyer avec voûte soutenue par des tubes à eau.
  - Les côtés et l’arrière sont chargés en couche épaisse pouvant atteindre 30 à 33 centimètres, le milieu et l’avant le sont moitié moins environ (Fig. 32). Les hydrocarbures des couches épaisses se distillent alors lentement et viennent brûler sous la voûte et au-delà, à l’aide de l’air qui pénètre à l’avant de la grille ; il en est de môme de l’oxyde de carbone qui se produit dans le sein de ces couches. A l’avant du foyer, il se forme directement de l’acide carbonique par le mélange du carbone avec une quantité suffisante d’air.
  - Dans les trois méthodes de chargement de combustible que
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  - nous venons de décrire, la grille doit être toujours, et entièrement, tenue aussi propre que possible, afin de laissera l’air un passage suffisant pour brûler les gaz combustibles; mais si, dans un moment pressé, le chauffeur n’a pas le temps de clè-crassementièrement sa grille, il devra s’attacher à en nettoyer
  - Coupe AJ?. v
  - Coupe C D.
  - Fig'. 32. — Changement du combustible sur la grille.
  - surtout l’avant : il lui faudra d’abord, pour cela, moins de temps que pour nettoyer l’arrière, et nous avons vu que c’est à l’aide de l’air qui pénètre par cette partie de la grille que s’opère la transformation de l’oxyde de carbone en acide carbonique, et aussi, dans un grand nombre de foyers, la combustion des hydrocarbures.
  - On voit, par cet exposé, que l’économie d’un foyer dépend
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  - beaucoup de l’habileté du chaulTeur : aussi a-t-on pu dire avec raison, qu’un bon chauffeur est, dans la plupart des cas, le meilleur des fumivores.
  - Formation du Foyer. — Les foyers ordinaires des locomotives ont une forme à peu près cubique ; une seule feuille de cuivre de 15 millimètres environ forme généralement le ciel et les parois latérales, et elle est reliée, par des rivets, à la paroi d’arrière et à la plaque tubulaire dont les bords sont, à cet effet, repliés en forme de cornières. La portion de la plaque tubulaire qui est destinée à recevoir les tubes a une épaisseur de 25 millimètres, environ ; au-dessous des tubes, elle diminue progressivement jusqu’à 15 millimètres, épaisseur qu’elle conserve jusqu’au bas de la feuille.
  - La partie de la chaudière qui enveloppe le foyer s’appelle la boîte à feu. Les parois de cette boîte, ainsi que celle du foyer, on t besoin d’être solidement armées pour ne passe déformer sous l’action de la pression qu’exerce sur elles la vapeur de la chaudière ; ces parois tendent d’autant plus à céder qu’elles sont plus étendues et qu’elles se rapprochent davantage de la forme plane. Un vase de forme cylindrique ou sphérique, résiste, au contraire, de lui-même, et sans armatures, à cette pression. Tel est le corps cylindrique, qui ne possède aucune entretoise ni armature dans sa forme ronde ; seules les plaques tubulaires, qui sont planes, ont besoin d’être consolidées, et ce sont les tubes à fumée qui tiennent lieu de tirants.
  - Pour résister à cette pression, les parois verticales du foyer et de la boîte à feu sont reliées entre elles par des entretoises en cuivre rouge, espacées de 10 à 12 contimètres, qui sont habituellement percées sur toute leur longueur d’un trou de 5 à 6 millimètres de diamètre. Ce trou est obturé, soit du côté du foyer, soit à l’extérieur, par une olive enfoncée pendant la rivure ; lorsqu’une entretoise vient à se rompre, cette rupture est ainsi dénoncée par la fuite de vapeur qui se produit immédiatement. (Il est nécessaire toutefois que Tentretoise ne soit
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  - pas bouchée — par les cendres par exemple, — du côté où elle n’est pas obturée à dessein).
  - Malgré le faible espacement des entretoises entre elles, la pression de la vapeur fait encore céder les parois, entre les points entretoises, comme l’indique la Fig. 33 ; c’est ce qu’on appelle le matelassage, ou capitonnage, — parce que les surfaces ainsi travaillées ressemblent, en effet, à celles d’un matelas. Dans ce mouvement, les filets de la feuille de cuivre lâchent en partie l’entretoise, et la tète seule de celle-ci retient parfois la paroi. 11 est donc important que cette tète soit toujours en bon état, — et il faut, par suite, remplacer sans retard les entretoises dont les tètes ont une certaine usure (1).
  - Fig. 33.
  - S’il se trouve, en effet, dans une môme rangée matelassée sur toute sa longueur un certain nombre d’entretoises dont les tètes soient complètement rongées, il pourra se produire à un certain moment, — sous l’action d’une élévation momentanée de la pression au-dessus du timbre, par exemple, — une déchirure ou un arrachement de cette partie du foyer, et par suite une explosion.
  - Précisément, les entretoises dont les têtes s’usent le plus correspondent habituellement aux parties du foyer qui sont
  - (I) Pour percer ces cntreloises et mettre les nouvelles en place, il faut l'aire usage d’eau de savon et non d’huile, qui attaque l’intérieur des chaudières et peut donner lieu à des entraînements d’eau dans les cylindres.
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  - aussi malelassées : celles des rang-'es inférieures, par exemple, qui sont usées — ainsi que le mêlai des plaques — par le frot-temment du combuslible et par la surélévation de température que ce combustible produit aux points du foyer avec lesquels il est en contact.
  - On ne saurait donc apporter trop de soins et de célérité dans le remplacement des entretoises usées ou rompues des foyers.
  - La plaque tubulaire du foyer est armée, dans sa partie supérieure et moyenne, par les tubes qui la relient à la plaque tubulaire de la boîte à fumée ; cette liaison est très solide et permettrait aux plaques de supporter des pressions considérables sans céder à l’effort de la vapeur.
  - Suivant que ces tubes sont viroles et rabattus sur les plaques, ou simplement serrés à l’appareil Dudgeon, la résistance qu’ils offrent à l’écartement des plaques varie beaucoup d’intensité. Si on fait cette résistance égale à 1 pour les tubes simplement serrés, elle est de 2 pour les tubes dudgeonnés et munis de viroles, et de 5 pour les tubes munis de viroles et rabattus en collerette. Môme pour les tubes simplement dudgeonnés, cette résistance est encore largement suffisante ; c’est ce qu’on se contente alors de faire, surtout du côté de la boîte à fumée.
  - Dans sa partie inférieure, la plaque tubulaire du foyer est réunie, au moyen d’entretoises, à l’enveloppe du foyer; enfin, entre les tubes inférieurs et les entretoises, elle est reliée au corps cylindrique par le moyen de tirants et de vis en fer forgé ou en acier filetées sur toute leur longueur ; ces vis sont également percées d’un trou central destiné à déceler leur rupture.
  - Les entretoises des foyers se rompent sous l’action de la vapeur, — qui tend toujours à écarter les plaques, et aussi par l’effet des dilîérences de dilatation que subissent les parois du foyer et de la boîte à feu. — D’abord, quand on procède à l’allumage de la chaudière, les tôles du foyer s’échauffent et sô
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  - dilatent avant celles de l’enveloppe ; quand la chaudière est en pression, les parois du foyer — qui sont généralement en cuivre et chauffées par un feu très vif, — se dilatent encore plus que celles de la boîte à feu qui sont en fer, en contact avec l’air extérieur et à une température un peu inférieure à celle de l’eau de la chaudière.
  - A chaque allumage, les entreloises prendront donc des positions obliques d’autant plus accentuées qu’elles seront placées plus haut dans le foyer, et à l’extinction suivante elles viendront reprendre leur position primitive. Ces deux mouvements tendront donc à Jes faire rompre, surtout vers les angles, où elles fléchissent très vite d’abord et ont ensuite une plus grande tendance à se casser.
  - Pour les mêmes raisons, les tôles du foyer se gercent aussi dans les angles — dans ceux de la plaque d’arrière surtout —, et au bout cl’un certain nombre d’années, d’autant plus court que le corps cylindrique et le foyer sont plus longs, ces gerçures donnent lieu à des fuites qui obligent à rapporter des pièces en ces points,
  - La partie de la face arriéré de la boite à feu qui dépasse le ciel du foyer est généralement consolidée par des fers cornières qui sont rivés sur cette partie ainsi que sur les cotés de l’enveloppe, ou par des tirants reliés au corps cylindrique (voir Fig. 25 et 28).
  - Pour relier le bas du foyer à la boîte à feu, on interpose entre ces deux plaques une barre de fer rectangulaire de l’épaisseur voulue, et on rive le tout ensemble ; la réunion de la plaque d’arrière du foyer à celle de l’enveloppe à l’endroit du gueulard s’opère aussi delà même façon, ou bien encore en rabattant ces deux feuilles sur leurs bords et en les reliant par des rivets (Fig. 30).
  - Pour armer le ciel du foyer contre la pression de la vapeur, on le relie à l’aide de vis en fer, à des poutrelles longitudinales (Fig. 2G et 28) ou transversales qui s’appuient par leurs extré-
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  - mités sur les parois avant et arrière du foyer ou sur les côtés de la boîte à feu.
  - Ce système d’armature a l’inconvénient d’être très lourd et de charger beaucoup le ciel du foyer : il diminue aussi dans une notable proportion, 20 °/0 environ, le volume qui pourrait être occupé par l’eau et la vapeur au-dessus du ciel et apporte des entraves au dégagement des bulles de vapeur; enfin la dilatation de ces poutrelles, qui sont en fer et à la température de l’eau de la chaudière, n’étant pas la même que celle du ciel, qui, est en cuivre et porté à une température un peu plus élevée, il en résulte des efforts considérables qui fatiguent beaucoup le foyer.
  - Lorsque le ciel du foyer est plat ainsi que le ciel de la boîte à feu, (Fig. 24) comme cela se présente dans le foyer Bel-paire, on entretoise ces deux parties entre elles par des tirants verticaux en acier. Cette armature est moins lourde que la précédente, elle laisse plus de place à l’eau au-dessus du ciel et offre plus de facilité pour le dégagement de la vapeur.
  - Le ciel du foyer système E. Polonceciu dont sont munies plusieurs locomotives de la Cie d’Orléans ne présente pas ces divers inconvénients. Il est formé, (Fig. 34, 35, 36), par la réunion de feuilles de cuivre de 25 à 30 centimètres de largeur présentant transversalement une section en U et cintrées en arc de cercle, puis reliées par leurs bords au moyen de rivets.
  - Ces nervures, jointes à la forme en cintre du ciel, le consolident tout aussi bien que les armatures et les tirants, et n’offrent aucun des inconvénients de ces deux dernières dispositions : le dégagement de la vapeur n’est aucunement gêné, la dilatation peut se faire librement et de plus l’absence de tout boulon dans le ciel y supprime les fuites et augmente sa durée.
  - Le ciel de foyer système Fox, qui est appliqué aux dernières locomotives mixtes à grande vitesse de la Cic de l’Est, permet aussi de supprimer les fermes et les tirants.
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
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  - Il est constitué par une tôle d’acier ondulé, de forme demi-cylindrique, qui offre une très grande résistance aux déformations tout en se prêtant aux dilatations.
  - Lorsque le dessus de la boîte à feu a une forme cylindrique, comme c’est habituellement le cas, on n’a pas besoin de le consolider pour qu’il puisse résister à la pression de la vapeur ; cependant quand le dôme où viennent aboutir les prise de vapeur des injecteurs, du sifflet et du manomètre est monté sur cette enveloppe, la résistance de cette dernière est diminuée par le trou du dôme et on la consolide alors par deux tirants articulés (Fig. 30) qui prennent d’une part à l’avant et à l’arrière, immédiatement, de ce trou, et d’autre part à une des poutrelles placées au-dessus du ciel du foyer.
  - Métal des foyers. — Le
  - cuivre est le seul métal employé en France pour la construction des foyers des locomotives (1) ; l’acier a élé essayé par la plupart des Compagnies mais on n’en a pas retiré de bons résul-tais : il est beaucoup plus sensible que le cuivre aux variations de température, il se laisse attaquer plus vite par les
  - td
  - (1) Exception a été faite par la C" P.-L.-M, dans la construction de
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  - dépôts calcaires provenant des eaux d’alimentation, enfin il se prête moins bien aux opérations de la forge.
  - Cependant aux Etats-Unis Vacier doux de bonne qualité a été reconnu comme le meilleur métal à employer pour les tôles des foyers ; le cuivre a été rejeté comme trop coûteux, et aussi parce qu’il s’usait rapidement aux parties en contact avec le charbon ; — le charbon qu’on brûle, en effet, généralement en Amérique, dans les foyers de locomotives, est de l’anthra-cite, et l’on sait que ce combustible est très dur, et qu’il produit une température très élevée.
  - Cet acier, — qu’on pourrait appeler plus proprement du fer fondu, car il contient au plus l/10e à 1/12e °/0 de carbone, — est homogène, très ductile et très doux, et il ne se trempe pas sous l’action des changements brusques de température des foyers.
  - Après l’emboutissage des tôles et le forage des trous de rivets ou d’entretoises, on fait subir à ces tôles un recuit au rouge sombre pour faire disparaître les traces d’écrouissage, puis on les laisse ensuite se refroidir très lentement.
  - Les tôles qui sont destinées à former les parois et le ciel du foyer ont de 6 à 10 millimètres d’épaisseur (1), la plaque tubulaire a une épaisseur plus forte, 12 à 14 millimètres. Ces foyers sont ainsi deux fois moins lourds que les foyers employés en Europe, et ils coûtent quatre fois moins cher ; ils fournissent des parcours de 500000 kilomètres aux machines
  - ses locomotives compound à grande vitesse, type 1894, dans lesquelles le loyer est en acier. Mais en attendant que les expériences en cours sur ces loyers aient eue assez de durée pour montrer les avantages et les inconvénients de l’acier, la C‘* est revenue au cuivre dans ses dernières machines.
  - (1) Cette épaisseur est de 10 millimètres dans les locomotives compound P.-L.-M. type 1892, munies de loyers en acier.
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  - à voyageurs, et de 400 000 kilomètres aux machines à marchandises.
  - Corps cylindrique. — Le corps cylindrique est composé d’un certain nombre de viroles, — deux, trois, ou quatre, — qui sont reliées les unes aux autres par des rivures à recouvrement ou à couvre-joints ; (Fig. 37) ; dans quelques locomotives anglaises ce corps n’est formé que d’une seule feuille, ce qui donne plus de résistance à la chaudière, car les lignes de rivure y sont toujours les points faibles, la fatigue aux joints étant 1 fois 1/4 environ celle en pleine tôle. Dans un certain nombre de locomotives de l’Etat prussien, ces viroles, qui sont en acier doux, sont soudées entre elles (1).
  - Les joints verticaux sont généralement, à une seule rangée, et les joints longitudinaux, qui sont soumis à un effort moléculaire double, à deux rangées de rivets ; ils sont généralement faits à recouvrement pour les tôles de fer, et à couvre-joints pour les tôles d’acier. La rivure. longitudinale à double couvrejoints et à quatre rangées de rivets appliquée aux machines compound du chemin de Lyon, ainsi qu’à celles du Midi, et représentée par la Fig. 38 est particulièrement résistante.
  - Dans ces dernières machines les rivures transversales, qui sont faites à recouvrement, sont aussi à deux rangées de rivets.
  - (1) On réussit tirs bien aujourd'hui le soudage, sur do grandes longueurs, de l'acier doux. La C‘° Générale des Omnibus de Paris possède des locomotives à air comprimé (lu poids de 18 tonnes, munies de réservoirs eu acier de 3 mètres de long, soudés longitudinalement, et qui se chargent d’air à la pression de 80 kg. Avant leur emploi, ces réservoirs ont été essayés avec un plein succès à la pression de 107 kg par centimètre carré.
  - Dans des essais laits, par les chemins de 1er de l’Etat prussien, sur des tôles soudées, la résistance de la tôle à l’endroit de la soudure a été trouvée inférieure de 5 % seulement à la résistance en pleine tôle. Cette différence est sensiblement plus élevée, (29 "/„) à l’endroit de la rivure, dans les tôles rivées.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 115 L'ouverture que Ton pratique dans une virole du corps cy-
  - & . Assemblage .a recouvrement ordinaire
  - r
  - b . Assemblage à couvre -jonu
  - _ Assemblage telescopigu
  - r/ _ Assemb/jqe télés cooiaue à rebours ; '
  - Fig. 37. — Assemblage des tôles du corps cylindrique.
  - indrique pour y placer le grand dôme affaiblit beaucoup celte partie de la chaudière. On consolide les bords de cette ouver-
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- - 116 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Fig. 38. — Rivure à double couvre, joint.
  - tare par des anneaux rivés, ou bien par l’emboutissage de la tôle vers l’intérieur de la chaudière, procédé plus solide que le précédent.
  - On a atteint aujourd’hui une grande perfection dans la fabrication de l’acier, en môme temps que le prix de revient de ce métal a beaucoup diminué ; comme il présente sur le fer certains avantages marqués, on l’emploie beaucoup sur les réseaux français pour la construction du corps cylindrique des chaudières. C’est ainsi que dans les dernières machines express des CiPfi de Lyon, d’Orléans et de l’Est, cette partie de la chaudière est formée de deux ou trois feuilles d’acier ayant 14 et 16 milli-mètresd’épaisseur pour des pressions respectives de 15, 13, et 12 kg. Aux Etats-Unis, l’acier doux est depuis longtemps le seul métal employé pour la construction du corps cylindrique ; il est également adopté, et d’une façon définitive, pour cet usage, sur quelques réseaux en Angleterre et en Allemagne.
  - Les avantages que l’acier doux présente sur le fer, au point de vue de la construction du corp cylindrique des chaudières, sont les suivants :
  - 11 est plus homogène que le fer, et par conséquent moins sensible aux dilatations et aux contractions; il est aussi attaqué d’une façon uniforme par l’eau d'alimentation, ce qui ne produit qu’un peu d’usure, au lieu que les tôles de fer qui renferment des soufflures ou des parties mal soudées s’attaquent très rapidement, et quelquefois d’une façon dangereuse, en ces points, par l’action de l’eau ;
  - Il s’allonge de 5 à 10 % de plus que le fer avant de se rompre : c’est une qualité précieuse dans les locomotives ;
  - Enfin il est plus résistant de 20 % environ, que le fer, et on peut par conséquent l’employer sur une épaisseur moindre que ce dernier métal pour une même pression.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 417
  - Tubes. — Le métal employé pour la confection des tubes à fumée, en France, est généralement du laiton à 30 ou 32 °/0 de zinc ; cependant, depuis quelques années, les tubes en fer et en acier sont employés sur divers réseaux, et les bons résultats qu’ils donnent ne pourront qu’en faire étendre l’application.
  - La principale cause qui avait fait jusqu’à ces derniers temps rejeter le fer pour la construction de ces tubes, c’est que le tartre y adhère plus rapidement qu’au laiton, diminuant ainsi la transmission du calorique à travers ces tubes ; mais la plupart des Compagnies de chemins de fer épurent aujourd’hui celles de leurs eaux d’alimentation qui sont trop chargées de sels calcaires, ce qui enlève ainsi presque toute sa force à cet argument.
  - En retour, les tubes en fer ou en acier présentent sur les tubes en laiton l’avantage de coûter deux fois moins cher ; de plus, leur dilatation est plus en rapport avec celle du corps cylindrique que celle des tubes en lâiton (1) et par suite les mouvements destructeurs auxquels sont soumis de ce fait les plaques tubulaires et les foyers sont moins prononcés qu’avec ces derniers. .
  - (1) On voit, d’après le taldenu de la page G9, qu'un tube de laiton de 1 mètre de longueur, dont la température s’élève de 100°, s’allonge de ln"’“,8. Pour une élévation de température de 160°, cet allongement atteint près de 3 millimètres, et il est ainsi de 15 millimètres pour une longueur de tube de 5 mètres.
  - Pour l'acier, l'allongement pour une longueur de 1 mètre et une différence de température de 100° n’est que de 1 millimètre, — et de 8 millimètres pour une longueur do tube de 5 mètres et une différence de température de 160°.
  - Dans une chaudière d’une longueur de’ tubes de 5 mètres, rallongement, si les tubes sont en acier, sera donc inférieur de 7 millimètres à celui d’une tubulure en laiton, lorsque la température s’élèvera de 15°, température moyenne de l’eau froide, à 175°, correspondant à une pression effective de la vapeur de 8 kg.
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  - Pour nous en rendre facilement compte, voyons comment se fait la dilatation dans les chaudières-locomotives.
  - La partie avant du corps cylindrique étant fixée d’une façon invariable à .un support rivé au longeron, toute la dilatation des tôles se reporte vers l’arrière, comme l’indiquent les (lèches de la Fig. 39. Pans les locomotives puissantes, cette dilatation, mesurée aux supports de dilatation de la boite à feu, atteint 10 et môme 12 millimètres.
  - La dilatation des tubes se reporte aussi entièrement vers la plaque tubulaire du foyer, et comme ces tubes sont à une température un peu plus élevée que les tôles du corps cylindrique et que la dilatation linéaire du laiton est supérieure à celle du fer, ils s’allongent plus que l’enveloppe.
  - La plaque tubulaire du foyer tendra donc à occuper la position indiquée en pointillé, le bas étant retenu par les vis qui relient cette partie de la plaque au corps cylindrique, et le liant par le ciel du foyer. Ce ciel se dilatera lui-même, mais l’angle arrondi d’arrière B étant bien entretoisé et par conséquent rigide, la partie-C de la plaque tendra à se porter vers l’avant.
  - Ces différences dans la dilatation tendront donc à bosseler la plaque tubulaire du foyer, à produire des gerçures dans les angles, à faire plier et rompre les entretoises et à déformer les tubes. Quant aux parois verticales du foyer, comme elles sont en cuivre et à une température plus élevée que celles de la boîte à feu, qui sont en fer, elles se dilateront également d’une plus grande quantité que ces dernières. Dans des expériences faites au chemin de bOuest sur une machine à foyer cubique dont le ciel était soutenu par des fermes, on a constaté que dans les premiers instants du chaulfage, après l’allumage, le ciel se rapprochait ainsi de la boîte à feu de 2 millimètres à 2m,5.
  - Si le ciel est relié à l’enveloppe par des tirants, comme dans la boîte à feu Belpaire, ces tirants se dilateront eux-mêmes par
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FEE
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  - l’effet de l'augmentation de température de l’eau de la chaudière, mais en sens inverse de l’enveloppe de la boîte à feu, c’est-à-dire de haut en bas. Le ciel de l'enveloppe étant en fer, et par suite plus résistant que le ciel du foyer, ce sera ce dernier qui cédera sous l’effet de ces différentes dilatations, et il s’affaissera suivant les indications du pointillé, tendant encore à produire des criqures dans les angles arrondis des plaques.
  - Lorsque la chaudière se refroidira, les tôles du corps cylindrique et de la boîte à feu reprendront leur position première, les tubes se raccourciront, entraînant delà meme quantité la plaque tubulaire et faisant détendre les angles du foyer précédemment contractés : ces mouvements répétés d’ouverture et de fermeture des angles produiront au bout d’un temps plus ou moins long des gerçures qui finiront toujours par donner lieu à des fuites; plus la chaudière sera longue, plus tôt, ces fuites se produiront et il sera dès lors inutile d’essayer de les étancher par le matage ; les mouvements de dilatation et de contraction de la chaudière feront sans cesse rouvrir ces gerçures.
  - La plaque tubulaire ne se bombera pas dès la mise en service de la machine, mais au bout de 2 ou 3 ans, la matière perdra une grande partie de son élasticité, les dépressions produites resteront presque constantes et le bombement pourra atteindre quelques millimètres : il s’augmentera ensuite rapidement et il sera quelquefois de 12 à 15 millimètres au bout de 5 ou 6 ans de service. Les tubes du milieu deviendront alors trop courts, ils rentreront dans la plaque et il faudra les remplacer. Cisaillée dans le bas des tubes, la plaque se gercera entre les dernières rangées, (Fig. 40) et des fuites se déclareront en ces points, peu de temps, généralement, après que le bombement sera devenu maximum.
  - Si les tubes à fumée sont en fer, leur allongement pour une môme température de 100° et une longueur de 5 mètres sera inférieur de 7 millimètres à celui de tubes en laiton de môme
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  - Fig. 39 et 40. — Dilatation dans les foyers de locomotives.
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  - longueur ; le bombement de la plaque tubulaire sera donc plus lent à se produire et il n’atteindra, dans le cas que nous avons considéré, que b à 7 millimètres au maximum ; par suite aussi, les efforts auxquels sont soumis les angles du foyer seront moins accentués et il pourra ne pas se produire de gerçures dans ces angles et entre les tubes du bas de la plaque tubulaire.
  - La plaque tubulaire de boîte à fumée est aussi soumise, près de sa ligne d’attache avec le corps cylindrique, à des efforts de dilatation et de contraction qui parviennent, à la longue, à produire, vers le bas surtout, de chaque côté du trou de l’autoclave, des fissures qui donnent ensuite très vite lieu à des fuites. Cette plaque, qui est généralement en fer, s’oxyde rapidement, à l’endroit des fissures surtout, — par l’action des gaz sulfureux provenant de la houille ou renfermés dans la suie de la boîte à fumée, et qui, mélangés avec la vapeur d’eau donnent naissance à de l’acide sulfurique. Ici encore cette action est d’autant plus rapide que la chaudière est plus longue. Des fissures de 40 à bû centimètres se produisent ainsi, après b ou 6 ans de service seulement, aux plaques tubulaires de boite à fumée des machines à 8 roues couplées ayant bm,360 de longueur de tubes. Ces fissures n’acquièrent pas la même importance avec des tubulures en fer et des plaques tubulaires en cuivre rouge.
  - Le seul inconvénient constaté avec les tubulures en fer est celui que nous avons déjà signalé : les tubes des rangées inférieures s’entartrent plus que les tubes en laiton, du côté du foyer principalement, où la température est plus élevée : leur conductibilité, et par suite la production de la chaudière, se trouve de ce fait un peu diminuée, et on doit aussi retirer ces tubes pour les nettoyer après un parcours moins élevé que pour les tubes en laiton.
  - C’est là un inconvénient, il est vrai, mais il ne saurait être mis en regard des avantages que ces tubes procurent ; il ne
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  - saurait en tout cas faire renoncer à l’emploi des tubulures en fer ou en acier. Il disparaît d’ailleurs aujourd’hui que l’on épure les eaux trop chargées de sels calcaires.
  - En Amérique, quand les plaques tubulaires sont en acier, on rahoutit les tubes en cuivre rouge pour obtenir un joint étanche, ou'bien on interpose entre la plaque et chaque tube une virole en cuivre rouge. C’est ce que l’on fait aussi au chemin de fer de Lyon, aux locomotives munies de foyers en acier Pour rendre les extrémités des tubes en fer plus ductiles, on les fait parfois aussi chauffer lentement jusqu’au rouge cerise et on les refroidit ensuite dans de la chaux éteinte.
  - En France, où les plaques tubulaires sont généralement en cuivre, on ne rahoutit (la Cic du Midi l’a cependant fait dans ses dernières machines compound) pas les tubes en acier ; ils sont simplement, comme les tubes en laiton, serrés au Dudgeon puis munis de viroles à chaque bout ou même seulement du coté du foyer. Dans les locomotives-400 que le chemiu de Lyon a transformées récemment en machines à bogie, avec application de tubes Serve à ailerons, ceux-ci sont môme simplement serrés au Dudgeon du côté du foyer, sans application de viroles.
  - On pourrait croire que la conductibilité des tubes en cuivre étant supérieure à celle des tubes en fer, l’avantage qui peut en résulter doit être suffisant pour faire préférer la première de ces tubulures à la seconde. Cette conductibilité n’est cependant d’aucune importance pratique pour décider du choix du métal des tubes, parce que la résistance de ce métal à la transmissibilité de la chaleur est bien plus faible que la résistance qu’éprouve le métal lui même à céder à l’eau la chaleur qu’il reçoit des gaz. D’une façon générale, d’ailleurs, la quantité de chaleur transmise à travers une feuille métallique est indépendante de sa nature et de son épaisseur.
  - La longueur des tubes (1 ) varie suivant la puissance et la
  - (O Voir plus loin les tubes « Serve » et les expériences faites par le cliemin de Lyon sur ces tubes et sur les tubes lisses.
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  - longueur de la machine elle-même, et dépend aussi du combustible qu’on doit brûler habituellement sur la grille. Nous avons vu que lorsque ce combustible est de l’anthracite ou des menus, qui produisent peu de flamme, la chaudière doit être construite en vue surtout d’utiliser le pouvoir rayonnant de ces combustibles et avoir par conséquent un foyer très grand et au contraire des tubes très courts de 3 mètres ou 3m, 50 au plus.
  - Si le combustible produit au contraire beaucoup de flamme, et s’il se charge en couche épaisse, la longueur des tubes devra être augmentée et pourra atteindre 5 mètres et plus. Dans certaines chaudières de machines à 8 roues couplées, cette longueur atteint en effet 5m,400. On place quelquefois dans ce cas, au milieu du corps cylindrique, une plaque tubulaire intermédiaire pour éviter que ce grand poids, par ses vibrations, ne fatigue les plaques de tête et n’occasionne des fuites aux joints.
  - Aux machines de vitesse et à celles à 8 roues'couplées des chemins de Lyon, d’Orléans et de l’Etat, les tubes ont une longueur qui varie de 4m,50 à 5ni,40 ; sur les autres chemins, ainsi que sur les Compagnies anglaises, cette longueur ne dépasse pas 3m,50 à 4 mètres.
  - La tendance actuelle est d’augmenter la longueur de la grille et la surface de chauffe directe, et de diminuer par suite celles des tubes : on considère, sur certains réseaux, que ceux-ci ne produisent plus de vapeur lorsque leur longueur dépasse 4 mètres à 4m,50.
  - Cependant, d’après des essais faits à la Cie d’Orléans sur des tubes de 5 mètres de longueur, la température des gaz à la sortie a été trouvée de 310° avec un tirage modéré, et de 370° avec un tirage forcé; avec des tubes de 3m,200, ces chiffres ont été trouvés respectivement de 380 et de 430°; d’après cela, les tubes d’une grande longueur utiliseraient donc sensiblement mieux la chaleur des gaz que des tubes courts.
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  - D’un autre coté, Je rendement économique de la cliaudière n’est pas seul à considérer dans les locomotives, la puissance de vaporisation y a aussi une grande importance. Or cette puissance décroît quand la longueur des tubes dépasse 4m,50.
  - • Des expériences dont nous avons parlé à propos du foyer Ten Brinck et des voûtes, M. Henry a tiré les conclusions suivantes relativement à la longueur de tubes à adopter (1).
  - « On doit, dans la majorité des cas, préférer les longueurs voisines de 4 mètres à 4m,50, qui assurent le maximum de puissance, tout en donnant un bon rendement économique.
  - « Si l’excès de poids est nécessaire pour augmenter l’adhérence, ou n’est pas à craindre au point de vue de l’action de la machine sur la voie, il faut plutôt se rapprocher de 4m,50 que de 4 mètres, afin d’augmenter le rendement économique ; mais lors môme que l’on recherche l’adhérence, on ne doit pas dépasser sensiblement 4m,50, parce que l’on s’expose à perdre plus en puissance que l’on ne gagne en rendement ; il est préférable d’augmenter le poids par tout autre moyen.
  - « Si au contraire, on veut alléger la machine, il convient de se rapprocher de 4 mètres. Au-dessous de 4 mètres on s’éloigne de plus en plus également en rendement; en descendant jusqu’à 3 mètres on perd en puissance et on diminue le rendement de 15 %• »
  - Le pouvoir vaporisateur des tubes dépend encore de l’intensité du feu ; en stationnement, le souffleur fermé, il est très faible, et il atteint son maximum quand la machine marche à une grande vitesse et avec une forte introduction, c’est-à-dire lorsque le tirage est très actif.
  - Le diamètre des tubes ordinaires varie de 40 à 50 millimètres, et leur, épaisseur de 2 millimètres à 2mm,l/2. Celte épaisseur n’est pas toujours la même dans toute leur longueur, ainsi la Cie de l’Ouest emploie des tubes dont l’épaisseur va
  - (1) Pour les tubes lisses.
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  - décroissant de la plaque tubulaire du foyer à celle de la boîte à fumée.
  - Les tubes de petit diamètre opposent plus de résistance au passage des gaz' que les tubes de grand diamètre, mais le mélange de ces gaz avec l’air nécessaire à leur combustion s’y fait mieux et ils brûlent plus complètement que dans ces derniers : ils opposent aussi plus de résistance à l’entraînement du charbon par l’échappement, et on peut les placer à une plus grande distance entre eux pour faciliter la circulation de l’eau et le dégagement de la vapeur.
  - Tubes à ailettes système Serve. — A la suite de différentes Cies de navigation françaises et anglaises, les chemins de fer de Lyon et du Nord ont procédé à des essais sur l’emploi des tubes à ailettes système Serve, du nom de leur inventeur. Ces essais ayant été trouvés satisfaisants, ces Com-
  - Fig. 41. — Tubes Serve.
  - pagnies ont muni un grand nombre de leurs locomotives de ce système de tubes, qui est représenté Fig. 41.
  - On voit que ces tubes sont lisses à l’extérieur, leur emmanchement dans les plaques tubulaires se fait donc comme pour les tubes ordinaires. Pour qu’on puisse les baguer ou les river, les nervures longitudinales dont ils sont munis intérieurement s’arrêtent à 10 centimètres environ de chaque extrémité.,
  - La chaleur des gaz se transmet aux tubes surtout par contact, très peu par rayonnement ; plus la surface intérieure de ces tubes sera grande, plus sera considérable aussi la chaleur qu’ils prendront aux gaz.
  - Quant à la transmission du calorique des tubes à l’eau de la
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  - chaudière, elle s’opère rapidement, et il n’y a pas à craindre que les extrémités des ailettes se brûlent.
  - On conçoit donc que les tubes à ailettes n’auront pas besoin d’avoir ipie aussi grande longueur que des tubes lisses pour prendre aux gaz une même quantité de calorique et pour vaporiser par suite une même quantité d’eau.
  - Dans les expériences effectuées par la Cie P.-L.-M., on a trouvé que la longueur de tubes qui donne le maximum de vaporisation est comprise entre 2 mètres et 2,n,30 pour des tubes de 50 millimètres de diamètre extérieur, et qu’elle est exactement de 3 mètres pour les tubes de 65 millimètres de diamètre. — De plus grandes longueurs donnent une vaporisation supérieure par kg de charbon, mais la quantité de charbon qu’on peut brûler sur la grille à égalité de tirage diminue alors, et la quantité d’eau vaporisée est moindre également.
  - La puissance de vaporisation étant surtout à'considércr dans les machines d’express, on a adopté pour ces machines, à la Ciu P.-L.-M., les tubes de 3 mètres à 3m,500 de longueur et de 03 millimètres de diamètre extérieur. Dans les compound mixtes de la Ci0 du Midi, la longueur des tubes est de 4m,100 et leur diamètre extérieur de 70 millimètres. C’est également ce dernier diamètre qui a été adopté par la C'° du Nord pour ses dernières locomotives.
  - Dans les essais effectués au chemin de fer du Nord sur les tubes à ailettes, on a trouvé qu’ils donnent une augmentation cle vaporisation de 1 /8e comparativement à des tubes lisses de même longueur, soit de 1 kg d’eau par kg de charbon.
  - Ce résultat est dû, comme nous l’avons indiqué, à une plus grande absorption du calorique des gaz par les tubes à ailettes, absorption bien mise en évidence par la température des gaz dans la boîte à fumée.
  - Dans les essais effectués, cette température n’a été trouvée en effet que de 170° pour la chaudière munie de tubes Serve,
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  - alors qu’elle était de 270°, pour une même intensité de combustion, dans la chaudière à tubes lisses, la température de l’eau dans la chaudière étant de 160 degrés environ.
  - Tous les tubes d’une même chaudière n’ont pas un égal pouvoir vaporisateur, car les gaz en vertu de leur légèreté, due à leur haute température, tendent toujours à s’élever dans le foyer. On peut remarquer, lorsqu’on ramonneles tubes, que ceux des rangées inférieures contiennent moins de fraisil, de suie et de cendre que ceux des rangées supérieures ; de même, lorsque l’on ouvre la porte de la boîte à fumée, après avoir fraîchement chargé le feu, on voit la fumée sortir abondamment par les rangées supérieures ; il n’en sort pas du tout, au contraire, par les tubes des 6 ou 8 rangées inférieures. Cette dilférence est encore accentuée par l’effet de l’échappement, la tuyère débouchant généralement au-dessus de la dernière rangée de tubes, et elle atteint son maximum dans les foyers munis de voûtes en briques ou de bouilleurs.
  - Il en résulte que les gaz passent par une section restreinte et y circulent avec une vitesse plus grande ; par conséquent, ils restent moins longtemps en contact avec les tubes et leur cèdent une quantité de chaleur moindre qu’ils ne devraient. Il y a donc à la fois diminution dans la production et dans le rendement de la chaudière. Enfin, les tubes du haut s’usent plus rapidement que ceux des rangées inférieures.
  - Dans des expériences faites en Amérique, on a pu ainsi tamponner 15 % des tubes, à la partie inférieure, sans que la production primitive de la chaudière ait été diminuée de plus d’un p. 100, toutes les autres conditions de marche étant les mêmes.
  - ECHAPPEMENT
  - I/échappement joue un rôle important dans la production de vapeur des chaudières et dans l’utilisation du combustible ;
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  - aussi les mécaniciens doivent-ils en faire un emploi judicieux, et le maintenir constamment en bon état de fonctionnement.
  - L’échappement à valve, habituel, ne produit pas un tirage égal entre les tubes à fumée des diverses rangées, comme nous venons de le voir; on a mis à l’essai depuis quelques années, en France, diverses dispositions ayant pour but de régulariser ce tirage.
  - C’est d’abord un échappement annulaire, appliqué aux machines compound du chemin de Lyon, et qui, en épanouissant le jet de vapeur, augmente et régularise l’action d’entraînement des goz. •
  - La Cic de l’Ouest commence aussi à appliquer à ses locomotives l’échappement fixe représenté par la Fig. 42. Dans ce système, une tuyère annulaire, composée d’un grand nombre de trous, produit un appel des gaz par l’intérieur et par l’extérieur de l’anneau. Une ouverture centrale répartit d’ailleurs plus uniformément le tirage sur les diverses rangées de tubes et augmente ainsi l’effet utile de l’appareil; celui-ci présente en môme temps une grande section au passage de la vapeur, ce qui diminue la contre-pression derrièie les pistons.
  - (La contre-pression est également diminuée lorsque le trajet de la vapeur pour s’échapper dans l’atmosphère est court et direct.)
  - Les premiers essais de cet échappement ont donné des résultats qui ont engagé à en étendre l’application.
  - Dans le même ordre d’idées, on applique aux chaudières fixes et de la marine un appareil dénommé « Economie steam
  - Fig. 42. — Echappement annulaire de la Gie de l’Ouest.
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  - box » se composant, en principe (Fig. 43 et 44) d’un écran à parties mobiles, qui, convenablement disposé dans la boîte à l'umée, enferme les tubes sur trois côtés et de face, et ne laisse pour l’écoulemènt, des gaz qu’un passage par le bas. Cet appareil ralentit ainsi l’activité et l’écoulement des gaz dans la partie supérieure des tubes et les répartit uniformément dans tout le faisceau tubulaire.
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  - Fig. 43 et 44. — Economie steam box.
  - La Fig. 45 montre le parcours des gaz avant et après l’application de cet appareil à une chaudière.
  - Un appareil semblable, est appliqué à titre d’essai à une dizaine de locomotives des chemins de fer de l’Etat, — concurremment avec un autre dispositif spécial placé dans le cendrier en dessous de la grille, et destiné à régler l’admission de l’air dans le fo)rer (Fig. 46).
  - En forçant les gaz à circuler dans tous les tubes également, cet appareil diminue sensiblement leur vitesse, et ils restent par suite plus longtemps en contact avec le métal des tubes ; ils abandonnent donc plus complètement leur calorique, et le
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- - i30 MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE EER
  - rendement et la puissance de la chaudière se trouvent augmentés.
  - En même temps, le tirage devient plus régulier, le charbon n’ëst pas soulevé dans le foyer ni entraîné dans la boite à fumée, et ce dispositif convient particulièrement ainsi lorsqu’on veut brûler des menus.
  - Fig. 45. _ Parcours de gaz avant l’application de l’Economie steain
  - box et après.
  - Avec tous les systèmes d’échappement, pour obtenir un bon tirage, il est absolument nécessaire que la tuyère soit concentrique à la cheminée et lance le jet de vapeur exactement suivant son axe ; si ce jet avait une direction oblique, il viendrait en effet frapper la cheminée, et sa vitesse en serait diminuée, en même temps que l’appel d’air nécessaire au tirage. La tuyère doit, pour donner un rendement maximum, déboucher aux environs de la plus haute rangée de tubes.
  - Le volume plus ou moins grand de la boîte à fumée, dans les limites ordinaires, du moins, n’a pas d’inlluence sensible sur le tirage : mais celui-ci étant déterminé par le vide que produit l’échappement dans cette boite, il importe beaucoup que les portes ferment hermétiquement ; si elles laissent entrer de l’air, le tirage sera diminué et de plus le charbon entraîné par l’échappement pourra y prendre feu et produire
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  - l’oxydation rapide des tôles. Les mécaniciens devront donc attacher une grande importance à obtenir nue fermeture très-étanche de ces portes.
  - Fig. 4(3. — Economie steam box. Dispositif appliqué aux chemins de fer de l’Etat dans le cendrier.
  - Lorsque l’on diminue la section de la tuyère de l’échappe-nient, en rapprochant les valves^ on augmente la vitesse de sortie de la vapeur, et par suite le tirage ; mais un bon méca-cien ne doit user de ce moyen que le moins possible, parce que l’échappement fortement serré secoue le feu et entraîne une assez grande quantité de charbon dans la cheminée ; la contre-pression dans les cylindres est aussi beaucoup augmentée, ce qui a pour effet de diminuer d’une façon très sensible le rendement de la vapeur.
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  - h'intensité de l’échappement ne dépend pas de la tension que possède la vapeur à la sortie des cylindres, mais du poids de cette vapeur ; cette intensité se mesure par le degré de vide relatif que l’échappement produit dans la boîte à fumée, et s’évalue en centimètres d’eau.
  - Pour déterminer cette intensité, on se sert d’un tube en verre à deux branches (Fig. 47,) gradué et bien calibré, qu’on emplit d’eau jusqu’à une certaine hauteur. On introduit l’une de ces branches dans la boite à fumée par un trou fait exprès dans la porte, et quand la locomotive est en marche, on voit le niveau de l’eau baisser dans la branche située [à l’extérieur, d’une quantité a b par exemple ; le niveau monte d’une quantité égale, cd, dans l’autre branche, et la dépression produite est par conséquent égale à b d'on 2 fois a b. Plus cette dépression est forte, plus énergique est l’échappement; elle dépasse rarement 15 centimètres.
  - La Ci0 de l’Est possède un appareil destiné à enregistrer sur une bande de papier les dépressions produites en marche par l’échappement et le souffleur. Nous croyons intéressant de donner ici un relevé de quelques-unes des bandes ainsi obtenues à différentes vitesses et à dilîérentes introductions (Fig. 47 bis).
  - On y voit que, pour que la dépression produite par l’échappement se maintienne constante entre deux coups consécutifs, il faut que la vitesse soit assez élevée, et les coups rapprochés, par conséquent. On y voit aussi que la dépression produite par le souffleur est bien moins énergique que celle que produit l’échappement ; elle ne dépasse pas 3 centimètres d’eau. Dans la marche à régulateur fermé, la dépression atteint 2 centimètres, et 5 millimètres au maximum lorsque la machine est arrêtée, et le souffleur fermé.
  - Boite à famée
  - 1
  - Fig. 47., — Appareil à mesurer l’intensité de l’échappement.
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- - démarrage
  - Changement de marche ramene au cran 5 Ÿ2 (55% delà course du piston) Echappement desseré Admission dû % échappement serre à fond
  - Ouverture du souffleur
  - Changement de marche ramené a fond de course le régulateur fermé
  - Arrêt du tram Souffleur . fermé
  - Fig. 47 (bis). — Mesure de l’intensité de l’échappement.
  - a»
  - CO
  - manuel du mécanicien de chemin de fer
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  - Souffleurs. — Les souffleurs employés sur les locomoiives sont à jet unique ou à couronne ; pour qu’ils soient efiicaces, il faut que la vapeur injectée dans la cheminée soit dirigée suivant son*axe. Or, cetle condition n’est pas toujours réalisée dans les souffleurs à jet ; assez souvent, au contraire, la vapeur est dirigée contre les parois de la cheminée, le jet ne s’épanouit pas et l’action du souffleur est presque nulle. Dans le souffleur à couronne, au contraire, les jets de vapeur sont généralement dirigés bien verticalement; de plus, les points de contact de cette vapeur avec les gaz de la combustion sont beaucoup plus nombreux que dans le souffleur à jet : son action est donc sûre, et bien plus efficace que celle de ce dernier. Il demande seulement à être nettoyé souvent, car il s’encrasse très vite.
  - Nous avons dit que les machines compound de la Cic P.-L.-M. possèdent un échappement annulaire avec noyau central ; ce noyau est percé sur tout son pourtour de petits trous à travers lesquels le souffleur envoie la vapeur nécessaire pour produire le tirage : cette disposition simple et pratique réalise ainsi les conditions d’un bon souffleur, tout en évitant l’emploi d’une couronne spéciale.
  - Sur le chemin d’Orléans, on ne fait usage que du souffleur annulaire, qui produit aussi bien moins de bruit que le souffleur à jet unique.
  - Niveau d’eau. — Quelques chaudières locomotives sont munies de deux tubes indicateurs du niveau d'eau, — telles les chaudières des dernières machines express de la Cic du Midi, et quelques locomotives anglaises. — mais c’est l’exception. Cependant, lorsqu’un tube se rompt en cours de route, il est bon que le niveau continue à être clairement indiqué au mécanicien sans qu’il soit obligé, pour cela, d’ouvrir à chaque instant deux ou trois robinets : le deuxième tube sera utile dans ce cas, car il permettra au mécanicien d’attendre qu’il ait remisé se machine dans un dépôt pour remplacer le tube
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  - 435
  - cassé; autrement, il essaiera toujours, surtout s’il lui reste encore un long parcours à faire, de remplacer ce tube en marche, et il ne pourra évidemment pas continuer à prêter la môme attention à la conduite de sa machine, aux signaux et à la voie pendant qu’il fera ce travail : deux tubes à niveau d’eau ont ainsi leur utilité.
  - Cependant, comme il est encore facile de se rendre compte de la hauteur de l’eau dans la chaudière avec les robinets de jauge — à condition toutefois que ceux-ci soient en bon état de fonctionnement —, le mécanicien devra s’il veut remplacer le tube à niveau d’eau entre deux stations, profiter pour faire ce travail d’un endroit du parcours où son attention n’aura pas besoin de se porter d’une façon continue sur la voie et les signaux.
  - Tube photophore.— Dans le but de rendre très apparent le niveau de l’eau dans le tube, lors même que celui-ci est sali intérieurement ou extérieurement par le tartre, M. Guilbert Martin, a imaginé un dispositif très ingénieux, auquel il a donné le nom de photophore, et qui a été mis à l’essai sur la plupart des Compagnies de chemins de fer.
  - Ce tube (Fig. 48), présente sur toute Fig. 48. — Tube pho-sa longueur et sur la moitié de son tophore.
  - pourtour environ, une bande d’émail
  - blanc au milieu de laquelle se détache, à l’intérieur, un filet d’émail rouge de 4 millimètres de largeur, environ.
  - Par l’effet de la réfraction due au passage des rayons lumineux à travers les milieux qu’ils percent, la largeur de la bande
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  - rouge, dans la partie du tube pleine d’eau, apparaît doublée à l’œil d’un observateur placé en face du tube ; cette largeur apparaît au contraire légèrement diminuée dans la partie du tube qui renferme de la vapeur (ou de l’air, suivant que la chaudière est, ou non, en pression).
  - Ce phénomène d’optique délimite donc nettement la hauteur de l’eau, et le mécanicien ne peut avoir aucun doute à ce sujet, d’autant que l’eau apparaît comme teintée de rouge.
  - Fermeture automatique.
  - — Lorsqu’un tube à niveau d’eau vient à se rompre, — par l’alflm, vers l’arrière, d’eau relativement froide, à la suite d’une alimentation prolongée par exemple, ou pour toute autre cause, — l'eau et la vapeur sont projetées avec force par les tubulures, et il peut arriver que le mécanicien ou le chauffeur se brûle en voulant fermer les robinets qui font communiquer le tube avec la chaudière.
  - Dans le but de supprimer ces accidents, plusieurs Compagnies de chemins de fer ont appliqué à leurs locomotives un niveau d'eau à fermeture
  - automatique, système Chalou qui donne de bons résultats.
  - Le dessin (Fig. 48 bis) en fera aisément comprendre lefonc-
  - Fig. 48 (bis). — Fermeture automatique de tube à niveau d’eau.
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  - tionnement. En cas de rupture du tube, et dès que la communication avec l’atmosphère est établie, l’eau et la vapeur, qui tendent à se précipiter aussitôt à l’extérieur avec une grande vitesse, entraînent dans leur mouvement les deux boules qui constituent la particularité de ce système ; celles-ci ferment immédiatement les orifices de sortie, et il ne se produit ainsi aucune projection d’eau ni de vapeur au dehors : le mécanicien peut alors remplacer le tube après avoir fermé les robinets de communication avec la chaudière.
  - Manomètre. — Les manomètres en usage sur les locomotives sont généralement des manomètres métalliques du système Bourdon, dont le principal organe est un tube aplati (Fig. 49) ouvert à l’une de ses extrémités, qui est fixe, et fermé à l’autre qui est, au contraire, mobile.
  - La vapeur pénètre de la chaudière dans ce tube, — confectionné en tôle de laiton d’un tiers de millimètre d’épaisseur, — par sa partie fixe ; sous cette action, il se déroule, entraînant dans son mouvement, par l’intermédiaire d’une petite bielle b, l’aiguille c dont _ Manomètre
  - l’extrémité f se meut sur un cadran gra- Bourdon,
  - dué, — indiquant ainsi la pression effective de la vapeur dans la chaudière.
  - Le principe du fonctionnement de ce manomètre est basé sur ce fait que tout anneau métallique ovale tend à devenir circulaire lorsque la différence entre les pressions intérieure et extérieure qu'il supporte va en augmentant.
  - On démontre aussi que les mouvements d’enroulement et de déroulement du tube sont intimement liés à ceux de chaque section de l’anneau : donc quand la vapeur pénétrera de la
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  - chaudière dans le tube, chaque section de celui-ci tendra à devenir circulaire — et d’autant plus complètement que la pression de celte vapeur sera plus élevée. Ce mouvement entraînera immédiatement un déroulement proportionnel du tube et par conséquent le fonctionnement de l’aiguille.
  - L’action directe de la vapeur à une hante température sur le tube altérerait à la longue l’élasticité du métal. Pour éviter cet inconvénient, on donne au tuyau qui relie le manomètre à la chaudière une forme courbe : de cette façon l’eau, à une température assez basse, provenant de la condensation de la vapeur, emplit cette partie courbe, et c’est par son intermédiaire que la pression de la chaudière se transmet au tube.
  - Il est prudent, aussi, de ne pas fermer ni ouvrir brusquement le robinet qui établit la communication entre le manomètre et la chaudière ; les vibrations que subirait ainsi le tube pourraient le fausser. On ne doit pas, pour la même raison, prendre le corps du tube entre ses doigts pour le faire fonctionner, mais agir — et encore avec précaution — sur la petite bielle b.
  - Dans les locomotives, les chiffres du manomètre marquent la pression effective, (voir page 79).
  - APPAREILS D’ALIMENTATION
  - Les appareils employés à Valimentation des locomotives sont de deux sortes :
  - Les injecteurs
  - Et les pompes.
  - Injecteurs. — Le fonctionnement des injecteurs est basé sur la propriété dont jouit un jet de vapeur, en agissant à l’intérieur d’un tuyau par un orifice conique, de produire en deçà
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  - une aspiration due au vide obtenu par le refoulement des masses gazeuses placées au-delà.
  - On connaît le mode de mise en marche de l’injecteur. Soit par exemple, un injecteur Friedmann (Fig. 50-51) : c’est, croyons-nous, celui qui est le plus employé actuellement sur les réseaux français.
  - Cet injecteur n’est généralement pas aspirant, et il doit être monté en charge, c’esfà-dire en contre-bas des caisses à eau, afin que l’eau y arrive par son propre poids.
  - Vapeur
  - Fig. 50 et 51. — Injecteur Frieclmann.
  - Le robinet d’eau que porte l’appareil étant ouvert en grand, on ouvre ensuite, d’une petite quantité, la prise de vapeur sur la chaudière. Au contact de l’eau arrivant par les deux extrémités du cône V, cette vapeur — qui arrive elle-même par la tuyère V—, se condense ; mais sa pression étant très faible par suite du peu d’ouverture de la prise de vapeur, le mélange s’écoule à l’extrémité des cônes convergents, par le trop plein p. Mais si on augmente progressivement l’ouverture du pointeau de prise de vapeur, la pression de cette dernière s’élève jusqu’à devenir sensiblement égale à celle de la chaudière. Le mélange d’eau et de vapeur prend alors une vitesse considérable dans l’appareil. En ayant soin de diminuer l’ouverture
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  - du robinet d’eau de manière à faire cesser l’écoulement par le trop plein, l’injecteur est alors en fonctionnement.
  - Des cônes convergents, ce mélange d’eau et de vapeur passe, comme le montre le dessin, dans un autre cône nommé divergent ; en ce point, sa vitesse diminue, sa pression augmente et elle devient suffisante pour permettre à l’eau de soulever le clapet de retenue S de l’appareil, puis celui de la chapelle et de pénétrer dans la chaudière.
  - La force vive que possède le mélange d’eau et de vapeur dans l’injecteur est telle, qu’on a pu construire des appareils fonctionnant avec la vapeur d’échappement de la machine, seule, lorsque la pression dans la chaudière ne dépasse pas G kg.
  - Plus l’eau d’alimentation est froide, plus vite s’opère à son contact la condensation de la vapeur, et par conséquent la mise en (rain de l’injecteur. Quant au débit, il augmente avec les dimensions de l’appareil et avec la pression dans la chaudière; il varie de 60 à ISO litres par minute (1) et il est en moyenne de 100 litres.
  - Enfin les injecteurs augmentent de 50° environ la température de l’eau d’alimentation.
  - L’injecteur Giffard imaginé en 1859 par le célèbre inventeur est encore en usage, avec quelques modifications, sur les réseaux de Lyon et de l’Est ; les autres types les plus employés sont le Friedmann, le Bouvret, puis l’injecteur Polonceau et le Sellers : nous décrirons seulement ces derniers, qui sont moins connus, et qui s’appliquent du reste de plus en plus sur les locomotives.
  - L’injecteur Sellers, d’invention américaine, a été employé en France par la Cie de Lyon d’abord, pour ses locomotives compound timbrées à 15 kgs. D’autres systèmes d’injecteurs,
  - (1) Les locomotives compound du chemin de 1er de Lyon ont 2 injecteurs qui donnent l’un 4 mètres cubes par heure, et l’autre 9 mètres cubes, soit 66 litres et 150 litres par minute.
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  - essayés sur ces machines, s’amorçaient bien aux pressions de 13 et même de 14 kg; mais à celle de 15 kg il se produisait de nombreux ratés qui auraient compromis le fonctionnement des machines. Le Sellers, au contraire, s’amorce parfaitement à cette pression, il est donc appelé pour cette raison à se répandre sur les nouvelles locomotives.
  - Cet injecteur est aspirant, c’est-à-dire qu’il élève l’eau ; il peut donc être placé sous l’abri, tout à fait à la main du mécanicien, ce qui le préserve aussi plus acilement de la gelée, en hiver. Son fonctionnement est des plus simples.
  - Le clapet a (Fig. 52) d’entrée de l’eau dans l’appareil reste constamment ouvert ; on le manœuvre seulement pour régler le débit de l’injec-teur. Le clapet de trop plein b doit être libre sur son siège, la came d (qui assujettit ce clapet lorsqu’on veut réchauffer au tender), est alors relevée dans la position indiquée sur le dessin. Pour alimenter, il n’y a plus qu’à ouvrir la prise de vapeur sur la chaudière, puis le pointeau c d’entrée de vapeur dans l’appareil, d’une très petite quantité d’abord, pour l’amor-çage.
  - Fig. 51 (bis).— Injecteur Bouvret.
  - Le téton dont est muni le pointeau C reste engagé pendant ce mouvement dans la tuyère F ; mais en s’écartant de son siège, ce pointeau établit une communi-
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  - cation entre la vapeur de la chaudière arrivant par le tuyau Q et l’intervalle annulaire compris entre la tuyère F et la pièce G, ce qui produit l'aspiration de l’eau du tender par le tuyau II et lë clapet A.
  - Fig. 52.— Injecteur Setters.
  - Cette eau s’écoule par le clapet de trop plein b et le tuyau k, jusqu’à ce qu’on ouvre plus en grand la prise de vapeur sur l’injecteur ; à ce moment, le téton du pointeau C s’échappe totalement de la tuyère, la vapeur entre dans cette dernière, et à sa sortie, se mélange à l’eau d’alimentation qu’elle refoule,par le divergent et par le clapet de retenue L, dans la chaudière.
  - Cet injecteur est automatique, c’est-à-dire que s’il vient à se désamorcer — par exemple si l’eau se retire de l’appareil dans la marche de la locomotive en arrière et lors d’un serrage brusque du frein — il se remet de lui-même en marche, sans qu’on ait besoin de manœuvrer aucun organe, dès que l’eau arrive dè nouveau au clapet a.
  - Tout récemment un ingénieur de Philadelphie a modifié le
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  - clapet d’amenée d’eau dans l’appareil de façon, notamment, à admettre dans la chambre du trop plein une quantité supplémentaire d’eau froide pour faciliter l’amorçage.
  - Des expériences de débit faites sur un injecteur ainsi modifié auraient donné les résultats suivants.
  - Pression à la chaudière [. . . . 2k, 10 4k,22 6k,33 8k,44 10k,5514k,80 Débit par heure en mètres cubes 4,25 6,31 7,50 8,32 9,22 9,90
  - Lç débit maximum correspondrait ainsi à la pression de 15 kg, et il diminuerait très peu pour les pressions supérieures à ce chiffre.
  - L’injecteur système Ernest Polonceau (Fig. 53) est également aspirant ; sa manœuvre est très simple aussi.
  - On ouvre d’abord le robinet d’eau R — lequel reste ouvert dans la suite, — au moyen de levier C, puis la prise de vapeur sur la chaudière ; la vapeur arrive aussitôt dans l’appareil par le tuyau A.
  - Avant qu’on ouvre le pointeau D, cette vapeur passe par l’orifice O, ménagé dans ce pointeau, produit l’aspiration de l’air contenu dans le tuyau B, puis de l’eau du tender : l’injecteur est alors amorcé, et en ouvrant le pointeau D à l’aide du levier F, l’eau est entraînée dans le cône convergent — à l’extrémité duquel se trouve le trop plein — puis dans le tuyau de refoulement C, après ouverture du clapet de retenue II.
  - Cet injecteur peut marcher avec de l’eau à 50°, et à des pressions variant de 3 à 13 kg. Autre qualité très précieuse, son débit peut aussi varier dans la proportion de 1 à 2 pour une même pression ; il est possible d’obtenir ainsi une alimentation continue, malgré les variations de dépense de la machine.
  - De toutes les Compagnies françaises, celle de Lyon est la seule qui n’emploie qu’un injecteur par machine, encore ses locomotives compound en possèdent-elles deux ; toutes les
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- - Fig. 53. — Injecteur système Ernest Polonceau.
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  - autres Compagnies emploient deux injecteurs, ou bien une pompe et un injecteur.
  - Quand la locomotive possède deux injecteurs, le débit de ceux-ci est généralement différent ; celui qui est placé du côté du chauffeur a un débit assez faible, qui permet de l’employer
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  - d’une façon presque continue sans provoquer de baisse de pression. Le second injecteur ne s’emploie que lorsque les soupapes de sûreté laissent échapper la vapeur, ou quand on a besoin de faire monter rapidement le niveau de l’eau dans la chaudière. Il est bon, cependant, de s’en servir tous les jours au moins une fois, afin de pouvoir compter sur un fonctionnement certain en cas de besoin.
  - Si on a besoin de se servir à la fois des deux injecteurs, il faut avoir soin de conserver un feu très vif qui réchauffe les tubes et les tôles du foyer au fur et à mesure que l’eau d’alimentation tend à les refroidir.
  - Nous avons connaissance d’une détresse occasionnée à une machine à huit roues couplées par un mécanicien n’ayant pas pris cette précaution. Le niveau de l’eau dans la chaudière était bas, et la machine était en stationnement, sans que le souffleur fût ouvert ; le feu, bien qu’assez actif, ne produisait pas de flammes.
  - Le mécanicien fit alimenter à la fois avec les deux injecteurs et jusqu’cà ce que le tube à niveau d’eau, très long, fût rempli entièrement. La grande quantité d’eau relativement froide introduite ainsi dans la chaudière, dans un temps très court, fit contracter les tubes, et, dans leur mouvement de retrait, ceux-ci entraînèrent la plaque tubulaire du foyer ; les vis qui reliaient cette plaque au bas du corps cylindrique n’étant pas vissées dans la plaque, mais seulement dans les tirants, leurs tètes ne portèrent plus alors sur la plaque, et des fuites importantes se déclarèrent en ces points, — éteignant bien vite le feu et vidant la chaudière. Ces contractions brusques fatiguent énormément le foyer, les cornières, les rivures, les plaques, etc., et il est important pour la conservation des chaudières que les mécaniciens les évitent d’une façon absolue.
  - — Théoriquement, l’injecteur est l’équivalent d’une pompe parfaite, mais dans la pratique il est supérieur à une pompe ; des expériences exécutées au chemin de fer de l’Est auraient,
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  - en effet, donné en faveur de l’injecteur Giffard, comparé aux pompes, une vaporisation supérieure de 13 % (J), l’eau d’alimentation étant à une température de 6 à 7 degrés.
  - D’après ces considérations, il n’y aurait donc pas lieu d’employer les pompes à l’alimentation des chaudières locomotives. Cependant ces appareils peuvent avoir leur utilité dans les cas suivants :
  - 1° Lorsqu’il n’y a qu’un seul agent sur la machine, pas de chauffeur ; avec la pompe, le mécanicien n’a pas à se préocuper en cours de route d’amorcer et de régler le Giffard, puis de l’arrêter, ce qui détournerait fréquemment son attention de la voie.
  - 2° Lorsqu’on veut alimenter la chaudière avec de l’eau à une très haute température, parce qu’alors les injecteurs ordinaires ne s’amorcent pas.
  - 3° Quand on veut obtenir une alimentation continue comme sur certaines lignes de niveau où la consommation de vapeur est très régulière, et encore nous avons vu que certains injecteurs permettent également cette alimentation continue. Aussi les pompes tendent-elles à disparaître sur les nouvelles locomotives.
  - 4° Enfin lorsque l’on doit faire usage,sur de longs parcours, de la marche à contre-vapeur, parce qu’alors le fonctionnement de la pompe est plus sur que celui de l’injecteur.
  - Presque toutes les locomotives de la Clc d’Orléans, les machines à marchandises de la Cie du Midi, et un certain nombre de machines de la Cie de l’Est possèdent une pompe avec un injecteur.
  - fl) Ce chiffre parait toutefois bien élevé. Des expériences plus récentes faites aux Etats-Unis n’dnt donné d’économie en faveur do l’injecteur que lorsque l’alimentation se fait à l’eau froide, (1 1/2 p. % d’économie de combustible).
  - Lorsque l’eau d’alimentation est chauffée à une température de 93 degrés, avant son entrée dans la chaudière, la pompe donne une économie de combustible de 7 °/0 sur l’injecteur.
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  - Dépense de vapeur des locomotives. — La dépense de vapeur des locomotives peut s’élever aux trains express lourdement chargés à 100 litres d’eau — et plus, par heure. Une alimentation à peu près continue est, on le conçoit, généralement nécessaire pour remplacer dans la chaudière l’eau ainsi vaporisée. On ne peut interrompre un instant cette alimentation que lorsqu’on s’approche d’une gare où le train aura un arrêt de plusieurs minutes, ou qu’on va aborder une section en pente qu’il sera possible de franchir à régulateur fermé ou avec une faible dépense de vapeur, — et où il sera facile de refaire un niveau élevé.
  - Les chaudières à tubes courts qu’un grand nombre de Compagnies emploient aujourd’hui pour leurs machines d’express n’ont pas, entre la face arrière de la boîte à feu et la plaque tubulaire de boîte à fumée, une longueur supérieure à G mètres. La largeur moyenne de la lame d’eau, à 10 centimètres au-dessus du ciel du foyer et dans le même plan au-dessus des tubes, est environ de 1 mètre : chaque centimètre de hauteur d’eau dans le tube au-dessus du niveau inférieur qu’il est prudent de ne pas dépasser, correspond ainsi à un volume de GO litres, et une hauteur de 10 centimètres donne seulement 600 litres d’eau.
  - Avec une dépense de 100 litres par kilomètre, ces G00 litres seront consommés après un parcours de G kilomètres. Or, à la vitesse de 70 kilomètres à l'heure, ces 6 kilomètres seront eux-mêmes franchis en 5 minutes environ. On voit donc qu’on ne doit pas cesser l’alimentation longtemps avant d’aborder une gare d’arrêt ou un point de parcours qu’on pourra, avons-nous dit, franchir à régulateur fermé, — et sur lesquels on compte pour refaire son niveau.
  - Connaissant le débit des injecteurs, on peut aussi trouver aisément le nombre de minutes nécessaires pour rétablir ce niveau. Ainsi, un injecteur Friedmann ou Sellers de 9 millimètres (ce chiffre correspond au diamètre du cône divergent
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  - à son point le plus étroit) donne à la pression de 40 kg un débit de 150 litres environ par minute. Pour élever le niveau de l’eau de 10 centimètres dans le tube, et dans les conditions ci-dessus, il faudra donc 600 : 150 = 4 minutes ; si la vitesse de marche est de 75 kilomètres à l’heure, ce temps correspondra à un parcours de 5 kilomètres.
  - La dépense d’eau des machines outrance de la Cie du Nord est e nmoyenne, pour une charge de 180 tonnes, de 75 litres par minute, — correpondant à une consommation de combustible de 9 kg 500 et à une vaporisation de 8 kg d’eau par kg de combustible, par conséquent ; pour les machines compound de la môme Compagnie, la dépense moyenne d’eau par kilomètre est seulement de 58 litres, avec la môme charge, et de 9 kg 500 de vapeur sèche par cheval effectif et par heure. Ce dernier chiffre de dépense est exactement aussi celui des machines à distribution Bonnefond des chemins de fer de l’Etat.
  - Dans les locomotives à voyageurs ordinaires, la dépense de vapeur sèche par cheval effectif et par heure est de 11 lit. 500, en moyenne, et de 13 litres pour les machines mixtes et à marchandises.
  - Lés dernières locomotives compound à grande vitesse du chemin de Lyon ont développé, dans des essais faits au commencement de l’année 1896, un travail de près de 1400 chevaux-vapeur dans les cylindres ; la consommation de vapeur par force de cheval et par heure pendant ce temps a été trouvée de 7 kg, sans compter la vapeur condensée dans les cylindres pendant la période d’admission, et l’eau entraînée de la chaudière avec la vapéur.
  - En tenant compte de ces deux dérnières quantités, on peut estimer la dépense de la machine à 10 kilog par cheval — effectif et par heure, eau entraînée comprise comme pour les compound du Nord et les machines Bonnefond de l’Etat. Si la locomotive avait développé pendant une heure le même travail
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  - de 1 400 chevaux, sa dépense d’eau aurait donc été pendant ce temps de 10 X 1 400 = 14 000 litres ou 14 mètres cubes. Le débit des deux injecteurs de celte machine étant au total de 13 mètres cubes seulement par heure, elle n’aurait donc pas pu marcher plus d’une heure à la même allure.
  - La vitesse de marche réalisée atteignait près de 100 kilomètres à l’heure ; la dépensé d’eau par kilomètreétait par conséquent de 140 litres, et de ^ ~ 233 litres par minute.
  - En comptant sur une vaporisation de 8 kilogrammes 300 d’eau par kilogramme de charbon, la dépense decombustibleparkilomètre était, dans cet essai, de —16 k"; 470.
  - 8,5 D
  - EAU D’ALIMENTATION — INCRUSTATION, ÉPURATION
  - Les eaux naturelles contiennent toutes en dissolution dans leur masse différentes matières étrangères qu’elles empruntent aux terrains qu’elles traversent, et dont le carbonate de chaux ou craie, et le sulfate de chaux ou plâtre, forment habituellement la plus grande partie.
  - On remarque que les eaux des fleuves et des rivières, qui coulent à l’air libre, sont toujours moins impures que les eaux des puits : c’est que l’acide carbonique, qui rend une partie de ces matières solubles dans l’eau, s’échappe plus facilement dans l’atmosphère dans le premier cas que dans le second, laissant alors ces matières se déposer à l’état de boues.
  - Lorsque l’eau d’alimentation pénètre dans la chaudière, les sels maintenus jusque-là en dissolution dans sa masse se déposent et forment sur les tubes et les parois, — celles du foyer, surtout, qui sont les plus chaudes, — une croûte adhérente et plus ou moins épaisse, dont les principaux inconvénients sont d’attaquer le métal et de diminuer d’une façon sensible la con
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  - ductibilité des surfaces de chauffe. La conductibilité moyenne des incrustations est 16 fois moindre en effet, que celle du cuivre, de sorte qu'une épaisseur de tartre d’un millimètre sur Vies parois de 16 millimètres d’épaisseur diminue leur conductibilité de moitié.
  - On combat les incrustations en introduisant dans la chaudière des matières qui, en agissant chimiquement sur les sels, les rendent solubles, ou bien, en opérant sur eux d’une façon mécanique, les enveloppent complètement et les empêchent d’adhérer au métal des parois ; dans ces deux cas, les sels se déposent dans le fond de la chaudière à l’état de boues, et on peut les en extraire par les lavages.
  - La plupart des Compagnies françaises emploient ces deux manières réunies sous forme d’un liquide, appelé antitar-trique, qu’on introduit dans la chaudière à chaque lavage, ou qu’on mêle à l’eau d’alimentation dans le tender ; ce liquide est formé par la macération à chaud, dans l’eau : d’oseille, de eampèche et de carbonate de soude — ou d’autres produits similaires ; l’opération se poursuit jusqu’à ce que le mélange marque 10 à 11 degrés à l’aréomètre Baumé.
  - Mais ces produits n’atteignent pas toujours le but qu’on se propose, et qui est, nous l’avons dit, d’empêcher les matières incrustantes de durcir dans les chaudières, car la nature des sels renfermés dans l’eau diffère d’une prise d’eau à une autre ; quelquefois même ils offrent l’inconvénient — lorsqu’ils sont employés trop abondamment, par exemple, — de produire une émulsion violente et d’occasionner des ébullitions et des entraînements d’eau dangereux pour la machine : ils sont alors plus nuisibles qu’utiles.
  - En tout cas, on estime que ce procédé est insuffisant pour empêcher les chaudières de s’entartrer lorsque l’eau d’alimentation marque plus de 25 degrés à Ylnjdrobimctre (1),
  - I) On appelle degré hydrotimëtrigue d'une eau le nombre de ccnti-
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  - et il faut alors épurer cette dernière avant de s’en servir.
  - Par ce procédé, on agit d’ailleurs d’une façon très sûre, et si les eaux d’un réseau sont toutes épurées avant d’ètre livrées à la consommation, le résultat est tangible et peut se vérifier à la seule inspection des chaudières, dont les tubes demeurent alors propres et lisses.
  - La Cic du Nord (1) pratique cette épuration sur une très grande échelle —- elle traite en effet plus de 8 000 mètres cubes d’eau par jour, — et elle en retire d’excellents résultats ; les frais d’épuration de l’eau sont à peu près compensés par l’économie réalisée dans l’entretien des chaudières, et il reste comme bénéfice net : une conduite plus facile de la locomotive, une sécurité plus grande, et une meilleure utilisation du combustible, par suite de l’augmentation de conductibilité de la chaudière due à l’absence de dépôts sur les parois.
  - Ainsi que nous l’avons dit, les incrustations sont constituées, le plus souvent, par du carbonate et par du sulfate de chaux. La Cl0 du Nord s'efforce de n’avoir à épurer que des eaux contenant du carbonate de chaux, parce qu’un traitement à la chaux suffit alors, et que ce traitement est peu coûteux. Dans ce cas, la chaux réagit sur les bicarbonates solubles et les fait passer à l’état de carbonates neutres insolubles, qui se déposent dans le fond de l’appareil d’épuration.
  - Si les eaux à traiter contiennent aussi un peu de sulfate de chaux, on ajoute au lait de chaux une quantité de carbonate de soude équivalente à ce sulfate ; le carbonate de soude réagit sur le sulfate de chaux et donne du carbonate de chaux inso-
  - grammes fie matières étrangères que renferme un litre de cette eau ; l’hydrotimètre est l’appareil qui sert à effectuer cette mesure. Le degré liydrotimétrique des eaux les plus pures, ne descend généralement pas au-dessous de 5 ou 6 : c’est celui des eaux du Cher, à Tours. Celui de la Seine, à Paris, varie de 20 à 23 degrés.
  - (1) Nous empruntons cos détails à une communication faite à la Société des Ingénieurs civils par MM. Carcenat et Deronnes.
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  - lublo — qui se précipite également au fond de l’appareil, — et du sulfate de soude. Ce dernier corps reste en dissolution dans l’eau, mais il est neutre et n’offre pas d’inconvénient sérieux.*
  - L’épuration ainsi pratiquée élimine tous les éléments incrustants contenus dans les eaux d’alimentation, car Valumine, Xoxyde de fer, la silice et les matières organiques qu’elles contiennent en plus du carbonate et du sulfate de chaux, sont également précipités par l’action de la chaux et de la soude.
  - Les eaux qui ne contiennent que du carbonate de chaux sont ramenées, par l’emploi de la chaux, seule, à 3 degrés hydro-timétriques ; quand elles sont plus complexes, ou que leur épuration nécessite l’emploi de la soude, on se contente de les ramener à 7 ou 8 degrés.
  - Mais les réactions qui transforment les impuretés nuisibles en impuretés insolubles donnent naissance à des précipités qui troublent la limpidité de l’eau, et qu’il faut séparer de cette dernière.
  - La Cie du Nord emploie à cet effet, dans certaines gares, de grands réservoirs cimentés pouvant contenir cinq ou six fois la consommation journalière de la gare, et qui sont divisés en trois compartiments : l’un d’eux est en emplissage, un autre au repos, et le troisième en vidange dans le réservoir de distribution, — qui est ainsi toujours plein d’eau épurée et limpide.
  - Mais pour établir cette disposition à peu de frais, il est nécessaire d’avoir à proximité des gares des terrains relativement élevés. Quand cette disposition ne se rencontre pas, on construit dans les gares où doit fonctionner l’épuration le nombre de réservoirs d’eau nécessaires pour une consommation de 48 heures. On opère l’épuration et la clarification dans ces réservoirs mêmes, et comme un repos de six heures suffit pour obtenir la clarification de l’eau, on organise un fonctionnement très simple qui consiste à amener toujours dans le réservoir de
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  - distribution — à travers des filtres d’éponges ou de copeaux fins — l’eau la plus anciennement épurée, et à remplir successivement chaque réservoir aussitôt qu’il est vide.
  - L’emploi de filtres ou décanteurs, système Bérenger et Stingl, à action continue, permettant de se passer de grands réservoirs, — toujours très coûteux, — a été aussi essayé au chemin de fer du Nord, mais il n’a pas donné de bons résultats, et on a dû l’abandonner. Cependant, une application de ce système a été faite dans une gare des chemins de fer de l’Etat, cà Loudun, où le résultat obtenu est bon ; l’eau naturelle, qui marque 40 degrés à l’hydrotimètre est ramenée à 5° 5 par l’action combinée de la chaux et de la soude également. Les frais d épuration reviennent à 0 fr. 088 par mètre cube.
  - Un autre système d’épuration basé sur le môme principe, mais plus simple — le système Gaillet — fonctionne d’une manière très satisfaisante dans une autre gare des chemins de fer de l’État (celle de Chantonnay, sur la ligne de Tours aux Sables — d’Olonne). L’épuration de l’eau s’y opère également par l’action de la chaux et de la soude, et de 30° elle est ramenée à 5° pour une dépense de 0 fr. 024 seulement par mètre cube (l’amortissement de l’installation non compris.)
  - Ce système a reçu un très grand nombre d’application dans l’industrie; il permet d’éviter tout dépôt de tartre dans les chaudières, où des extractions journalières, après la fin du service, et des lavages espacés (d’un mois et plus) suffisent alors pour les avoir constamment en bon état.
  - Nous donnons Fig. 54 le dessin d’une installation de ce genre pour le service d’eau d’une gare de petite ligne, où la cuve est alimentée par un pulsomètre mis en action par les machines de passage.
  - Le réservoir est divisé en deux parties. La partie supérieure reçoit l’eau naturelle, laquelle alimente l’épurateur ; la partie inférieure reçoit l’eau épurée sortant de l’appareil, c’est avec sette dernière que les mécaniciens emplissent leurs tenders.
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- - Fie. 54. — Appareil pour épuration automatique de l’eau d’alimentation.
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  - Cot épurateur fonctionne automatiquement et il suffit que chaque matin un homme d’équipe de la gare vienne en effectuer la mise en route.
  - Réchauffage de l’eau d’alimentation. — En faisant chauffer l’eau d’alimentation à une température supérieure à 100° avant de l’introduire dans la chaudière, on mettrait l’acide carbonique des carbonates de chaux en liberté, et la chaux se précipiterait en matières insolubles dans l’eau ; on supprimerait ainsi une grande partie des dépôts durs, et en même temps on augmenterait la durée des tôles, parce qu’elles ne seraient plus sans cesse soumises à d’aussi grandes différences de température, du fait de l’eau d’alimentation.
  - Ce but a été en partie atteint par plusieurs dispositifs, in-jeeteurs ou pompes, qui utilisent à cet effet une partie de la vapeur d’échappement ; mais ces appareils sont généralement compliqués ou encombrants, c’est ce qui a empêché de les appliquer d’une façon courante aux locomotives ; toutefois, afin qu’on puisse se faire une idée de leur fonctionnement, nous allons en décrire sommairement quelques-uns.
  - Le plus ancien en date est l'appareil- Kirc/nveger, qui a été très répandu sur les chemins de fer de 1850 à 1860 — en Allemagne surtout, — et est encore employé, avec quelques modifications, sur une ligne anglaise. — Il consiste à distraire de l’échappement une certaine quantité de vapeur, et à l’envoyer nu tender pour réchauffer l'eau d’alimentation (1).
  - A cet effet, les tuyaux d’échappement A et A' (Fig. 55) se bifurquent chacun en deux branches B C et B7 C7 ; les deux branches supérieures se réunissent pour former la colonne d’échappement, et les deux branches inférieures se raccordent à un tuyau T, qui débouche dans la partie inférieure des caisses à eau du tender. — Des valves manœuvrées par le mécanicien
  - (1) Dans l'industrie, la vapeur d’échappement des machines sans condensation est presque toujours employée à réchauffer l’eau d’alimentation.
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  - permettent dé diriger la totalité delà vapeur d’échappement dans la cheminée, ou de la diviser — dans différents rapports •— entre la cheminée et le tender.
  - Il importe que la quantité de vapeur envoyée au tender ne dépasse pas le quart de l’échappement total, afin de ne pas nuire au tirage, et aussi pour ne pas augmenter la contre-pression dans les cylindres.
  - Fig. 55. — Appareil Kirchweger pour le réchauffage de l’eau d’alimentation.
  - Cet appareil est très simple, mais il occasionne une certaine sujétion au mécanicien, qui doit, chaque fois qu’il ferme le régulateur, ouvrir complètement l’échappement, et supprimer, par conséquent, la communication avec le tender ; autrement, les pistons, par le vide qu’ils produisent dans les cylindres pendant la marche à régulateur fermé, aspireraient l’eau du tender, et il pourrait s’ensuivre la rupture des cylindres.
  - Essayé au chemin de Lyon en 1854, cet appareil réalisa une économie de 8 à 10 °/0, l’eau étant portée à une température voisine de l’ébullition. —Cette température ne permet pas l’emploi de l’injecteur, et on doit, dans ce cas, alimenter avec des pompes.
  - Cependant M. Mazza, ingénieur du chemin de fer de la
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  - Haute-Italie, a imaginé un injecteur, qui figurait à l’Exposition de 1878, et qui permet d’alimenter avec de l’eau portée à une température de 95 à 100° dans le tcnder, au moyen de la vapeur d’échappement, également.
  - Cet appareil a été essayé sur le chemin de fer du Nord en 1879 ; il donnait une économie considérable, évaluée à 15 °/0, mais il ne permettait pas une alimentation continue, et présentait d’autres inconvénients qui ont empêché son emploi de s’étendre.
  - M. Mazza a aussi imaginé un injecteur qui utilise directement une partie de la vapeur d’échappement, et qui a été essayé en 1880 sur une locomotive de la C‘° de l’Est.
  - j—t
  - Fig. 56. — Injecteur système Mazza utilisant une partie de la vapeur d’échappement.
  - Cet appareil (Fig. 56) peut marcher avec de la vapeur vive seule, h la façon des injecteurs ordinaires, ou bien avec de la vapeur vive et de la vapeur d’échappement à la fois. Dans cette dernière marche, pour mettre l’injecteui en fonctionnement, on l’amorce avec de la vapeur vive ; on introdui ensuite dans l’appareil par un tuyau et un robinet spéciaux (N, n) une certaine quantité de vapeur d’échappement, régable à volonté, et qui est d’abord mêlée à l’eau d’alimenla-
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  - tion avant que celle-ci ne soit refoulée dans la chaudière par l'action de la vapeur vive.
  - Cet appareil est assez simple, comme on le voit ; quand il fonctionne avec de la vapeur d’échappement et de la vapeur vive à la fois, l’eau qu’il refoule dans la chaudière a une température supérieure de 20 -à 2o° à celle que cette môme eau possède lorsque l’injecteur fonctionne avec de la vapeur vive seule.
  - Dans tous ces appareils, la vapeur d’échappement, avant d’ètre mélangée à l’eau d’alimentation, n’est pas débarrassée des matières grasses dont elle s’est imprégnée à son passage dans les boîtes à tiroirs et dans les cylindres ; ces matières sont donc refoulées dans la chaudière, où elles pourraient donner lieu à des entraînements d’eau dans les cylindres ; de plus si les huiles employées au graissage sont des huiles végétales, elles attaqueront les tôles, produisant ainsi des érosions qui acquerront une certaine importance à la ligne du niveau habituel de l’eau.
  - M. Lencauchez a imaginé un dispositif, qui a été appliqué à un certain nombre de locomotives de la Cio d’Orléans, et dans lequel l’eau d’alimentation, récliaullee par la vapeur d’échappement à une température de 90 à 98°, selon les conditions d’admission, est dégraissée dans un appareil spécial avant d’ètre refoulée dans la chaudière par la pompe.
  - L’économie réalisée par les différents appareils que nous venons de passer sommairement en revue atteint souvent 10 à 12 °/0, mais elle est généralement compensée par les inconvénient dus aux complications et à l’encombrement qu’ils entraînent, aussi n’ont-ils été appliqués qu’à titre d’essai par les Compagnies et aucun d’eux n’est-il encore entré dans la pratique courante des chemins de fer. Les plus efficaces, qui fonctionnent par le retour à la chaudière d’une partie de la vapeur d’échappement, ne réalisent d’économie qu’aux dépens de la chaudière elle-même, plus ou moins attaquée par les graisses
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  - qu’y entraîne cette vapeur. Pour les injectcurs, il est impossible de les utiliser ou moment où l’on terme le régulateur et où précisément la vapeur produite devient disponible ; au contraire, quand cette vapeur suffit à peine à la marche du train, à la montée des rampes par exemple, il faut quelquefois alimenter à outrance. — Pour ces raisons, ces appareils ne sauraient convenir qu’aux locomotives destinées à remorquer sur des lignes à faibles déclivités des trains ayant peu d’arrêts et où l’on doit par conséquent marcher presque constamment à régulateur ouvert.
  - Prises de vapeur des injecteurs. — Les prises de va-peur des injeeleurs sont généralement des pointeaux à vis qui présentent les inconvénients suivants: les filets s’usent assez rapidement, ils se coincent aussi, et en cas d’arrachement, la vapeur tend à chasser le pointeau ; il est, déplus, assez difficile d’obtenir une fermeture étanche de ce pointeau.
  - La C10 de l’Est a remplacé depuis longtemps ce genre de prise de vapeur par une soupape (Fig. 58 et 59) qui est maintenue sur son siège par la pression de la chaudière ; pour donner passage à la vapeur, on écarte cette soupape de son siège par le moyen d’une manivelle et d’un écrou fixe dans lequel s’engage l’extrémité filetée de la tige de la soupape.
  - Les chemins de fer de l’Etat emploient aussi un excellent système de prise de vapeur, dit à levier (Fig. GO,) qui est d’un maniement prompt et sur et donne une lerrneture qui se maintient facilement étanche. L’obturateur est maintenu sur son siège par la pression de la chaudière ; lorsqu’on l’ouvre, il est appuyé dans cette nouvelle position par la vapeur qui pénètre immédiatement dans l’appareil ; ce dernier peut être monté ainsi dans une position verticale, la plus favorable à la conservation des guides et des garnitures, et par suite à l’étanchéité du pointeau.
  - Régulateur. — Les locomotives que l’on construit aujourd’hui possèdent qresque toutes un grand dôme, où l’on place
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- - Prise de vapeur des Injecteurs, Compagnie de l’Est.
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  - la prise de vapeur de la machine, c’est-à-dire le régulateur ; la, vapeur y est plus sèche qu’en tous les autres points de la chaudière et on diminue ainsi les en-t r a î n e m en ts d’eau aux cylindres. Un grand nombre de locomotives de l’Orléans possèdent même un second dôme, placé au-dessus de la boîte à feu, et qui est relié au dôme de prise de vapeur par un tuyau de grand diamètre ; la vapeur qui se forme en abondance en ce point se rend ainsi directement au régulateur sans prendre contact avec l’eau du corps cylindrique, et elle y arrive plus sèche;le mécanicien peut aussi marcher plus haut d’eau,
  - sans craindre d'entraînement aux cylindres, enfin le volume de vapeur de la chaudière se trouve sensiblement augmenté*
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  - Les régulateurs se font généralement inclinés et à double tiroir, afin d’en faciliter la manœuvre.
  - AA' (Fig. 61 et 62) est le grand tiroir, il est percé de deux orifices 0.0 qui, lorsqu’ils correspondent avec ceux de la table, laissent la vapeur se rendre aux cylindres. Ce régulateur ayant une grande surface, la vapeur y exerce une pression très élevée qui en rendrait la manœuvre difficile et môme dangereuse sans la disposition suivante. A sa partie supérieure, ce régulateur est percé de deux autres orifices r,r, Fig. 62, qu’un deuxième tiroir a, très petit, peut couvrir ou laisser correspondre avec deux ouvertures semblables qu’il possède lui-même.
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  - Fig. 60. — Prise de vapeur à levier des chemins de fer de l’Etat.
  - Une disposition spéciale, facilement compréhensible à la seule inspection de la figure, permet de manœuvrer d’abord ce petit tiroir, et cette manœuvre se fait aisément, parce que la pression qui l’appuie sur sa glace n’est pas très élevée ; la vapeur de la chaudière passe alors par les orifices correspondants dont est percé le grand tiroir et se rend aux cylindres ;
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  - on mènie temps, cette vapeur vient aussi agir sur le dessous du grand tiroir, qu’elle équilibre presque entièrement ainsi, et, qu’on peut alors facilement manœuvrer : toutefois il est encore nécessaire, tous les mécaniciens le savent, de ramener la marche vers le point mort ; en voici la raison :
  - ry
  - Lorsque la marche est à, fond de course, la vapeur qui passe par le petit régulateur, et qui se trouve à une pression réduite de 4 ou 5 kg, est aisément débitée par les cylindres, dont les lumières s’ouvrent en grand ; celle pression n’augmente pas alors dans les tuyauxd’admis-sion et elle n’équilibre pas suffisamment le grand régulateur, qui reste très dur à ouvrir.
  - Si, au contraire, on ramène la marche vers le point mort, la course des tiroirs devient très réduite, et ils ne découvrent plus les orifices des cylindres que de quelques millimètres ; la vapeur est débitée en moins grande quantité, par conséquent, et on conçoit que sa pression s’élève alors et puisse devenir sensiblement égale à celle de la chaudière et équilibrer presque entièrement le grand régulateur.
  - Fk\ 61 et 62 Régulateur.
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  - Lorsqu’un tiroir rompu laisse passer la vapeur de la chaudière directement dans l’éliappement, cette vapeur trouvant ainsi un libre écoulement dans l’atmosphère subit une forte baisse de pression ; elle n’agit plus ainsi suffisamment sous le grand tiroir, qu’il devient alors impossible de manœuvrer.
  - Pareil fait se produit dans les locomotives à distribution Ponnefoncl des Chemins de fer de l’Etat lorsqu’un tiroir d’admission, qui normalement devrait être fermé, est resté ouvert (cette non fermeture se produit parfois dans la marche à régulateur fermé, et subsiste alors à l’arrivée de la machine dans une gare d’arrêt). Supposons, pour faciliter notre explication, que ce soit le tiroir arrière droit qui ne fonctionne pas, et qui au lieu d’être fermé est alors resté ouvert.
  - L’orifice d’échappement correspondant à cet orifice d'admission peut ausi se trouver ouvert en même temps; la vapeur de la chaudière passe directement alors dans la cheminée, et celle qui entre dans le cylindre de gauche n’est qu’à une tension assez peu supérieure à la pression atmosphérique ; la machine ne peut donc démarrer, car on ne peut pas non plus, pour la même raison que ci-dessus, ouvrir le régulateur en grand.
  - Il faut alors manœuvrer le volant de changement de marche en le ramenant vers le point mort, jusqu’à mi-course environ entre ce point mort et l’extrémité de marche avant ; on agit ainsi sur le tiroir d’échappement /R I) qui peut de la sorte venir fermer totalement, son orifice.
  - Le démarrage se fait encore très lentement parce que les tiroirs d’admission N D et /R G qui doivent laisser entrer la vapeur dans les cylindres, ne découvrent plus, par cette manœuvre, les orificesd’admission que d’une très petitequantité,— et qu’en même temps la vapeur entre aussi par le tiroir Æ resté ouvert dans le cylindre D et équilibre l’action de la vapeur agissant sur la face AT du piston.
  - La machine ne peut même démarrer que si le piston côté
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  - gauche se trouve dans une très bonne position. Mais dès qu’elle a fait un tour de roues, tous les tiroirs se ferment bien sous l’action de la vapeur, et on peut aussitôt ramener le changement de marche à fond de course à l’avant pour obtenir une mise en vitesse plus rapide.
  - Si après ce travail la machine ne démarre pas encore, il faut aller fermer à la main le tiroir d’admission resté ouvert, ou bien faire marche en arrière pendant un tour de roues.
  - Un grand nombre de systèmes de régulateurs sont en usage sur les locomotives en outre du régulateur à double tiroir, incliné, et à dôme dont nous avons donné la description sommaire plus haut ; ils se manœuvrent généralement au moyen de leviers ; cependant ceux de la C'c du Midi sont actionnés par une vis et un volant.
  - Nous en donnons l’énumération, mais nous ne décrirons que le régulateur Ed. Roy, le dernier en date sur les locomotives.
  - Régulateurs horizontaux avec dôme à 1 ou 2 tiroirs.
  - Régulateurs horizontaux sans dôme, avec ou sans tuyau Craniptou.
  - Régulateurs verticaux avec dôme à un tiroir.
  - Régulateurs inclinés, avec dôme, à un tiroir.
  - Le régulateur Ed. Roy (Fig. 03 et 04) est appliqué à un assez grand nombre de locomotives du réseau de l’Etat, et notamment aux machines de vitesse munies de la distribution Bonnefond.
  - Ce régulateur est double, et formé, au lieu de tiroirs, de clapets dont le plus grand s’applique sur un siège fixé à la culotte des tuyaux d’admission, et le petit sur un second siège percé dans le dos du grand.
  - L’effort qu’il faut développer pour produire l’ouverture du petit clapet est assez faible ; dès qu’il se trouve écarté de son siège, il se trouve équilibré, et il se manœuvre ainsi avec la plus grande facilité.
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  - La vapeur de la chaudière passe alors sous le grand clapet, elle l’équilibre presque entièrement aussi, et sa manœuvre devient également très douce.
  - Ce système de régulateur est très étanche lorsqu’il a été bien monté; il se conserve ainsi longtemps, car il ne se mate pas. Les régulateurs à tiroirs, au contraire, perdent assez fréquemment , et quand cette perle devient importante, elle augmente beaucoup la consommation d’eau de la machine, car elle se produit pendant tout le stationnement, et aussi en cours de route dans les parcours à régulateur fermé.
  - Enfin le régulateur Ed. Roy n’a pas besoin d’être graissé ; il évite ainsi l’introduction d’huile dans la chaudière, toujours
  - Fig. 63. et 64. — Régulateur système Ed. Roy.
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  - nuisible pour la conservation des tôles et pouvant donner lieu aussi à des entraînements d’eau dans les cylindres.
  - Soupapes de sûreté. — Les soupapes de srtre/demployées sur les divers réseaux français sont presque toutes du type dit à balance ; il en existe au moins deux sur chaque machine et elles sont habituellement placées sur le dôme'du régulateur.
  - Chacune de ces soupapes doit offrir une section suffisante pour maintenir à elle seule, quelle que soit l’intensité du feu, la pression dans la chaudière au chiffre indiqué par le timbre; mais il n’en est pas toujours ainsi, à cause des conditions défectueuses de leur établissement.
  - Ces soupapes donnent lieu,en effet,aux objections suivantes :
  - 1° Dès qu’elles se soulèvent, elles ne sont plus pressées par la totalité de la pression de la chaudière, car la vapeur se détend sur les bords, et sa tension diminue en ces points ; seul, le milieu reste soumis à lu pression de la chaudière.
  - 2° Quand la soupape se soulève, le ressort augmente la pression sur le levier et ajoute une certaine résistance à une plus grande levée de la soupape.
  - Ces deux causes réunies empêchent parfois les soupapes d’évacuer dans l’atmosphère tout le surcroît de vapeur qui se forme, et la pression peut monter dans la chaudière au-delà de la limite fixée par le timbre. En stationnement, il n’est pas rare non plus de voir des soupapes réglées à 9 kg ne se lever que lorsque la pression dans la chaudière atteint 10 ou 11 kg.
  - Aussi il est bon, par mesure de prudence, lorsqu’on laisse en stationnement unè machine non gardée, de faire baisser la pression à un chiffre inférieur de 2 ou 3 kg à celui du timbre, et de couvrir suffisamment le feu pour qu’elle ne tende pas à s’élever ; — ou bien encore de desserrer les balances et de les régler pour cette pression, comme on le fait au Lyon et à l’Est aux machines qui ont plus d’une heure de stationnement dans un dépôt.
  - Les C,cs du Nord et de l’Est emploient depuis quelques an-
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  - nées la soupape Adams, dont le
  - fonctionnement
  - ne laisse rien à désirer.
  - Cette soupape, (Fig. 65) porte une gorge sur laquelle la vapeur, en s’échappant, vient se ri Ml éclair, et elle y exerce une réaction qui compense la chute de pression et les variations de charge indiquées plus haut. Sa levée augmente avec la pression beaucoup plus que dans une soupape à bords plans, et elle débite deux fois et demie plus de vapeur que celle-ci, à diamètre égal et (à égalité de charge et de pression.
  - Avec cette soupape, la pression ne dépasse jamais
  - Fig. 65. — Soupape de sûreté Adams, le chiffre du timbre, même lorsque la b'
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  - comotiyc ne dépense pas de vapeur, et que la production est aussi intense que possible; rabaissement maximum au-dessous du timbre est de 1/2 kg, à ce moment les soupapes se ferment instantanément.
  - Les chemins de l'Etat emploient aussi pour leur nouvelles locomotives une soupape (Fig. G6) basée sur le même principe.
  - En Angleterre, on emploie beaucoup la disposition Rams-botlom, qui donne également de bons résultats.
  - Les deux soupapes (Fig. 67), sont placées l’une à côté de l’autre et sont appliquées sur leurs sièges au moyen d’un levier unique A, attaché à l’extrémité d’un ressort à. spirale placé entre les soupapes. Le ressort peut être tendu ou comprimé, mais cette dernière disposition est la plus sûre, car en cas de rupture, les soupapes ne sont pas projetées.
  - Le levier se termine par une queue placée à la portée du mécanicien, qui peut ainsi vérifier le fonctionnement des soupapes, mais ne peut surcharger l’une qu’en déchargeant l’autre d’un poids égal.
  - La Cir de l’Ouest emploie une disposition semblable également, et la Cic du Midi vient aussi de l’appliquer à ses dernières machines compoud.
  - Dans les locomotives puissantes, on place habituellement une troisième soupape de sûreté sur le ciel du foyer, cette soupape est toujours alors à charge directe.
  - Il est bon qu’une des soupapes, mais une seule, à moins
  - — Soupape de sûreté ap-
  - pliquée aux; locomotives à distribution, système Bonnefondules chemins de l’Etat.
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  - 1(79
  - d’emploi de la disposition Ramsbottom, soit placée à portée de la main du mécanicien, afin qu’il puisse eu contrôler facilement le fonctionnement : cette disposition ne se rencontre cependant plus que sur quelques réseaux, et elle teiuEmême à disparaître.
  - Fig'. G7. — Soupape de sûreté système Ramsbottom.
  - EXPLOSIONS DES CHAUDIÈRES
  - En terminant ce chapitre, nous dirons quelques mots des principales causes auxquelles on attribue généralement les explosions de chaudières.
  - En premier lieu se place le manque de résistance de la chaudière neuve, par suite d’un vice de construction ou de la mauvaise qualité des tôles ; le quart ou le cinquième des explosions sont dues à cette cause. — Dans ce cas, les chaudières provenant d’un même lot offrent le plus souvent toutes le même vice originel, — qui amène presque toujours aussi l’explosion de toutes les chaudières du lot, si on n’a eu soin de
  - 10
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  - remplacer ou de modifier à temps la partie défectueuse. C’est ainsi que trois locomotives construites en même temps dans les ateliers Kœchlin de Mulhouse ont donné lieu à des explosions qu’on a attribué, pour les trois chaudières, à la mauvaise qualité des tôles du corps cvlindriquc.
  - La diminution de résistance de la chaudière par une usure anormale et très rapide de quelques-uns de scs points a aussi occasionné plusieurs explosions.
  - Les mouvements inégaux de contraction des dilTércnles parties de la chaudière à l’extinction du feu et lorsqu’on laisse ensuite la porte du foyer ou celle du cendrier ouverte, — ou bien quand on vide la chaudière on pression ou qu’on la lave alors qu’elle est encore très chaude, fatiguent le métal, le rendent. aigre et le placent dans de mauvaises conditions pour résistera tonte augmentation, môme momentanée, de pression au-dessus du timbre.
  - Les augmentations plus ou moins rapides de pression au-dessus du chiffre normal peuvent aussi provoquer l’explosion des chaudières : en tout cas, lorsqu'elles sont répétées, elles fatiguent et altèrent les tôles, et diminuent par conséquent leur résistance.
  - Lorsqu’un point d’une paroi d’un foyer est recouvert d’une couche de tartre épaisse, l’eau ne refroidit plus cette surface, qui peut alors atteindre une température élevée — ce qui eu diminue d'abord beaucoup la résistance. Si à ce moment le tartre vient à se détacher, l’eau en contact avec la paroi rougie aura tendance à prendre l’état sphéroïdal (1), et elle ne mouillera
  - (ij Si i’oil projette (te l’eau eu petite quantité sur une surface >>».um11im11c cha.iil’i’ée au rouire. oU même portée seulement à 171 degrét
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  - pas colle paroi Iai11 que sa. température sera supérieure à 171°. Mais à. ce moment le contact s’établira brusquement et il se produira, d’après M. Bouligny — si la surface cbaullée est considérable, une vaporisation abondante qui pourra entraîner l'explosion de la chaudière.
  - Cependant des expériences faites en France et en Amérique n’ont pas confirmé cette manière devoir; de l’eau projetée sur les parois d’une chaudière cbaullée au rouge n’a amené que la déformation de ces parois.
  - C’est aussi ce qui se produit habituellement au ciel de fo)rcr d’une locomotive lorsque le mécanicien laisse la chaudière manquer d’eau et que les bouchons fusibles, encrassés par le tartre, n’ont, pas tout de suite éteint le feu : le ciel du foyer rougit, diminue considérablement do résistance et se gondole, le cuivre s’oxyde, est décapé et mis à nu, il se produit des fuites aux tètes des boulons des fermes, mais il n’y a pas d’explosion quand môme le mécanicien continue à alimenter après que le ciel a été rougi.
  - Il est plus prudent toutefois, lorsqu’on s’aperçoit d’une surchauffe, de jeter immédiatement le feu, —• ou encore de l’abattre et de le couvrir, ce tpii se fera plus rapidement et entraînera un dégagement moindre de chaleur — et de n’alimenter qu’assez longtemps après, lorsque tout danger a disparu . On peut ensuite, si aucune fuite ne s’est déclarée, pousser son feu avec prudence et reprendre sa marche à une pression la plus faible possible jusqu’à son dépôt où l’on doit procéder à une visite sérieuse du foyer avant de remettre la machine en service.
  - D’après M. Cornu!, ancien ingénieur en chef de Y association normande de propriétaires dé appareils a vapeur, les corrosions extérieures dues aux fuites du générateur — joints, rivets, robinets — sont les causes les plus générales et les plus fréquentes de détériorations des tôles, — et ces causes ont parfois môme donné lieu à des explosions. Ces remarques s’appli-
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  - quent particulièrement aux chaudières de l’industrie qui, presque eomplèlemenl, enveloppées par un massif en maçonnerie, sont peu accessibles en certains de leurs points, — où ces fuites peuventalors devenir très importantes. Il n'en est pas tout à fait de meme dans les chaudières locomotives, maison doit cependant étancher ces fuites dès qu’elles se produisent, car toutes les fois que l'eau d’une fuite vient à rencontrer le long d’une tôle un obstacle tel que chanfrein, rivet, etc., elle se trouve arrêtée en ce point et y produit une oxydation rapide qui diminue l’épaisseur et la résistance de la tôle.
  - Pour ce qui concerne principalement le mécanicien chargé de la conduite d’une locomotive, il doit, pour éviter de fatiguer la chaudière :
  - Ne laisser la porte du foyer ouverte pour le décrassage du feu ou le chargement du combustible que le moins de temps
  - N’ouvrir le souffleur dans ces moments qu’en cas d’absolue nécessité et seulement d’une quantité suffisante pour que la llamrne ou les gaz soient appelés vers lu cheminée et ne reviennent pas vers la porte ;
  - Eviter autant que possible d’alimenter la chaudière avec les deux Gillards à la fois, ou conserver du moins dans ce cas un feu très vif ; ne jamais alimenter lorsque le feu est couvert et à plus forte raison lorsqu’il est jeté, veiller à ceque la pression, dans les stationnements, ne monte pas au-dessus du timbre.
  - Enfin, lorsqu’on rentre la machine après avoir jeté le feu, le mécanicien doit avoir bien soin de fermer immédiatement la porte du foyer et celle du cendrier.
  - Avec ces précautions, et si au dépôt on a soin également de ne vider la chaudière et de ne la laver ensuite qu’après le temps fixé par les instructions, on sera certain d’éviter les fuites à la tubulure, les ruptures répétées d’entretoises, enfin de réduire les avaries et les chances d’accidents au minimum.
  - Epreuves des chaudières. — Pour éprouver la résistance
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  - des chaudières, on leur fait subir — à leur mise en service d’abord, puis ensuite tous les dix ans ou après chaque réparation importante — un essai à la presse hydraulique à une pression effective supérieure de 6 kg au timbre de la chaudière ; ainsi, les chaudières timbrées à 9 kg sont essayées à la pression effective de lu kg, celles timbrées à 12 kg sont essayées à la pression de 18 kg, etc.
  - Pendant cet essai, les tôles ne doivent pas se déformer sous l’effet de la pression, laquelle doit être maintenue au chiffre d’épreuve pendant 10 minutes ; les tôles d’enveloppe sont démontées afin qu’on puisse visiter toutes les parties de la chaudière.
  - Chaudière Flaman. — A propos d’une locomotive Crampton de la Cic de l’Est, nous avons dit qu’elle était munie d’une chaudière d’un nouveau système dû à M. Flaman, ingénieur de cette Compagnie.
  - Cette chaudière est formée de deux corps cylindriques placés l’un au-dessus de l’autre, reliés entre eux par trois communications de grand diamètre et assemblés tous deux par leur extrémité d’arrière à la face de l’enveloppe du foyer, allongée dans ce but suivant la hauteur (voir Fig. 1 et 4).
  - La tonne inférieure, d’un très grand diamètre, est remplie de tubes, le corps cylindrique supérieur, — d’un diamètre plus petit, — peut contenir de l’eau jusqu’à son axe, le reste constituant avec le grand clùme le réservoir de vapeur.
  - La surface de chauffe du foyer a été ainsi portée dans la machine Crampton n° 004 de 6mi,50 à 9m<i,70, et la surface de chauffe totale de 91 mètres carrés à 121 mètres carrés. Le volume d’eau atteint 4mc,500 au lieu de 3 mètres cubes et on peut faire évaporer 1 388 litres avant qu’il soit nécessaire d’alimenter la chaudière ; il reste encore à ce moment 10 centimètres d’eau au-dessus du ciel, précédemment le volume d’eau utilisable était seulement de 565 litres.
  - Le réservoir d’énergie de la chaudière se trouve ainsi consi-
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  - dérablement augmenté, ainsi que sa puissance de vaporisation ; on peut s’abstenir de l’alimenter d’eau pendant un parcours assez long et faire produire alors à la locomotive son maximum de puissance.
  - Disposition Ernest Polonceau. — Il existe un autre moyen d’augmenter le réservoir d’énergie des chaudières, et M. Polonceau en fait l’application aux locomotives de laCie d’Orléans dont la chaudière a besoin d’être remplacée, et dont Je mécanisme et le châssis sont encore en bon état. Il fait construire ces nouvelles chaudières de manière à pouvoir supporter le timbre de 15 kg, et il place un détendeur entre le régulateur et les cylindres pour que la vapeur n’agisse sur les pistons qu’à une pression maxima de 9 ou 10 kg, correspondante à la résistance du mécanisme.
  - La locomotive travaille presque toujours ainsi à cette pression de 9 ou 10 kg, et le mécanicien peut utiliser la différence de 5 kg entre ce chiffre et celui du timbre, dans le cas de difficulté dans la conduite du feu, d’un coup de collier à donner, ou de toute autre circonstance défavorable. En outre, la vapeur prise dans la chaudière passe du régulateur dans le détendeur, et de là dans un faisceau tubulaire de 2 mètres carrés de surface situé dans la chaudière, où elle se débarrasse d’une partie de l’humidité qu’elle contenait ; elle arrive ainsi dans les boîtes à tiroir plus sèche, et le rendement de la locomotive est augmenté.
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- - CINQUIÈME PARTIE
  - MÉCANISME
  - Le mécanisme de la locomotive peut être considéré comme formé, suivant le nombre de cylindres, de deux ou d’un plus grand nombre de machines distinctes, ayant chacune ses organes propres avec, seulement, de commun, le générateur, et le plus souvent aussi, le changement de marche et l’essieu auquel elles transmettent l’effort exercé sur leurs pistons.
  - On connaît le fonctionnement de ce mécanisme. En ouvrant le régulateur, le mécanicien laisse pénétrer la vapeur de la chaudière dans les boîtes à tiroir : de là elle se rend -dans le cylindre correspondant, où elle agit tour à tour, à l’aide du déplacement du tiroir, sur chacune des faces du piston. Le mouvement rectiligne alternatif — ou de va-et-vient —, qu’elle lui communique ainsi est transmis aux roues et transformé en mouvement circulaire continu — ou de rotation — à l’aide de la bielle et de la manivelle. Les roues à leur tour, par l’effet de l’adhérence due au poids de la machine, engrènent pour ainsi dire avec les rails, à l’aide des aspérités du métal, et produisent le mouvement de translation de la locomotive.
  - Les tiroirs, les coulisses et les excentriques, avec les liges, axes ou barres qui relient ces pièces entre elles, constituent Y appareil de distribution de la machine ; les cylindres, les pistons, les bielles et les manivelles, avec leurs accessoires, forment Y appareil moteur.
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- - 176 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Nous commencerons par étudier, en propre, la fonction de chacun des organes de la distribution ; nous verrons ensuite le fonctionnement de l’ensemble.
  - Excentriques. —Les excentriques sont des disques circulaires calés sur l'essieu moteur, ou sur les contre-manivelles motrices, dont ils reçoivent ainsi le mouvement, qu’ils transmettent ensuite aux deux extrémités de la coulisse. La distance oa, oa' (Fig. 6'.)) du centre de l’essieu au centre de chaque excentrique s’appelle le rayon d'excentricité \ le centre de l’exentrique se déplace sur une circonférence décrite du centre O de l’essieu avec, pour rayon, le rayon d’excentricité oa.
  - L’excentrique est ainsi l’équivalent d’une manivelle de rayon oa ; par conséquent la course imprimée à chaque extrémité de la coulisse est égale à deux fois ce rayon.
  - D’un autre côté, le prolongement de la barre d’excentrique passe toujours par le centre de ce dernier, et l’excentrique remplace ainsi une bielle et une manivelle, —la barre d’excentrique étant la bielle, et le rayon d’excentricité représentant la manivelle.
  - Les excentriques sont directement montés sur l’essieu moteur quand la coulisse est placée à l’intérieur des longerons : ils se font nécessairement alors en deux parties. Les tiroirs peuvent être ainsi intérieurs ou extérieurs et leur commande se fait, suivant le cas, directement, ou bien par l’intermédiaire d’un arbre horizontal, — disposition que l’on remarque dans un assez grand nombre de locomotives. Les excentriques se font au contraire d’une seule pièce lorsqu’ils sont calés sur une contre-manivelle.
  - Les deux rayons d’excentricité, pour des raisons que nous expliquerons tout à l’heure, ne sont pas situés à l’opposé l’un de l’autre : ils forment entre eux un angle aoa! qui a reçu le nom à’angle des excentriques.
  - L’angle Moa ou Moa', que chacun des rayons d’excentricité fait avec la manivelle motrice oM, se nomme Xangle de
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 177
  - calage de l’excentrique, et l’angle Aoa ou Aoa' formé avec la normale AA' à la manivelle OM, Yangle d’avance.
  - Chaque excentrique est entouré d’un collier auquel il donne le mouvement, que celui-ci transmet à son tour à la coulisse de distribution par l’intermédiaire d’une barre ou bielle B B1, CG. Sauf dans les distributions Walschaersts ou Joy (1) chaque coulisse est commandée par deux excentriques, dont l’un sert pour la marche avant et l’autre pour la marche arrière.
  - Les colliers d’excentriques sont généralement en fer et garnis intérieurement de métal antifriction ayant la composition suivante : plomb 70 parties, antimoine 20, étain 10 ; on les fait parfois aussi en bronze.
  - Pour rendre possible le rattrapage du jeu latéral produit par l’usure, la Cic P.-L.-M., dans certaines machines, donne aux plans des faces des poulies une inclinaison de 15 degrés, comme l’indique la Fig. 68. Lorsqu’on donne du serrage aux colliers, on rattrape ainsi à la fois le jeu longitudinal et le jeu latéral.
  - Coulisse. — La coulisse a pour objet de produire le changement de marche de la machine et de faire varier suivant les besoins l’introduction de la vapeur dans les cylindres. Nous nous rendrons facilement compte de cette dernière propriété en considérant la coulisse de Gooch, ou celle de la distribution de Walschaërts, qui pivotent toutes les deux autour d’un axe passant par leur milieu.
  - Si nous faisons osciller l’une de ces coulisses, nous voyons, en effet, que ses extrémités décrivent des arcs de cercle mn, m'n' (Fig. 69) pendant que son centre reste fixe; tous les
  - Fig. 68. — Profil des poulies d’excentriques dans un certain nombre de machines du P. L. M.
  - (I) Prononcer Ouals-car et Jo-ï.
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- - 178 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - points intermediaires entre ce centre et les extrémités décrivent également des arcs, dont l’amplitude varie en raison de leur éloignement du centre de la coulisse. Le tiroir se déplacera donc de sa position moyenne, et découvrera d’autant plus les orifices, que le galet se rapprochera davantage des extrémités de la coulisse.
  - Fig. 09. Coulisse de Gooch.
  - Quand le galet occupe le milieu de la coulisse, on dit que la distribution est au point mort ; le tiroir n’occupe pas toujours dans ce cas, exactement, sa position moyenne, il faut de plus, pour que cela soit, que la manivelle motrice correspondante soit verticale, en haut ou en bas ; pour toutes les autres positions de la manivelle, le tiroir s’écarte un peu de sa position moyenne, et il peut parfois même découvrir les orifices, — notamment lorsque le piston est à fond de course, cas où ce découvrement est égal à l’avance linéaire à l’admision.
  - Le fonctionnement de la distribution Walschaerts nous fera aisément comprendre cette particularité.
  - Dans cette distribution, la tige du tiroir ne reçoit pas son mouvement uniquement du galet du secteur, mais en partie aussi de la tige du piston — pour produire précisément l’avance à l’admission, — par l’intermédiaire du levier A et des bielles B et C, (Fig. 70.)
  - Supposons la marche au point mort, et la manivelle mo-
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- - manuel du mécanicien de chemin de fer
  - 119
  - trice verticale en haut (Fig. 71) ; le tiroir est alors à mi-course, et la bielle C occupe la position ab, (tracé reporté en pointillé sur la Fig. 70). Mais si, la marche restant au même point, on fait avancer la machine de manière que le piston vienne occuper la position du fond de course à l’avant, la bielle C occupera la position adb' (Fig. 70) et le tiroir sera reporté vers
  - - -t
  - Fig. 70.
  - Fig. 71.
  - Distribution Walschaërts.
  - l’avant de la quantité df. Il découvrira dans cette position l’orifice d’introduction d’une quantité égale à l’avance linéaire à l’introduction. La vapeur pénétrera donc dans le cylindre derrière le piston ; elle ne fera pas mouvoir la machine parce que la manivelle, étant dans la direction exacte de la bielle, il n’y aura qu’un effort de tirage qui ne peut imprimer de mouvement de rotation aux roues ; mais si'la bielle et la manivelle sont dans une des positions indiquées sur la Fig. 72 la vapeur
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- - 180 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - pénétrera encore sur la face du piston et pourra faire mouvoir la machine dans l’un ou l’autre sens.
  - Aussi quand un mécanicien, pour reconnaître des fuites à sa machine, ouvre le régulateur, il ne doit, pas se contenter de mettre la marche au point mort, il doit encore avoir soin de serrer à fond le frein du lender s’il ne veut pas s’exposer avoir la machine se mettre en marche.
  - /
  - I
  - l
  - NM
  - NM
  - Fig. 72.
  - Principe du changement de marche. — Lorsque, dans la marche en avant, la manivelle motrice occupe la position horizontale OM (Fig. 73), le piston étant à fond de course à l'arrière, le tiroir découvre l’orifice pour l’introduction d’une quantité égale à l’avance linéaire à l’admission. Ce résultat est obtenu par le moyen du calage particulier de l’excentrique, dont le rayon précède la manivelle d'un angle Mor égale à un angle droit MoV -P l'angle d'avance Vor. Le mouvement de la manivelle a lieu dans le sens de la llèche f.
  - Pour produire la rotation de la manivelle dans le sens de la flèche f' et obtenir, par conséquent, le mouvement de la machine en arrière, le tiroir devra encore occuper, à l’origine de la course du piston, la môme position que précédemment, puisque le piston est à fond de course ; mais il sera nécessaire que le rayon d’excentricité vienne en or' dans une position telle qu'il précède encore, pour le sens de rotation à obtenir, la manivelle motrice d'un angle,égal à 90° l'angle d'avance Vor'. *
  - Ce résultat peut s’obtenir avec un seul excentrique ou une
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  - Fig. 73.
  - — Principe du ment de marche.
  - change-
  - manivelle à calage variable qu’on déplace alors pour réaliser le mouvement que l’on désire, — celte disposition se rencontre dans les machines marines (1) — ou bien avec deux excentriques calés dans une position symétrique, ou à peu près, par rapport à la manivelle motrice.
  - Dans ce dernier cas, on peut relier les extrémités des barres des excentriques à une coulisse — comme cela se 1 ait dans les locomotives, — et on a ainsi la faculté, en déplaçant le galet de secteur dans cette coulisse, de faire varier en même temps l’introduction de la vapeur dans les cylindres.
  - Tiroirs. — Les tiroirs habituellement employés sur les locomotives sont du système dit à coquille, ils ont la forme indiquée par la Fig. 74 et sont construits de façon à pouvoir : soit recouvrir à la fois les trois lumières dont est percée la labié, soit découvrir alternativement l’une des lumières extrêmes en mettant l’autre en communication par sa cavité O avec la lumière médiane O' (Fig. 75), et par suite avec l’échappement.
  - Si nous appliquons le tiroir sur la table de manière que son axe coïncide avec le milieu des orifices, nous voyons que les bandes du tiroir dépassent les rebords extrêmes des lumières du cylindre, de chaque côté, d’une quantité a (Fig. 74) à laquelle on donne le nom de recouvrement extérieur du tiroir ; le recouvrement intérieur est la quantité b dont les bandes dépassent les rebords intérieurs des lumières.
  - Le recouvrement extérieur du tiroir a toujours une valeur
  - (1) Elle était aussi employée clans les premières locomotives.
  - 11
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - assez élevée, et qui atteint de 25 à 35 millimètres. Le recouvrement intérieur est, au contraire, très faible, sa valeur varie habituellement de 1 à 5 millimètres ; il est quelquefois auss: nul, et même négatif, c’est-à-dire que l’orifice d’admission au lieu d’être recouvert comme sur la Fig. 74, est découvert d’une certaine quantité, comme sur la Fig. 76 ; ce découvre-ment atteint même 7 millimètres dans les machines à tiroirs cylindriques du réseau de l’Etat.
  - Fig. 74 et 75. — Tiroir à coquille.
  - Si les excentriques étaient calés à angle droit sur la manivelle motrice et si les handes du tiroir avaient exactement la largeur des orifices (Fig. 77), le tiroir occuperait sa position moyenne quand le piston serait à chacun de ses fonds de course, et il commencerait à découvrir l’orifice correspondant dès que le piston se mettrait en marche ; l’introduction aurai! lieu pendant toute la durée de la course — ce qui donnerait une dépense de vapeur considérable — et l’échappement ni commencerait à se faire qu’au début de la course suivante, c( qui produirait une contre-pression élevée au début de l’admission sur l’autre face du piston. 11 n’y aurait ainsi ni avance à l’admission, ni détente, ni avance à l’échappement, ni compression. Le piston, jusqu’à la fin de sa course, — et au moment du changement de direction, par conséquent — serait
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  - pousse par la vapeur à pleine pression avec une force considérable, qui produirait des chocs très violents aux articulations de la bielle avec la crosse du piston et avec la manivelle, à chacun de ces changements de direction.
  - Les recouvrements du tiroir ont précisément pour but — avec l’avance à l’admission due au calage spécial des excentriques — de remédier à ces divers inconvénients.
  - L’objet principal des recouvrements est de produire la clé-tente de la vapeur, — qui est comme l’on sait l’augmentation de volume que prend ce fluide lorsque, isolé de la chaudière par la fermeture des lumières d’admission, il continue à pousser le piston en vertu de son expansibilité.
  - Détente. — L’emploi de la détente présente plusieurs avantages dont le principal est de faire obtenir, à égalité de puissance développée, une diminution considérable dans la dépense de vapeur, et par conséquent une économie proportionnelle de combustible. Supposons, en effet, qu’on arrête l’admission de la vapeur dans le cylindre lorsque le piston a parcouru les trois dixièmes de sa course ; pendant les sept autres dixièmes le piston continuera cependant sa marche sous l’action du lluide, qui agit alors en se détendant ; le travail produit dans cette deuxième période sera encore très grand et n’aura cependant demandé aucune dépense de vapeur.
  - Le second avantage de la détente est son utilité relative au jeu même du piston. Elle tend, en effet, à faire parvenir cet organe à chaque extrémité de sa course avec une impulsion moindre que si la vapeur agissait à pleine pression pendant toute la course ; elle diminue donc d’une façon notable les chocs aux articulations de la bielle avec la crosse du piston et avec la manivelle, puis ceux de l’essieu moteur dans ses coussinets, et des boîtes à huile dans les glissières de plaques de garde, qui auraient lieu avec une admission poussée jusqu’à l’extrémité de la course du piston.
  - La détente de la vapeur présente un troisième avantage, elle
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  - favorise le travail effectif de la vapeur dans le cylindre, c’est-à-dire le travail de poussée du piston diminué de celui de la contre-pression. En effet, afin d’éviter une trop grande et une trop longue contre-pression, il faut que l’équilibre de tension se trouve déjà en partie établi entre le cylindre et l'atmosphère à l’instant où le piston commence son mouvement rétrograde. Or cet équilibre ne s’établit pas instantanément; le résultat précédent ne peut donc s’obtenir qu’en faisant commencer l’évacuation à un certain point avant le bout de course : c’est ce qu’on appelle Y échappement anticipé. Dès lors il est inutile d’admettre de la vapeur au-delà d’un pareil point (1).
  - Ces considérations font voir aussi que la détente peut, dans une certaine mesure, augmenter le travail de la Vapeur : on a constaté, en effet, que le maximum de puissance d’une machine ne correspond pas au cas où la vapeur afflue dans le cylindre pendant toute la course du piston, mais à celui où la détente commence vers les 0,75 de cette course, la pression à l’admission étant de 8 à 10 kg.
  - Par suite de cette circonstance, une admission de 45 °/0 de la course du piston, donnant une détente de 55 °/0, produirait sensiblement le môme travail qu’une admission pendant la course entière tout en occasionnant une dépense de vapeur plus de moitié moindre.
  - Mais la détente poussée à une trop grande limite présente aussi un inconvénient, c’est de refroidir le cylindre. En effet, la vapeur, comme les gaz, absorbe de la chaleur en augmentant de volume : elle est donc obligée d’emprunter à elle-même, et surtout aux parois du cylindre, le calorique néces raire à sa dilatation. Ces parois continuent à se refroidir pendant l’échappement, et à l’admission suivante la vapeur dé I; chaudière rencontrant des parois relativement froides se condense en partie, ce qui diminue son travail.
  - Dans les locomotives à distribution ordinaire, il convien
  - fl) Ledieu. Appareils à vapeur de navigation.
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  - de ne pas donner à ]a détente une valeur supérieure aux 80
  - —03 de la course du piston : l’introduction doit se faire, par
  - conséquent, pendant ^es au mo^ns de celte course; au-
  - dessous de ce point ; en effet, le rendement de la vapeur diminue, ainsi que nous le verrons plus loin.
  - Avance à l’admission. — Une disposition concourt, avec l’emploi de la détente, à diminuer les chocs aux articulations de la bielle avec la manivelle et la crosse du piston aux fonds de course, c’est l’avance à Vintroduction. Celte avance est obtenue au moyen du calage spécial des poulies d’excentriques, calage fait de telle façon que l’angle Mo a du rayon d’excentricité avec la manivelle motrice (Fig. 69) est supérieur d’une quantité Aoa, que l’on nomme angle d'avance, à un angle droit. De celte façon, quand la manivelle occupe la position horizontale oM et que le piston est à fond de course à l’arrière, par conséquent, — le tiroir (Fig. 74), par le moyen de cet angle d’avance, s’est déjà écarté de sa position moyenne d’une quantité xy égale à-la somme de l’avance l’inéaire à l’admission et du recouvrement extérieur, et son rebord extérieur a découvert l’orifice correspondant d’une certaine quantité, C ; la vapeur a donc pénétré dans le cylindre devant le piston, formant ainsi un matelas élastique contre lequel vient s’amortir l’impulsion de cet organe. Cette vapeur emplit de plus l’espace nuisible et établit un équilibre complet entre la chaudière et le cylindre dès que le piston a renversé sa marche.
  - L’avance à l’introduction doit être très faible, autrement elle s’oppose à l’action du piston trop de temps avant son changement de direction et elle annihile en pure perte une partie de cette action.
  - Précisément parce que cette avance est faible, il importe aussi que la distribution soit bien réglée ; sans cela, en effet, l’avance
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- - •186 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - se transforme, pour l’un des côtés du piston, en un retard à l’introduction, tandis que pour l’autre côté elle est doublée et ces deux modifications présentent chacune des inconvénients et diminuent l’effet utile de la vapeur.
  - Avance à l’échappement. — L’avance à l’admission entraîne forcément aussi Vavance à V échappemenl ; celle-ci a pour objet de faire évacuer du cylindre la vapeur qui a agi sur l’une des faces du piston avant que celui-ci ne soit rendu à fond de course, de façon que lorsque l’admission commence à se faire sur l’autre face, la contre-pression soit déjà à peu près réduite à la valeur de la pression atmosphérique.
  - L’avance à l’échappement est favorable aux grandes vitesses, mais aux faibles vitesses, elle fait perdre une partie du travail que la vapeur pourrait encore produire en se détendant presque jusqu’à fond de course.
  - L’avance à l’échappement est aussi déterminée par l’angle d’avance de l’excentrique, mais comme le recouvrement intérieur du tiroir est bien plus faible que le recouvrement extérieur, l’avance à l’échappement est également bien plus élevée que l’avance à l’introduction (Vroir le tableau de distribution, page 193).
  - Compression. — Le recouvrement intérieur du tiroir a aussi pour effet d’augmenter la période de compression.
  - Le rôle de la compression est du même ordre que celui de l’avance à l’introduction, par laquelle elle est complétée. Le peu de vapeur qui reste dans le cylindre lorsque la lumière est fermée du côté de l’introduction comme du côté de l’échappement est refoulée par le piston ; elle se comprime ainsi et détruit la vitesse de ce dernier aux fonds de course : sans la compression et l’avance à l’introduction, cet arrêt ne pourrait se faire que par l’intermédiaire des articulations de la bielle, ce qui produirait des chocs fatigants pour tout le mécanisme.
  - Le travail résistant auquel l’action du piston sur cette vapeur donne lieu est restitué en partie pendant de la course
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  - suivante parla même vapeur comprimée, qui agit alors comme un ressort qui se détend. Mais la compression ne doit pas être trop prolongée, elle oppose sans cela une résistance trop grande au mouvement du piston; on admet généralement que la pression de la vapeur à la fin de la compression doit, pour avoir une efficacité maximum, être égale à la pression dans la boîte à tiroir ; mais elle ne doit dans aucun cas dépasser ce chiffre, et même une faible compression est favorable, dans les locomotives, à l’obtention de grandes vitesses.
  - On remarquera dans notre tableau de la page 193 que la durée de la compression est très grande aux faibles admissions, et qu’elle diminue lorsque l’admission augmente; c’est ainsi qu’elle est de 35 °/0 de la course du piston pour une admission correspondant au 2e cran de la réglette, tandis qu’elle n’est plus que de 25 % pour le 4° cran.
  - La compression dégage enfin de la chaleur qui sert h vu réchauffer les parois du cylindre, refroidies comme nous l’avons pendant la détente et l’échappement.
  - DIVERS SYSTÈMES DE DISTRIBUTION
  - On fait principalement usage, sur les chemins de fer français, des quatre systèmes de distribution par coulisse ci-après.
  - Distribution de Stephenson. — La coulisse de Stephen-
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  - so?i(Fig. 78) est un arc de cercle —on l’appelle quelquefois,pour cette raison, secteur — dont le centre est situé dans la direction de l’essieu moteur, et dont le ra)ron est le plus souvent égal à la longueur des barres d’excentriques. Elle est reliée à la bielle de relevage par son milieu ou par son extrémité inférieure, et elle se déplace sous l’action de cette bielle, le galet demeurant fixe (dans le sens vertical). Si la barre d’excentrique s’adaptant à la partie supérieure de la coulisse commande le mouvement en avant, on dit que la distribution est à barres droites, et dans ce cas Vavance linéaire du tiroir augmente lorsque l’admission diminue, au point même de devenir parfois beaucoup trop grande pour les points de détente correspondant à la marche habituelle de la machine.
  - Fig. 78. — Coulisse de Steplienson.
  - Dans les locomotives, qui sont destinées à marcher presque toujours en avant, — sauf les machines de gare et quelques machines des trains de banlieue, qui font autant de chemin dans un sens que dans l’autre — on peut corriger ce défaut en diminuant l’avance pour la marche arrière dont on sacrifie alors plus ou moins la régularité de distribution ; on obtient ainsi, pour la marche avant, une avance à peu près uniforme.
  - Avec des barres croisées, c’est le contraire qui a lieu, l’avance du tiroir augmente en même temps que l’admission ; il faut alors, pour conserver une avance à peu près constante entre
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  - les limites de marche habituelle de la locomotive, augmenter l’avance au calage delà poulie excentrique de marche arrière.
  - Distribution de Gooch. — La coulisse (Fig. 69) est également ici un arc de cercle, qui est décrit de l'articulation G de la tige T du tiroir pris pour centre avec la bielle K pour rayon ; mais cet arc tourne sa convexité vers l’essieu moteur, — son centre est par conséquent dirigé vers l’avant de la machine. Cette coulisse est suspendue par son milieu, et c’est alors le galet qui se déplace sous l’action de la bielle de relevage.
  - Lorsque l’un des pistons est à fond de course à l’arrière, les excentriques occupent, la position indiquée sur la figure, et la bielle K du tiroir est un axe de symétrie par rapport aux deux parties de la coulisse ; on peut alors manœuvrer le coulisseau du haut en bas du secteur sans que l’articulation G, et par suite le tiroir, se déplace ; l’avance est donc ainsi constante pour tous les degrés de la détente, tant pour la marche avant que pour la marche arrière.
  - Barre de Chnngemen/ de marche
  - Tige de tiroir
  - Distribution Allan. — Dans cette distribution (Fig. 79), la coulise est droite, et elle se déplace en même temps que le coulisseau sous l’action des bielles de relevage. Cette distribution peut donner des avances à peu près constantes pourvu que les bras des leviers de relevage soient dans un rapport déterminé ; elle est plus compliquée que les précédentes.
  - De ces trois dispositions, celle de Stephenson est la plus simple et la plus employée, la constance de l’avance ne consti-
  - 11*
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  - tuant pas un avantage bien marqué. C’est aussi celle qui se dérègle le moins parce qu’elle ale moins d’articulations.
  - Distribution Walschaerts. —La quatrième distribution est celle de Wcilschacvts (Fig. 70) qui, très employée en Belgique depuis plusieurs années déjà, commence aussi à jouir en France d’une certaine faveur ; on la trouve appliquée à un grand nombre de locomotives du Nord, du P. L. M. et des chemins de fer de l’Etat, notamment.
  - Elle est un peu plus compliquée que les distributions précédentes, mais elle donne des avances constantes et présente de plus l’avantage de permettre de placer horizontalement les tiroirs au-dessus des cylindres ; de la sorte la machine ne se dérègle pas par un affaissement inégal de la locomotive sur ses ressorts.
  - Lorsque les tiroirs sont inclinés sur les cylindres, ce dérèglement se produit en cours de route dans tous les passages en courbes de faibles rayons et il est d’autant plus préjudiciable à une bonne marche que le coulisseau s’approche davantage du point mort. — Les ressorts situés du côté le plus rapproché du centre de la courbe supportent en effet, dans ce cas, une charge plus grande que les ressorts opposés, par suite du devers de la voie, et le châssis s’abaisse de ce côté et se relève de l’autre par rapport aux axes des roues. L’inclinaison de l’axe de la distribution produit ainsi des perturbations d’autant plus grandes que le rayon de courbure de la voie est plus petit ou le devers de la voie plus grand.
  - La distribution Walschaerts est appliquée aux machines à tiroirs cylindriques, au nombre de 130, du réseau de l’État ; jamais cette distribution ne se dérègle, et on peut dire qu’elle reste absolument mathématique. Ce résultat est dû en partie, il est vrai, à l’absence presque complète d’usure aux différents axes de la distribution.
  - Enfin cette distribution ne comporte qu’un seul excentrique qu’on cale à angle droit sur la manivelle motrice, et qu’on
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  - remplace, quand la distribution est extérieure, par un bouton fixé sur une contre-manivelle, disposition moins lourde et donnant un frottement plus faible.
  - Pour un meme degré d’admission, elle donne aussi une détente plus longue et une compression plus courte que les autres systèmes : Stephenson, Allan, etc. Or ces deux conditions sont favorables d’une part à l’utilisation de la vapeur, et d’autre part à l’obtention de grandes vitesses.
  - D’autres modes de distribution de la vapeur dans les cylindres sont encore appliqués, mais d’une façon plus restreinte, à des locomotives françaises ; nous ne parlerons maintenant que de la distribution Joy, remettant à décrire les distributions Bonnefond et Durand et Lencauchez après avoir exposé la régulation des tiroirs.
  - I-________
  - Fig. 80. — Distribution Joy.
  - Distribution Joy. — La distribution Joy (Fig. 80) comprend une coulisse G II en forme d’arc de cercle, ayant pour centre l’extrémité E de la lige de tiroir, et comme rayon la distance du même point E au centre du coulisseau. Ce dernier se déplace dans la coulisse sous l’action du levier A B, articulé en A à la bielle motrice, et en B au levier F B, lequel oscille lui-même autour du point F, fixé au longeron. A l’aide d’un
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  - levier, — sur lequel est fixée la coulisse —, et de la barre de marche, on peut lui donner des inclinaisons différentes, qui règlent alors la détente et le changement de marche. On conçoit en effet que le coulisseau, en se déplaçant dans la coulisse, imprimera au tiroir une course d’autant plus longue que cette coulisse sera elle-même plus inclinée sur l’horizontale.
  - La position verticale de la coulisse correspond ainsi au point mort de la distribution, la position inclinée vers l’avant (dans la partie supérieure) à la marche avant, et la position inclinée vers l’arrière à la marche arrière. Les inclinaisons intermédiaires déterminent les degrés de détente.
  - Cette distribution donne des avances constantes et produit des ouvertures rapides des lumières d’admission et d’échappement. Elle diminue ainsi le laminage, ainsi que la contre-pression sur la face résistante du piston.
  - Elle est appliquée à la locomotive Compound Webb de la Cie de l’Ouest, et aux machines-tenders de la Cie d’Orléans faisant le service de la ligne de Sceaux.
  - Régulation du tiroir. — Nous allons maintenant étudier la régulation du tiroir, c’est-à-dire la manière dont il effectue ses diverses phases par rapport au mouvement du piston.
  - Considérons la machine de vitesse dont nous donnons ci-dessous le relevé de la distribution, au moment où le piston est à fond de course à l’arrière, et supposons qu’elle se dirige vers l’avant. A ce moment, ainsi que nous l’avons vu, le tiroir s’est déjà écarté de sa position moyenne d’une quantité x ?/ (Fig. 74) égale au recouvrement extérieur plus à l’avance linéaire ; il découvre donc l’orifice en C d’une quantité égale à cette avance, — et la vapeur afflue sur la face arrière du piston. L’autre face est au contraire en communication avec l’échappement (fig. 81).
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- - TABLEAU DE DISTRIBUTION DES MACHINES A GRANDE VITESSE SÉRIE 2 001 A 2 068, DU RÉSEAU DE L?ETAT
  - Marche avant
  - Désignations Divisions de la régi e
  - 0 1 9 3 4 5 G 7
  - a r , . \ admission Avance linéaire < . . / émission D 5 33 5,1 33,2 5,2 33,2 5,3 33,3 5,5 33,5 5,6 33,6 6,2 34 6,7 34
  - Ouvertures maxima des lumières en millimètres Course du tiroir en millimètres. 5,2 70,4 5,3 70,0 5,8 71,6 8,3 70.6 11.1 82.2 16,5 93 22,5 105 30,3 121
  - Ui 0) S c O rfi ’/j CS Chemin parcouru par lo piston pendant l’admission exprimé en j-Jq de la course 8 h 19 30 40 51 59 67
  - G c V O O »—1 II détente | i Chemin parcouru par le piston pendant la détente exprimé en jg-jj de la course 50 49 47 * 42 , 36 30 25 21
  - Course S II 5 2 S 3 Chemin restant à poursuivre par le piston lorsque l’échappement anticipé commence, en —^ de de la course ..... 42 40 34 1 28 ï 24 19 16 12
  - « O a ’2 a échappe- ment Chemin parcouru par le piston lorsque l’échappement cesse, exprimé en de la course. 42 54 60 07 72 77 82 86
  - (V V O II <u 2ompression Chemin parcouru par le piston pendant la compression exprimé en de la course 49 38 35 30 26 17 13 J
  - V. a o ü t . ûj G o § S' Chemin parcouru par le piston 1 pendant le refoulement en de la course ' . 9 8 5 3 2 1 § 1 1 2
  - Course du tiroir exprimé en millimètre 70,4 70,6 71,7 76,7 i 82,2 93 105 121
  - Course des pistons............... 650ini
  - Longueur de la bielle motrice . 1 800
  - Largeur des orifices d'introduction ............................. 35
  - Largeur de l'orifice d’échappement . . •................... 65
  - Course des excentriques Angle d'avance jV 23°d0 /Tl . Recouvrement extérieur (simple) » intérieur (simple).
  - 200oun
  - 33°
  - 30mm
  - 2 ,5
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- - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Régulation du tiroir. Marche sous vapeur Fig. 81 à 87.
  - Aller du piston. Fig. SI a 84.
  - Fig. 81. — '^Commencement de la période d’admission, les deux lumières ouvertes.
  - Fig. 82. — Ouverture maxima de l’orifice.
  - CD
  - Fig.' 83. — Fin de l’admission. Commencement de la période de détente.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 195
  - Mettons notre marche à la troisième division à l’avant et faisons avancer la machine. Le tiroir continuera à se mouvoir vers l'avant, découvrant de plus en plus l’orifice, la vapeur affluera en plus grande quantité derrière le piston, et celui-ci prendra de la vitesse. Quand le rayon d’excentricité aura atteint la position horizontale o a, (Fig. 82), le tiroir découvrira l’orifice de 8 mm. 35 (ouverture maxima) ; il rétrogadera ensuite, et il fermera totalement l’orifice lorsque le piston aura parcouru les 33 centièmes de sa course (Fig. 83). Cette période constitue Vadmission. — La vapeur emprisonnée dans le cylindre se détendra alors, et, sous cette action, le piston continuera sa marche : le tiroir reculera toujours, et lorsque le piston aura parcouru 27 autres centièmes de sa course —qui constitueront la période de détente,— le rebord in térieur (Fig. 84) commencera à découvrir l'orifice pour l’échappement. Pendant
  - le restant de la course du piston, soit (Voir le tableau), la
  - vapeur s’échappera du cylindre et nous aurons ainsi Véchappement anticipé — ou avance à l’échappement.
  - Le piston reviendra alors en arrière sous l’influence de la vapeur qui afflue sur son autre face, le tiroir ouvrira l’orifice d’évacuation en grand (Fig. 85) et la vapeur précédemment admise continuera de s’échapper dans l’atmosphère. Quand le rayon d’excentricité dépassera la position horizontale o a, le tiroir commencera de nouveau à se mouvoir vers l’avant et il viendra fermer totalement l’orifice d’échappement quand le
  - piston aura parcouru les ^ de sa course rétrograde. — Cette
  - période de la course du piston constitue Véchappement total. Il restera à la fin de cette période un peu de vapeur dans le cylindre et dans l’espace nuisible — 20 grammes environ — à une tension un peu supérieure à celle de l’atmosphère : lk200 absolus. Le piston, continuant sa marche vers l’arrière, comprimera cette vapeur jusqu’à ce que le tiroir se dirigeant, lui, vers l’avant, arrive à démasquer l’orifice du côté de
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - — Commencement de l’échappement anticipé.
  - Fig.85. —Relour du piston. Ouverture maxiina de l'orifice à l’échaonem^nt..
  - Fig. 86. — Fin de l’échappement et commencement de la compression.
  - — Commencement de l’avance à l’admission.
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- - MANUEL DU MÉCANTCIËN DE CHEMIN DE PER 197
  - l/introduction (Fig. 8G). La période de compression aura ainsi duré pendant les 29 centièmes de la course du piston. A la fin de cette compression, le piston aura encore à parcourir les deux derniers centièmes de sa course, soit 13 millimètres, pendant lesquels la vapeur de la boîte à tiroir pénétrera entre la face arrière et le fond de cylindre ; le piston foulera donc en contre-vapeur, c’est la période à!avance à Vadmission ou de contre-vapeur.
  - Dans une révolution complète des roues, le piston est donc soumis, sur chacune de ses faces, aux six phases bien distinctes suivantes : à l’aller, admission de la vapeur dans les cylindres, détente, échappement anticipé, et au retour, échappement total, compression et avance à l’admission ou contre-vapeur.
  - Marche à régulateur fermé. — 11 n’est pas moins intéressant, pour les mécaniciens, de connaître les phénomènes qui se passent dans les cylindres lorsque la locomotive marche à régulateur fermé ou lorsqu’on emploie la contre-vapeur, nous allons donc les exposer ici.
  - Considérons une machine marchant à régulateur fermé, au momenloùle piston, se dirigeant vers l’avant, est un peu éloigné du fond de course arrière, le changement de marche étant placé à la 7° division à l’avant ; le tiroir occupe alors la position indiquée sur la Fig. 88. Le piston, en se déplaçant vers l’avant, tend à produire le vide derrière lui, en M (1), oe vide se communique à la boite à distribution B B et quand l’effort exercé sur le tiroir par la pression existant dans cette boîte, augmenté du poids du tiroir lui-même, est inférieur à l’effort que la pression atmosphérique exerce de son côté sous cet organe par le tuyau d’échappement, le tiroir se soulève légèrement dans son cadre en donnant passage aux gaz chauds de la boîte à
  - (1) La pression atmosphérique existant de l’autre côté du piston, par suite de sa communication avec l’échappement, la machine éprouve ainsi une résistance sensible à la marche.
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- - 198 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - fumée, qui se précipitent aussitôt dans la boîte B B et de là dans lec)dindre, derrière le piston. Lorsque celui-ci a parcouru
  - les ^ de sa course (voir le tableau page 193), le tiroir ferme l’orifice d’introduction et produit la période de détente; les gaz précédemment aspirés se raréfient alors et au moment où le tiroir vient à découvrir l’orifice du côté de l’échappement, (Fig. 89), une nouvelle aspiration plus violente que la première se produit, et directement cetle fois, dans la cheminée.
  - Fig. 88. — Marche à régulateur fermé.
  - Jusqu’à la fin de la course, c’est-à-dire pendant tout le temps que dure l’échappement anticipé, les gaz précédemment aspirés sont refoulés dans la cheminée ; ce refoulement se continue
  - pendant l’échappement total, c’est-à-dire pendant les ^ de la course du piston ; à ce moment la' bande du tiroir vient fer-
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- - Marche à régulateur fermé
  - Marche à contre-vapeur
  - Marche à contre-vapeur
  - cd
  - CD
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
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- - 200 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - mer complètement l’orifice et produit la période de compression. Les gaz qui restaient dans le cylindre au commencement de cette période sont alors comprimés par le piston, ils nuisent ainsi à la marche de la machine en rayant aussi les tiroirs et les tables, entre lesquels ils s’interposent.
  - Si au lieu de mettre le changement de marche à fond de course, le mécanicien l’avait placé à la 3° division, la période d’admission aurait eu une durée moindre, et le vide derrière le piston se serait maintenu plus longtemps ; d’un autre côté, la période de compression aurait commencé au point 67 de la
  - course du piston et aurait duré pendant les ^ de cette course,
  - c’est-à-dire deux fois plus que dans le cas précédent ; la résistance à la marche aurait été ainsi plus élevée ; les gaz pour s’échapper auraient constamment fait claquer le tiroir sur sa table, et cette compression aurait produit réchauffement des cylindres, des tiroirs, des tiges et des garnitures.
  - Avec des tiroirs neufs ne pouvant se soulever que d’une petite quantité dans leur cadre pour laisser s’échapper les gaz comprimés, la machine éprouverait même ainsi une grande résistance à la marche, et la vitesse du train diminuerait d’une façon très sensible.
  - On ne saurait donc trop recommander aux mécaniciens de mettre le plus promptement possible le changement de marche à fond de course aussitôt après avoir fermé le régulateur. Un sifflement caractéristique, dû à la compressiou des gaz, rappelle du reste à ces prescriptions les mécaniciens qui omettent de s’y conformer.
  - D’nn autre côté, pour conserver les tiroirs et les tables, il sera bon d’injecter un peu d’eau dans l’échappement dans les pentes parcourues à régulateur fermé. Les cendres et les gaz de la cheminée ne seront plus aspirés par les pistons, et les tiroirs se trouveront au contraire lubrifiés par l’eau injectée.
  - Marche à contre-vapeur. — Dans la marche à contre-
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 201
  - vapeur, le mécanicien envoie d’abord, à l’aide de robinets spéciaux placés sur la face arrière de la boîte à feu, une injection d’eau ou de vapeur, — ou les deux à la fois — dans l’écbappoinent, par un tuyau débouchant en a, en dessous du tiroir (Fig. 90) ; puis il renverse sa marche, qu’il place entre le deuxième et le troisième cran de la règle ; il ouvre ensuite le régulateur, s’il ne l’est déjà, et augmente enfin graduellement l’admission inverse jusqu’à ce qu’il ait obtenu la résistance qu’il veut produire.
  - Fig. 90. Marche à contre-vapeur.
  - Considérons notre machine au moment où le train descend une rampe sous l’influence de la gravité, admettons que le mécanicien applique la contre-vapeur à la cinquième division, et voyons se qui se passe dans les cylindres pendant un tour de roues.
  - Le piston étant à fond de course à l’arrière, le tiroir occupera
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- - 202 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - la position de la Fig. 91, découvrant l’orifice d’une quantité égale à l’avance à l’introduction pour le point de la marche considéré, soit de 5mm,2 ; l’admission de vapeur aura donc lieu pendant un temps très court sur la face arrière du piston et tendra à produire le mouvement en avant de la machine. Sur le diagramme Fig. 9d qui représente le travail de la contre-vapeur, le travail moteur ci-dessus s’exerce sur le piston pendant qu’il parcourt le chemin Aa.
  - Au lieu de continuer à découvrir l’orifice, comme dans la marche directe, le tiroir étant conduit par l’excen trique de marche arrière, dont le rayon o a ’ fait avec la manivelle un angle Fig. 93. Diagramme de la contre-vapeur, égal à un angle droit
  - plus l’angle d’avance, rétrogradera au contraire vers l’arrière et fermera rapidement cet orifice ; la vapeur admise dans le cylindre se détendra alors, — produisant encore un travail moteur a' e' Fig 93 —, jusqu’à ce que le tiroir, continuant sa marche, découvre la lumière du côté de l’échappement. Si à ce moment cette vapeur possède encore une tension supérieure à celle du mélange injecté dans l’échappement,, il s’en écoulera une certaine quantité dans l’atmosphère, jusqu’à ce que l’équilibre se soit établi entre ces deux milieux ; le piston, en continuant son mouvement, aspirera à partir de cet instant, et pendant tout le reste de sa course, la vapeur et l’eau injectées par le tuyau a (Fig. 90), lesquels produiront encore un faible travail moteur e'E' (Fig. 93). Le travail moteur total sera donc égal à Faire A’ AeEE’e’ A'.
  - A la fin de cette course, le tiroir occupera la position de la Fig. 92, découvrant l’orifice du côté de l’échappement ; le pis-
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE EER 203
  - ton, en changeant de direction, refoulera donc librement dans la cheminée la vapeur et l’eau précédemment aspirées jusqu’à ce que le tiroir, se dirigeant au contraire vers l’avant, vienne fermer totalement l’orifice. Cette action, représentée sur notre diagramme par le parcours Ec, sera retardatrice.
  - Le piston comprimera alors le mélange emmagasiné dans le cylindre, il produira ainsi un grand travail résistant et cette compression durera tout le temps que la lumière du cylindre sera fermée. Elle donnera lieu à un dégagement de chaleur considérable qui tendra à accroître la pression delà vapeur existant dans le cylindre et à produire sa surchauffe. L’eau injectée interviendra à ce moment pour maintenir cette vapeur à saturation et à une tension voisine de celle de la chaudière (voir page 83). Le tiroir découvrira ensuite l’orifice du côté de l’introduction, la vapeur de la chaudière se précipitera dans le cylindre, et le piston refoulera cette vapeur dans la chaudière par le tuyau d’admission et en soulevant le régulateur ; ce sera la période réelle de contre-vapeur dont le travail résistant, très considérable, produira avec le précédent le ralentissement, puis l’arrêt du train. L’action résistante se trouvera ainsi représentée sur le diagramme par la surface EV AVE'.
  - Dans la marche ordinaire sous vapeur, l’action combinée du piston et de la bielle motrice fait soulever la crosse ; et c’est le patin supérieur qui frotte contre la glissière ; dans la marche par inversion, au contraire, c’est la glissière inférieure qui est fortement pressée par le patin de crosse correspondant, et le poids de la bielle, de la crosse et de la tige vient s’ajouter à cette action pour augmenter le frottement. Lorsqu’un mécanicien a l’intention d’employer la contre-vapeur sur un parcours assez prolongé, il doit donc soigner tout particulièrement le graissage de cette glissière.
  - Nous venons de voir que la marche inverse comprend, comme la marche directe, six phases bien distinctes ; ces six phases sont égales à celles qui se présentent, pour une même
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- - 204 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - admission, dans la marche directe, mais elles s’effectuent dans un ordre contraire.
  - L’ell'ort de la contre-vapeur est toujours plus faible que celui produit dans la marche à action directe pour les mêmes crans du changement de marche. Cet elfort diminue aussi avec la vitesse ; dans les machines à voyageurs ordinaires des chemins de fer de l’État, il est de 2 500 kg (1) pour une admission inverse de 70 °/0 et une vitesse de 40 kilomètres, et de 1 900 kg seulement pour une vitesse de 72 kilomètres.
  - Pour les machines à 8 roues couplées et à tiroirs cylin_ driques du même réseau, l’ell’ort de la contre-vapeur est tout à fait remarquable; il atteint 10 000 kg pour toutes les vitesses depuis 35 kilomètres jusqu’à l’arrêt.
  - Par l’exposé précédent, on voit aisément ce qui se produirait si un mécanicien omettait d’injecter un mélange d’eau et de vapeur clans l’échappement; à la troisième phase de la marche, le piston aspirerait, par cet échappement, lès gaz et les cendres de la boîte à fumée, à une température de 300° environ ; ces gaz, refoulés dans le cylindre pendant la période de compression, s’échaufferaient considérablement, et leur température pourrait atteindre à la fin de cette compression 800°. Les cylindres, les tiroirs et les tiges se gripperaient sous cette aclion et les garnitures de métal blanc viendraieut à fondre dans leur partie en contact avec ces tiges.
  - De plus, ces gaz et l’air chaud introduits ensuite dans la chaudière augmenteraient rapidement la pression dans cette dernière, et ils paralyseraient aussi le fonctionnement des in-jecteurs : ceux-ci ne pourraient pas s’amorcer en effet, car au contact de l’eau du tender les gaz ne se condenseraient pas ; le mécanicien devrait évacuer ces gaz par le souffleur pour pouvoir faire prendre les injecteurs.
  - (I) Soit la moitié, exactement de l’effort maximum réel de traction des mêmes machines,^lequel est en effet de 5 000 kg pour une même admission de 70 °/0.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 205
  - Si au lieu d’injecler de l’eau et de la vapeur dans l’échappement, le mécanicien se contentait d’y injecter de la vapeur seule, il n’y aurait plus aspiration des gaz dans les cylindres, mais pendant la compression, la température dé cette vapeur s’élèverait considérablement encore, et une partie des inconvénients de la marche sans injection se représenteraient alors ; les pistons, les tiroirs et les tiges s’échaufferaient, et la pression monterait encore dans la chaudière, mais l’alimentation par les Giffards ne serait pas arrêtée.
  - En meme temps que delà vapeur, il faudra donc injecter de l’eau dans l’échappement, mais cette dernière ne devra pas être en trop grande quantité, car elle donnerait alors lieu à des chocs très violents dans les cylindres aux fonds de course des pistons, et elle pourrait même entraîner la rupture des plateaux; elle constituei’ait de plus une dépense inutile et elle aurait même pour effet de diminuer le travail résistant de la contre-vapeur en entraînant la condensation de la vapeur comprimée.
  - Quand le mécanicien emploiera la contre-vapeur, il devra donc surveiller attentivement le manomètre pour s’assurer que la pression ne monte pas trop brusquement dans la chaudière, et porter également son attention sur le mélange qui sort parla cheminée ; l’injection d’eau sera convenable quand il en sortira une pluie fine comme à une machine qui prime légèrement ; elle devra être augmentée ou diminuée graduellement suivant que la pression s’élèvera ou que l’eau sortira trop abondamment de la cheminée.
  - Dans les cas pressés, ou lorsqu’on emploie la contre-vapeur sur des pentes très prononcées et à une admission élevée par con-séquent, on peut ne faire usage que de l’injection d’eau seule ; cette eau se vaporise en partie en arrivant dans l’échappement, et il ne pénètre dans les cylindres qu’une vapeur très humide.
  - Plus l’introduction inverse est élevée, plus la quantité d’eau et de vapeur à injecter dans l’échappement doit être grande; cette proportion s’établit très facilement, à l’aide de dispositions
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  - spéciales en usage sur les machines de chaque réseau. Aux chemins de fer de l’Etat, ce sont deux robinets qui sont montés sur la face arrière de l’enveloppe du foyer ; ils sont conjugués de telle sorte que l’ouverture du robinet de vapeur entraîne toujours celle du robinet d’eau ; celui-ci peut, au contraire, s’ouvrir seul. Ces deux robinets comportent chacun un index qui se meut sur un curseur, lequel est muni de divisions qui correspondent à celles de la règle du changement de marche.
  - Ces robinets peuvent se boucher en partie, et quelquefois môme entièrement, par le tartre ; les mécaniciens ne doivent donc pas se lier d’une façon absolue à leurs indications, et leur attention doit se porter continuellement du manomètre à la cheminée, ainsi que nous l’avons déjà expliqué.
  - La contre-vapeur est diversement appliquée sur les réseaux français ; les chemins de Lyon, de l’Est et de l’Etat emploient l’injection mixte de vapeur et d’eau ; au chemin de fer du Nord, l’injection de vapeur seule est appliquée aux machines qui circulent sur des lignes à déclivités maxima de 5 millimètres, l’injection d’eau est réservée pour les sections présen- tant des rampes supérieures à ce chiffre. Au chemin de fer d’Orléans, on emploie pour les machines circulant sur les fortes pentes une injection d’eau seule ; les robinets de l’appareil à contre-vapeur y sont quelquefois à deux tubulures, afin que la distribution d’eau ou de vapeur soit bien égale pour chaque cylindre.
  - Comme on le voit, l’injection d’eau est surtout employée lorsque l’on veut demander à la contre-vapeur un grand travail.
  - Tiroir à coquille. — Nous avons dit que la distribution de la vapeur, dans les cylindres, s’effectuait généralement à l’aide du tiroir à coquille représenté par la Fig. 74 ; la pression qui règne au-dessus du tiroir l’applique fortement sur sa table et empêche les fuites de se produire entre ces deux surfaces frottantes, mais celte pression donne aussi lieu à un frottement considérable qui absorbe une partie relativement grande du travail de la machine, rend la manœuvre du chan-
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 207
  - gement de marche très dure et produit l’usure rapide des pièces frottantes de la distribution.
  - Il est facile de calculer cette pression et le frottement auquel elle donne lieu. Supposons que le tiroir ait pour dimensions o,260 X 0,380 ; la pression qui l’appuiera sur la table s'exercera sur une surface de 20 X 38 = 988 centimètres carrés et la valeur de cette pression sera elle-même, si la vapeur est à une tension de 9 kg (1) dans la boîte à distribution, de 988 X 9 = 8892 kg.
  - Pour avoir la pression qui tend réellement à appliquer le tiroir sur sa table, il faut retrancher de ce chiffre la pression moyenne exercée sous le tiroir tour à tour par la vapeur d’échappement, de compression et de contre-vapeur.
  - A l’inspection des Fig. 81 à 87 on voit que cette pression ne s’exerce pas sur tout le dessous du tiroir ; à certains moments même, lorsque les deux orifices sont entièrement recouverts par les bandes (Fig. 84 et 86) elle ne s’exerce que sur des portions de ces bandes de même surface que celles des orifices.
  - La pression moyenne qui s’exerce ainsi sous le tiroir d’une façon continue peut être évaluée à 1 976 kg environ, soit à 2 kg (2) par centimètre carré de la surface totale du tiroir.
  - Il restera donc pour la pression qui tend réellement à appliquer chaque tiroir sur sa table le chiffre de 8892 — 1976 = 6916 kg.
  - Le frottement, c’esLà-dire la résistance qui s’oppose au mouvement des tiroirs, ne dépend pas que de la grandeur des surfaces pressées et du poids qui appuie sur ces surfaces ; il est aussi proportionnel à un coefficient qui varie selon la nature des métaux en contact, et suivant leur degré de poli et de lubrification. Avec des tiroirs en bronze ou en fonte, se déplaçant sur des tables en fonte, ce coefficient est égal à 0,054, — et peut même descendre au-dessous de ce chiffre — quand les
  - (1) Pression absolue.
  - (2) Pression absolue, également.
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- - 208 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - surfaces sont bien dressées et polies et sont enduites d’un corps gras ; il s’élève à 0,15, si ces surfaces sont seulement humectées par la vapeur, et peut atteindre une valeur double si les tiroirs sont grippés ou lorsqu’il y a interposition de cendres entre les surfaces en contact.
  - Dans le premier cas, la valeur du frottement atteindra, pour les deux tiroirs, 6 916 X 0,064 X 2 = 747 kg, et dans le second 6 916 X 0,15 X 2 = 2 075 kg; enfin, si les tiroirs sont grippés, ou s’il y a interposition de cendre et de suie, et en môme temps, manque absolu de graissage, le frottement des tiroirs pourra atteindre et môme dépasser 3 000 kg.
  - La comparaison de ces chiffres montre bien l’importance qu’il y a à graisser, d’une façon continue et suffisamment abondante, les .tiroirs des locomotives pour réduire au minimum la perte de travail due à ce frottement, en môme temps que l’usure des tiroirs et des pièces mobiles de la distribution.
  - Le travail absorbé par le frottement des tiroirs dépend aussi de la longueur de leur course, qui est réduite le plus possible dans le but de diminuer ce travail.
  - Si la machine dont nous donnons le relevé de la distribution page 193 marche, par exemple, à la 3e division de la réglette, nous voyons que la course du tiroir sera dans chaque sens de 0m,0766.
  - Le travail absorbé par les deux tiroirs dans une course simple atteindra, pour le cas que nous avons considéré plus haut (où le coefficient de frottement est de 0,15) ;
  - 2075 X 0,0766 = 159 kilogrammètrps
  - (c’est l'effort nécessaire pour déplacer le tiroir, multiplié par le chemin parcouru par ce tiroir.)
  - Pour un. tour de roues, ou une course double (aller et retour) des tiroirs, ce travail deviendra 159 X 2 318 kilo-
  - grammètres.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 209
  - 70 000m
  - A la vitesse de 70 km. à l’heure, ou de ^ — 19m,44 par
  - seconde, et si le diamètre des roues motrices est de 2 mètres (leur circonférence au roulement étant alors de 3m,14 X 2 = 6m, 28) le nombre de tours de roues faits par la machine en
  - 1 seconde sera de = 3*, 1.
  - Le travail en kilogrammètres absorbé en une seconde par le frottement des tiroirs sera ainsi de 318 X 3,1 = 983 kgm 8, correspondant à
  - 985,8 . D , ,
  - - -K - = 13 chevaux 1.
  - 75
  - Ce chiffre n’est qu’exceptionnellement atteint ; la force moyenne absorbée par le frottement des tiroirs, dans les machines puissantes, est de 6 chevaux environ.
  - Dans le frottement des articulations et pièces mobiles de la distribution, celui des excentriques atteint aussi une assez grande valeur ; ces organes s’échauffent rapidement, et le régule dont ils sont garnis s’use très vite, aussi doivent-ils être graissés avec beaucoup de soin.
  - Tiroir système Trick. — Le tiroir à double entrée de vapeur système Trick, essayé il y a un certain nombre d’années déjà par la Cie d’Orléans et adopté par le chemin de fer de Lyon pour ses locomotives Compound, ainsi que par l’Est, le Nord et quelques lignes anglaises, permet de diminuer la course du tiroir, et par conséquent le travail dû au frottement, tout en offrant un passage plus grand à la vapeur.
  - Dans le dos de ce tiroir est ménagé un passage o o'(Fig. 94) ; en même temps que le tiroir, se déplaçant de l’avant à l’arrière, vient découvrir en a l’orifice d’introduction, le canal oo' est démasqué en a' par la table, et la vapeur pénètre dans le cylindre à la fois en a et en a". Les orifices d’entrée de vapeur étant ainsi doubles, il est nécessaire de les faire découvrir,
  - 12
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  - deux fois moins seulement ; la course du tiroir peut donc être aussi réduite sensiblement ; cette disposition diminue de plus le laminage de la vapeur, aux grandes vitesses surtout, lorsqu’on conserve la même course aux tiroirs. — Mais ces avantages sont parfois contrebalancés par les fuites de vapeur auxquelles peut donner lieu une usure rapide et inégale de ce tiroir.
  - Les tiroirs des locomotives à distribution Bonne-J fond des chemins de fer de l’Etat, et Durant et Lencau-cliez du chemin d’Orléans, Fig. 94. — Tiroir à double introduc- sont aussi à double entrée tion système Trick. de vapeur, mais ils ne pré-
  - sentent pas les inconvénients précédents, parce qu’ils ne servent qu’à l’introduction seule ou à l’échappement seul, pas aux deux à la fois.
  - Tiroir équilibré de la Ciu du Nord. — La distribution de la vapeur, dans les machines Woolf de la Cie du Nord, est faite par un tiroir se déplaçant sur une tahlc à cinq orifices, et {ui sert à la fois pour les deux cylindres d’un même côté ; il est équilibré en partie de la façon suivante.
  - A l’endroit où il est embrassé par le cadre, chaque tiroir a la forme rectangulaire habituelle (Fig. 95), mais celte partie rectangulaire est surmontée d’une partie cylindrique cc munie d’une gorge. Dans cette gorge s’emmanchent deux segments en fonte, semblables à ceux des pistons moteurs ; Un anneau a a, en fonte également, et parfaitement tourné est placé sur les segments. La pression de la vapeur, agissant en dessous de l’anneau, unie à celle de quatre ressorts disposés entre cet anneau et la partie rectangulaire du tiroir, maintient l’anneau constamment appuyé sur le plateau — qui est lui-même bien dressé, — et empêche les fuites de vapeur de se produire vers l’intérieur.
  - Le dessus du tiroir est ainsi soustrait à l’action de la vapeur,
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  - et le tiroir n’est plus appuyé sur sa table que par la pression qui agit sur la partie rectangulaire et sur les bandes.
  - Le plateau de la boite à vapeur est inuni d’une ouverture, ainsi que le tiroir lui-même, pour permettre à la vapeur des fuites qui peuvent se produire entre les bandes et la table, ou entre l’anneau et le plateau, de s’échapper à l’extérieur, sans venir appuyer, par conséquent, sur le dos du tiroir. Ce tiroir est aussi à canal Trick.
  - Coursc des pistons 6, o
  - Fig. 95. — Tiroir équilibré du chemin|de fer du Nord.
  - Tiroirs cylindriques. — On a essayé, à diverses reprises, d’appliquer des tiroirs cylindriques équilibrés aux locomotives, mais la difficulté de rendre ces tiroirs étanches avait, jusqu’à ces derniers temps, fait échouer ces tentatives.
  - M. Ricour, Inspecteur général des Ponts-et-Chaussées, en imaginant de placer une soupape de rentrée d'air sur les tuyaux d’admission de vapeur afin que, dans la marché à ré-
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- - Fig. 9G. — Distribution à tiroirs cylindriques système Ricour.
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  - gulateur fermé, les pistons ne produisent plus d’aspiration dans la boîte à fumée, a complètement résolu le problème et rendu
  - possible l’application de ces tiroirs aux machines locomotives.
  - Cette application ayant été faite sur une grande échelle aux chemins de ferdel’Etat(l), et étant susceptible de se répandre sur les au très réseaux , nous croyons devoir en donner une description détaillée.
  - La Fig. 96 montre le mécanisme de distribution de ces locomotives.
  - Nous avons vu que lorsqu’une locomotive marche à régulateur fer-
  - (1) Le chemin de Lyon possède aussi 5 machines munies de ces tiroirs.
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  - mé, (Fig. 88) le vide tend à se produire dans le cylindre, derrière le piston, pendant la période qui correspond à l’introduction dans la marche à régulateur ouvert, — puis, plus tard, quand le tiroir, continuant sa course, découvre la lumière du cylindre du coté de l’échappement ; la raréfaction ainsi produite donne lieu à une violente aspiration dans la cheminée, —et les gaz de la combustion pénètrent dans la boîte à vapeur et dans le cylindre.
  - Au retour du piston, ces gaz font soulever le tiroir dans son cadre, puis ils s’échappent dans la cheminée.
  - Dans les machines à tiroirs cylindriques sans soupapes cle rentrée d’air, le vide se produit également derrière le piston moteur et se transmet ensuite dans la boîte à vapeur, entre les deux distributeurs P;P' (Fig. 97) ; mais contrairement à ce qui se passe dans les machines à tiroirs plans, ce vide se maintient ; la locomotive fonctionne alors comme une machine pneumatique, elle fait frein et s’arrête sur un palier ou une faible pente dès qu’on ferme le régulateur.
  - De plus, sous l’action du vide qui règne dans la boîte à distribution, les gaz de la boîte à fumée tendent à pénétrer dans cette boîte en passant entre les parois du cylindre distributeur et les pistons P; P'. Ce passage ne tarde pas à s’établir, les cendres mêlées aux gaz chauds s’interposent alors entre les surfaces frottantes et amènent bien vite l’usure des tiroirs, en donnant ensuite lieu dans la marche à régulateur ouvert à des fuites considérables de vapeur.
  - Ce sont ces causes qui ont empêché la locomotive Zimmermann des chemins de fer de l’Etat autrichien, qui figurait à l'Exposition de 1889, de donner de bons résultats.
  - Avec la soupape dont nous parlons plus haut, et qui est représentée en S sur les Fig. 97 et 98, voici ce qui se produit. — Lorsqu’on marche à régulateur ouvert, la vapeur appuie celte soupape sur son siège, et il n’y a rien de modifié dans le fonctionnement de la machine ; mais lorsqu’on ferme le régula-
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- - et 98. — Cylindre distributeur.
  - 214 . MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FEE, teur, le ressort placé à la Base de la soupape la fait lever, l’ai
  - S
  - o;
  - O
  - extérieur est aspiré dans la boîte à tiroir et dans le cylindre
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- - MANÜEL bU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 218
  - et il n’y a plus appel des gaz^de la boîte à fumée. Cet air, au retour du piston, est refoulé dans la cheminée et augmente ainsi le tirage. La machine devient très libre et les tiroirs se conservent absolument étanches.
  - Ces tiroirs se composent de deux pistons p. p (Fig. 07) montés sur une même tige et qui se meuvent en face de lumières l, l découpées dans les cylindres moteurs ; la vapeur de la chaudière arrivant en AA, entre ces pistons, l’admission dans les cylindres se fait ainsi par leurs bords intérieurs, et l’échappement par leurs bords extérieurs, contrairement à ce qui a lieu avec les tiroirs à coquille, où l’admission se fait par les bords extérieurs et l’échappement par les bords intérieurs (1).
  - PISTONS DISTIBUTEURS
  - Les pistons distributeurs se composent de trois parties priil-cipales, savoir :
  - 1° une souche femelle,
  - 2° un segment,
  - 3° une souche mâlé.
  - La souche femelle a la forme représentée par la Fig. 99 ; dans le montage du piston, c’est la pièce qui se place la première sur la tige ; elle vient s’appuyer contre une embase e, (Fig. 97) et un tenon l’empêche de tourner sur cette tige.
  - Le segment, (Fig. 100), est une lame cylindrique, en fonte,
  - (1) Il est très important de tenir compte de cotte différence, lorsque l’on a-euI; paralyser un côte de la machine en poussant le piston moteur à fond de course. — Si on le pousse à l'arrière, par exemple, il faudra ramener les pistons distributeurs vers l'avant, de façon que l’introduction, se faisant par la lumière avant, maintienne le piston moteur contre le fond du cylindre.
  - Avec une machine munie de tiroirs à coquille, on pousserait, au contraire, le piston et le tiroir à fond de course du même côté.
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  - — comme les souches, — munie à l’intérieur d’une nervure mince nn à faces planes parfaitement dressées; ce segment porte sur sa surface extérieure trois ou quatre rainures h h h qui facilitent le graissage, permettent à la contre-pression de se transmettre également sur tout le pourtour du segment dans la marche à régulateur fermé, et rendent ce segment plus
  - Les extrémités de ce segment forment un joint croisé abccl ; les coupures, qui ont 10 millimètres de largeur, permettent au segment de se fermer, en diminuant de diamètre, lorsqu’il supporte une pression sur sa surface extérieure; par exemple, quand il y a de l’eau dans les cylindres moteurs, et que les
  - étanche dans la marche sous vapeur.
  - Fig. 99. — Souche femelle.
  - passage de laverai iklü a travers le seanumt uJSS
  - Fig. 100. — Piston distributeur.
  - pistons chassant cette eau devant eux la refoulent, en arrivant
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  - à fond de course, dans les orifices : pour s’échapper dans les cylindres distributeurs ou dans l’échappement, cette eau fait alors fermer les segments.
  - Le segment se place sur la tige après la souche femelle, un ergot E (Fig. 98) qui s’engage dans l’épaisseur de cette souche, l’empéche de tourner autour de son axe.
  - On place enfin la souche mâle, — qui a la forme représentée par la Fig. 101 ; puis à l’aide d’un écrou qui se visse sur la lige (Fig. 97) -- on serre la souche mâle à bloc contre la souche femelle : la partie vv de la première vient alors porter exactement dans le fond de la souche femelle, et c’est là qu’est le joint empêchant toute fuite de vapeur vers la lige.
  - Les deux souches étant ainsi emboîtées l’une dans l’autre, leurs rebords serrent, par l’intermédiaire de la couronne en tôle emboutie, et représentée en détail sur la Fig. 102, la nervure du segment ; mais grâce à cette couronne, qui forme ressort, la nervure peut coulisser
  - assez librement entre les souches, et elle permet ainsi au segment de s’ouvrir ou de se fermer sous l’action de la vapeur ou de toute autre pression. — On voit que le segment, saisi par sa nervure, est obligé de suivre tous les mouvements longitudinaux de la tige des pistons distributeurs.
  - Deux petits chapeaux à ressort c,c (Fig. 98), qui se logent dans des cavités de la souche femelle, et une sellette ou couvre joint, E, également pressée par un ressort et destinée, comme son nom l’indique, à empêcher la vapeur de s’échapper par l’ouverture cd du segment, (Fig. 100) maintiennent le segj
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  - ment bien centré par rapport à. l’axe du cylindre distributeur sans lui donner de bande appréciable.
  - Le diamètre extérieur du segment est un peu plus faible, — moins d’un millimètre, — que celui du cylindre dans leqnel il se meut ; si le segment est bien centré, il ne doit donc pas frotter contre les parois du cylindre dans la marche à régulateur fermé.
  - Mais dès que la vapeur arrive dans la boîte à tiroir, entre
  - les deux pistons distributeurs, elle pénètre dans l’intervalle m (Fig. 100) laissé libre entre le segment et le corps du piston et elle applique le [segment contre les parois du cylindre; un petit trou percé dans le couvre-joint permet aussi à la Fig-. 102. — Couronne emboutie, vapeur cle l’appuyer contre la
  - nervure et les rebords de la souche femelle; dès lors si les parties du piston ont été bien graissées, il fonctionnera sans aucune fuite et avec un frottement très faible.
  - La surface de chaque segment pressée par la vapeur est, pour les machines à quatre roues couplées des chemins de fer de l’Etat, de 354 centimètres carrés, ce qui donne pour les deux segments d’un même côté une pression de 6 379 kg, la vapeur étant à une tension de 9 kg dans la boite à distribution. Les surfaces en contact acquérant au bout de peu de temps un très beau poli, et le graissage, qui se fait à l’oléonaphte, s’opérant d’une façon continue, le coefficient de frottement descend à 0,04 environ ; le frottement n’a plus alors qu’une valeur de 255 kg(l) au lieu du chiffre de 1500 kg et quelquefois plus qu’il atteint pour chaque tiroir d’une machine ordinaire ; ce
  - (1) Nous avons môme trouvé le moyen de réduire ce chiffre à 208 kg.
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  - frottement. est donc considérablement atténué; il en résulte une diminution notable dans la résistance au roulement de la machine, ainsi que dans l’usure des organes de la distribution, depuis les colliers d’excentriques jusqu’aux segments des pistons distributeurs.
  - De fait, ces segments s’usent très peu, pratiquement même, on peut dire qu’ils ne s’usent pas. C’est ainsi que trois segments, ayant figuré à l’Exposition de 1889, n’avaient que et de millimètre d’usure pour des parcours de 221 457 et
  - 311 460 kilomètres (1). L’usure des différents axes de la distribution, des colliers et de la vis de changement de marche est aussi trois ou quatre fois moindre que dans les machines ordinaires.
  - Au point de vue de la dépense de vapeur, M. Ricour évalue k plus de 16 % l’économie que cette distribution réalise sur la distribution par tiroirs à coquille, et cette économie est due :
  - 1° A la diminution des espaces nuisibles et des surfaces de condensation,
  - 2° A la réduction du frottement du mécanisme distributeur. On sait que Y espace nuisible est le volume compris entre le piston à fond de course et la table du tiroir. Dans les machines à tiroirs plans, les lumières ont un grand développement, et l’espace nuisible, pour chaque côté du piston, atteint environ, dans les machines à deux essieux couplés des chemins de fer de l’Etat,
  - A
  - et plus dp la capacité du cylindre ; dans les machines à tiroirs
  - cylindriques système Ricour, les lumières étant placées tout à fait aux extrémités du cylindre n’ontqu’un très faible développement,
  - et le volume de l’espace nuisible n’atteint que le ^ du volume de ce cylindre.
  - (1) Toutefois des ruptures fréquentes peuvent se produire lorsque la fonte des segments est de mauvaise qualité, le montage des pistons mal fait ou que les mécaniciens ne prennent pas les précautions indiquées ci-après pour la conduite.
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  - La vapeur qui se loge dans, l’espace nuisible n’agit pas à pleine pression, mais seulement par détente ; elle est donc incomplètement utilisée, et l’espace nuisible donne lieu ainsi à une perte, dont l’importance varie avec le degré de détente.
  - Les surfaces qui limitent cet espace : fond de cylindre, face du piston, anneau cylindrique compris entre ces deux parties, surfaces de lumières, sont dénommées surfaces de condensa-lion, parce que c’est à leur contact que s’opère principalement la condensation de la vapeur pendant l’admission.
  - Cette condensation donne lieu évidemment aussi à une perle de force d’une certaine importance.
  - L’espace nuisible, dans les machines à tiroirs cylindriques étant sensiblement moindre que dans les locomotives ordinaires, il donnera donc lieu, ainsi que les surfaces de condensation, à une perte moins grande dans les premières machines que dans les secondes : D’après M. Ricour, cette différence de perte est de 21 grammes de vapeur par coup de piston, et cette diminution de dépense dans les machines à tiroirs cylindriques donne lieu en leur faveur à une augmentation du travail indiqué (1) de la machine de 11 %, comparativement aux locomotives à tiroirs plans ordinaires.
  - Le frottement des tiroirs cylindriques est aussi sensiblement moindre que celui des tiroirs plans, comme nous l’avons vu, ils absorbent donc moins de force pour se déplacer que ces derniers. — Le travail utile, c’est-à-dire celui qui est transmis aux roues motrices, a été trouvé ainsi, par M. Ricour, pour un môme travail indiqué dans les cylindres, de 7, 5 °/0 plus élevé dans les machines à tiroirs cylindriques que dans les machines à tiroirs plans.
  - En définitive, en transformant une locomotive ordinaire en y adaptant des soupapes de rentrée d’air et en remplaçant lès
  - (1) On appelle travail indiqué le trovail total développé par la vapeur dans les cylindres et qui se trouve indiqué par les diagrammes relevés à l'indicateur.
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  - tiroirs plans par des tiroirs cylindriques, on augmente, théoriquement, le travail utile de 18.5 °/0.
  - D’autre part, de nombreuses expériences exécutées sur la rampe de Rivarennes, d’un développement de 5.285 mètres et d’une inclinaison de 15 m/m (ligne de Tours aux Sables-d’Olonne) ont donné en faveur des locomotives à tiroirs cylindriques, par rapport aux machines à tiroirs plans, une augmentation en travail utile de 16.5 °/0 (1).
  - Dans la pratique, les résultats n’ont pas été aussi bons, parce qu’il s’est produit de fortes fuites de vapeur entre les cylindres distributeurs et les chemises rapportées (voir fîg. 97) ; mais en faisant — dans la construction de nouvelles locomotives — venir de fonte avec les cylindres ces chemises (2), qui s’usent à peine, on supprimerait ces fuites, et on se rapprocherait certainement des chiffres trouvés par M. Ricour.
  - Les hautes pressions conviennent particulièrement à cette distribution, parce que le frottement des tiroirs reste très faible, et la manœuvre du changement de marche, très douce, à ces pressions ; et aussi parce que la compression qui, par suite du peu de capacité de l’espace nuisible, a une valeur un peu trop grande dans les machines timbrées à 9 kg présente, au contraire, sa valeur la ptus favorable dans les machines timbrées à 11 et 12 kg.
  - C’est ainsi que la machine de vitesse n° 2520 du réseau de l’Etat, timbrée à 12 kg et qui n’a que 8m288 de surface de chauffe directe et lm264 de surface de grille a pu remorquer à
  - (1) Il faut remarquer que l’admission, dans cette marche en rampe de 15 millimètres était élevée (30 à 35 % de la course du piston), et la vitesse assez faible (40 à 45 kilomètres), circonstances favorables au rendement de ces machines. Dans la marche à grande vitesse et à faible admission, les résultats ne sont pas aussi avantageux, à cause de la valeur trop élevée qu’atteint alors la compression.
  - (2) C’est ce que l’on a fait dans les locomotives tenders de la série 0231 à 0240 construite en 1894.
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  - la vitesse type de 65 kilomètres à l’heure un train de 24 voitures — 300 tonnes environ — entre Tliouars et Chartres, ligne qui comporte des rampes de 10, 12 et 15 millimètres. La même machine a remorqué également un train de 15 voitures, 187 tonnes, a la vitesse réelle de 57 kilomètres à l’heure sur la rampe dite de Mondoubleau — même ligne — qui a un développement de 10 kilomètres et une inclinaison de 10 millimètres.
  - La consommation de charbon de cette machine est seulement de 50 kg par 1000 tonnes kilométriques et de 7 kg par kilomètre pour une charge moyenne de 150 tonnes.
  - En résumé, les locomotives à tiroirs cylindriques présentent sur les locomotives ordinaires les avantages suivants :
  - l°Dans la marche à régulateur fermé, les cylindres sont traversés par nn courant d’air pur qui, étant ensuite refoulé dans la cheminée, augmente le tirage et rend ainsi la conduite du feu plus facile et la production de vapeur plus abondante pendant cette marche.
  - 2° L’usure des tiroirs, des cylindres et des pièces de la distribution est diminuée dans une notable proportion.
  - 3° Les mécaniciens manœuvrent le changement de marche avec la plus grande facilité, même lorsqu’ils conduisent les puissantes machines à huit roues couplées. Cette manœuvre est facilitée par l’absence de presse étoupe aux tiges qui, n’étant en contact qu’avec la vapeur d’échappement, n’ont besoin que de guides ne serrant pas ces tiges.
  - 4° Le graissage des cylindres, grâce aux soupapes de rentrée d’air, peut s’effectuer économiquement avec les huiles minérales dites olêonaphtes ; par suite aussi, les dépôts charbonneux qui recouvrent habituellement les fonds de cylindres, les faces des pistons, les lumières, les conduits de vapeur et les valves de l’échappement — dépôts qui, en retardant la sortie de la vapeur d’échappement, augmentent la contre-pression — sont évités. Dans les machines non munies de
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  - ces soupapes, en effet, la température dans les cylindres pendant la marche à régulateur fermé, peut atteindre 300 degrés, et les huiles minérales deviendraient tellement fluides à celte température qu’elles n’auraient plus aucun pouvoir lubrifiant. Dans les locomotives munies de ces soupapes, au contraire, les gaz n’affluent pas dans les cylindres, la température n’y dépasse pas celle de la vapeur, soit 191°, — et l’huile oléonaphte dans ces conditions procure un très bon graissage, donnant un très beau poli aux surfaces frottantes.
  - 5° A ces améliorations réunies se superpose une augmentation de 16 % comparativement aux machines ordinaires, dans le rendement en travail utile, pour une même dépense d’eau et de vapeur.
  - Les précautions que l’on doit prendre pour la conduite des locomotives ordinaires doivent être observées avec plus de soin encore dans les machines à tiroirs cylindriques.
  - Il faut notamment :
  - Réaliser un graissage absolument continu et suffisamment abondant des pistons distributeurs, tant dans la marche sous-vapeur qu’à régulateur fermé. Les graisseurs doivent pour cela fonctionuer d’une façon parfaite, et sans perte cl’huile au dehors.
  - Réchauffer les cylindres avant le démarrage des dépôts en mettant successivement la marche en avant et en arrière, et en ouvrant légèrement le régulateur, le frein étant, bien entendu, serré à fond et les purgeurs ouverts. En cours de route, ouvrir les purgeurs aux stations afin d’évacuer l’eau condensée dans l’enveloppe des cylindres moteurs, et qui nuit à l’effet utile de cette enveloppe. Après un temps d’arrêt supérieur à 5 minutes dans une station, démarrer avec les purgeurs ouverts, afin d’éviter l’accumulation d’eau dans les cylindres ; pour la même raison, éviter aussi les ébullitions dans la chaudière, parce qu’elles donnent lieu à des entraînements d’eau dans les cylindres.
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  - Dans les manœuvres clans les gares ou dépôts, ne renverser la marche pour partir dans un autre sens que lorsque la machine est complètement arrêtée. Si l’on veut employer la contre-vapeur, qui a dans ces machines une efficacité bien plus grande que dans les autres locomotives, (voir page 204), avoir bien soin, avant de renverser la marche, d’ouvrir l’injection d’eau et de vapeur dans l’échappement ;
  - A cause de l’effet nuisible de la compression, qui augmente beaucoup lorsqu’on se rapproche du point mort de la coulisse, ne jamais marcher au petit régulateur (sauf dans les démarrages) ni avec une admission inférieure à 25 °/0.
  - Si les chemises des cylindres distributeurs sont bien étanches et le montage parfaitement fait, on réalisera en employant les précautions ci-dessus, une bonne marche, sans fuites de vapeur ni ruptures de segments, et en dépensant peu cl’eau, et par conséquent de combustible.
  - Tiroirs en bronze. — Les tiroirs de la Cie d’Orléans sont en bronze phosphoreux, qui présente la propriété d’être très homogène, et dont la dureté peut être graduée assez facilement ; ils sont percés, sur leur surface frottante, de deux rangées de trous tronconiques de 12 et 15 millimètres de bases et de 20 millimètres de profondeur, qu’on remplit de métal antifriction.
  - Le chemin de fer du Nord emploie aussi des tiroirs en bronze phosphoreux ; leur usure, dans les machines à deux et trois essieux couplés est de 1 millimètre pour un parcours de 8 300 kilomètres environ, et dans les machines à quatre essieux couplés de 1 millimètre pour un parcours d’un peu plus de 2000 kilomètres.
  - Aux chemins de fer de l’Etat cette usure correspond pour des tiroirs en bronze ordinaire à un parcours moyen de 3 500 kilomètres (1).
  - (1) La G" Générale des omnibus de Paris emploie dans ses locomo-
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  - Tiroirs en fonte. — Les tiroirs en fonte étaient autrefois beaucoup employés sur les locomotives, lorsqu’on y faisait usage de pressions maxima de 6 à 7 kilos ; ils faisaient un très bon service quand le métal des tiroirs et celui des tables était homogène et d’une égale dureté, s’usant très peu et acquérant un très beau poli. Mais ils ont été abandonnés depuis qu’on emploie des pressions plus élevées.
  - Cependant en 1885 des tiroirs en fonte placés sur des machines timbrées à 9 kg dont les boîtes à vapeur étaient munies de la soupape de rentrée d’air système Ricour, ont fourni des parcours considérables sans usure appréciable des tiroirs et des tables ; mais ce résultat ne peut encore s’obtenir, même avec l’emploi de ces soupapes et du système de suspension qui était appliqué aux tiroirs et qui les faisait se détacher de la table et s’élever de 1/2 millimètre dans la marche à régulateur fermé, qu’avec des fontes homogènes et un graissage abondant des tiroirs.
  - TRAVAIL DE LA VAPEUR DANS LES CYLINDRES
  - La manière dont la vapeur accomplit son travail dans les cylindres est bien démontrée par les diagrammes relevés au moyen de l’appareil appelé indicateur, inventé par le célèbre mécanicien James Watt.
  - Quand on connaît la durée des périodes d’admission, de détente, d'échappement et de compression d’une machine, correspondant à un cran donné de la réglette, périodes qu’on peut
  - tives à air comprimé, qui utilisent des pressions de 15 à 20 kg aux cylindres, des tiroirs en bronze manganèse qui ne s’usent que d’un millimètre pour un parcours de 30 000 kilomètres environ. — Il est vrai que dans la marche à régulateur fermé, il n’y a pas, comme dans les locomotives à feu, introduction de gaz chauds et de cendres dans les cylindres.
  - 13*
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  - relever à froicl sur la machine, il est facile aussi de tracer le diagramme se rapportant à ce cran.
  - Soit, par exemple, une locomotive à voyageurs du réseau de l’Etat remorquant un train d’un certain poids, le changement de marche étant à la 3° division de la réglette, et la pression à l’admission de 9 kg.
  - A Y V 3’ 4'
  - 2 Fî 5
  - Fig. 103. — Diagramme du travail de la vapeur.
  - On trace une ligne horizontale O X, que l’on appelle ligne atmosphérique, et sur laquelle on porte une distance 0,10 représentant, à une échelle quelconque, la course du piston. On divise cette distance en dix parties égales, puis ou porte en 0 B une distance égale à la moitié de 01, pour représenter l’espace nuisible, (on sait que cet espace a, dans les
  - locomotives considérées, une capacité égale à ^ ou à de
  - celle du cylindre). On élève enfin à chacun des points de la ligne 0,10 une perpendiculaire à cette droite et on porte sur celle du point 0 unedistance 0A qui représentera, à l’échelle adoptée, la pression effective de la vapeur à son entrée dans le cylindre, soit 9 kg. Par le point A ainsi déterminé, on mène une parallèle à 0,10 et on la prolonge jusqu’à sa rencontre en 3' avec la perpendiculaire élevée au point 3 ; la droite A P 21 3' figurera ainsi la période d’admission, et sa distance a la ligne O X représentera la pression de la vapeur dans le cylindre pendant toute la durée de l’admission.
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  - Au point'3' cle la course du piston, le tiroir fermera l’admission, et la détente commencera. Pour avoir la pression dans le cylindre au moment où le piston arrive au point 4, il faut tracer la droite B 4' puis ensuite mener par le point f où cette ligne rencontre la perpendiculaire 33' — une parallèle ff à la ligne atmosphérique 0 X : le point f où celte parallèle rencontre la droite 44' sera ainsi un point de diagramme, et la distance 4 f représentera à l’échelle adoptée la pression de la vapeur, au-dessus de la pression atmosphérique, dans le cylindre, au moment où le piston occupe la position 44'.
  - En opérant de la môme façon pour les points 5, 6, 7 et 7, 2 de la course du piston, — ce dernier correspondant à la fin de la détente, ainsi que le montre le tableau de distribution de la page 193 — on obtiendra d’autres points du diagramme.
  - A partir du point 7, 2 l’échappement anticipé commence, la pression s’abaisse rapidement dans le cylindre pour n’être plus, à la fin de la course du piston, que de très peu supérieure à la pression atmosphérique ; le diagramme prend alors la forme e' e".
  - Pendant le retour du piston, la vapeur continue à s’échapper librement dans l’atmosphère et sa pression se maintient sensiblement constante, et supérieure de lk200 environ au vide absolu, et de 0k200 par conséquent à la pression — ou à la ligne — atmosphérique O X. En traçant donc à peu près parallèlement à O X et à une distance de cette droite équivalente à 0k200, une ligne e" G on aura la forme du diagramme au retour du piston.
  - Au point 6,7 de cette course rétrograde, ou 3,3 en partant du point 0, (consulter toujours le tableau de la page 196), le tiroir ferme l’orifice d’échappement ; la vapeur renfermée dans le cylindre est alors comprimée jusqu’au commencement de la période d’avance à l’introduction, c’est-à-dire pendant^ de la course du piston.
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  - Sa pression s’élève à mesure que son volume diminue, et ce dernier n’est plus à la fin de la compression que de ^
  - (période de contre-vapeur) ~ (volume de l’espace nui-
  - sible) = pjg du volume du cylindre.
  - Au début de la compression, ce volume atteignait :
  - (chemin restant à parcourir par le piston) -+- -qq (espace 38
  - nuisible) = ^ du volume du cylindre, également.
  - La pression de la vapeur comprimée s’élevant en raison inverse de son volume (en supposant qu’il n’y ait aucune condensation pendant la compression), elle sera donc égale, à la fin de cette dernière période, à
  - 1.200 X 38
  - 5k,700 absolus, ou 4k,700
  - effectifs.
  - En portant sur la verticale du point c de la course où finit la compression une longneur cc' égale à 4k,7, et en joignant C' c' par une courbe continue, on aura la partie du diagramme relative à la compression.
  - Enfin, quand le piston sera rendu au point c', le tiroir commencera à découvrir l’orifice pour l’avance à l’admission, et la vapeur de la chaudière affluera dans le cylindre. La pression s’élèvera rapidement dans ce dernier et qnand le piston sera rendu à fond de course, elle sera sensiblement égale à la pression dans la chaudière, soit à 9 kg. Le diagramme se terminera donc par la ligne c' A.
  - Pour trouver, avec le diagramme, la pression effective (au-dessus de la pression atmosphérique) de la vapeur en un point quelconque de la course du piston, — le point 8 du parcours à l’aller, par exemple —, il suffit de mesurer à l’échelle adoptée, sur la verticale de ce point 8, la distance 8 v' de la ligne atmosphérique à la partie supérieure du diagramme.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE PER 229
  - Au retour du piston, la pression à. ce même point 8 de la course sera égale à la distance de la ligne atmosphérique, également, à la partie inférieure du diagramme, soit à 8 v.
  - Cette dernière quantité s’appelle la contre-pression sur le piston ou dans le cylindre.
  - Si on suppose que l’autre face du piston subit tour à tour, et inversement bien entendu, la même pression et la même contre-pression que celle que nous avons considérée, on voit que
  - 8 v' — 8 v ou vv'
  - mesurera la pression sur le piston, diminuée de la contre-pression, soit l’effort réel par cm- auquel il se trouve soumis au point 8 delà course considérée.
  - On voit aussi que cette ligne vv' est la partie de la verticale élevée au point 8, qui se trouve comprise entre la courbe inférieure et la courbe supérieure du diagramme. On l’appelle l’ordonnée du point 8.
  - Le diagramme pratique n’est pas exactement le même que celui que nous venons de tracer, parce que la vapeur, dans les périodes de détente et de compression, ne suit pas tout à fait la loi de Mariotte.
  - D’autre part, lorsque le tiroir vient fermer l’orifice pour l’admission, il se produit un étranglement de vapeur qui réduit sa pression, et le diagramme prend alors vers la fin de l’admission la forme arrondie indiquée sur les figures 104 à 107 qui se rapportent à des admissions de 11, 19, 30 et 40 %.
  - Lorsque la période de détente étant finie, celle d’échappement anticipé commence (point e' du diagramme), la pression de la vapeur e'e", dans le cylindre, tombe rapidement ; si le tiroir ne découvrait l’orifice pour l’échappement que lorsque le piston est rendu à fond de course, la détente continuerait suivant la loi de Mariotte jusqu’à ce dernier point, et le diagramme
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- - Fig. 104. — Admission 11 0/0.
  - Fig. 105. —Admission 10 0/0.
  - Fig. 100. — Admission 3ü 0/0.
  - Fig. 107. — Admission 40 0/0. Perte par le défaut de détente.
  - Perte par échappement anticipé.
  - Pertê par le laminage.
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  - affecterait la forme e' e'" ; la perte due à l’échappement anticipé est donc égale à l’aire e' e!' e'".
  - D’après le tableau de distribution, page 193, et d’après ces diagrammes, on voit que l’échappement anticipé est d’autant plus grand que le cran de marche se rapproche davantage du point mort. La période de compression augmente également dans ce cas, et elle a une durée de 46.% de la course du piston — avec la contre-vapeur — pour une admission de 11 % correspondant à la lre division de la réglette. Cette compression oppose ainsi une résistance trop longue au mouvement du piston et empêche la machine de courir.
  - Pour le même cran de marche, l’échappement anticipé aune durée de 40% de la course ; enfin le tiroir n’ayant qu’une course très réduite, ne découvre l’orifice pour l’admission que de 5 m/m2 ; la vapeur subit alors un laminage important qui réduit sensiblement sa pression vers la fin de l’admission. — Le diagramme (fi;/. 104) indique bien les pertes de travail qui ont lieu ainsi aux faibles admissions.
  - Aux admissions de 30 à 40 %, au contraire, il n’y a plus que très peu de laminage, et les périodes d’échappement anticipé et de compression n’ont également qu’une faible durée. Mais à la fin de la détente, (point e1) la pression de la vapeur est encore élevée et en s’échappant dans l’atmosphère avant qu’elle n’ait produit tout le travail qu’elle pourrait fournir en se détendant jusqu’à la pression atmosphérique, elle donne lieu à une perte de travail encore très forte et qui est représentée par la partie hachurée en dehors du diagramme. Cette perte, comme celle due à l’échappement anticipé, provient du défaut de détente de là vapeur dans les cylindres.
  - On conçoit qu’il doive y avoir un degré d’admission pour lequel l’ensemble de ces pertes de travail atteint une valeur minimum ; en effet, et c’est l’admission de 20 à 25 % qui donne ce résultat pour les locomotives ordinaires : ce point a été déterminé expérimentalement par M. Desdouits, ingénieur en
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  - chef des chemins de fer de l’État, qui dans des instructions aux mécaniciens en a déduit la règle suivante pour la conduite des machines à voyageurs, celles d’express, notamment.
  - « Il a été reconnu que, pour toutes les vitesses, la plus grande production de travail utile, à égalité de dépense d'eau et de combustible, est obtenue avec une introduction de 20 à 23 °/o î le rendement diminue assez lentement pour les admissions plus élevées, et très rapidement au contraire, pour les admissions plus faibles. L’admission normale doit donc être, pour toutes sortes de trains, de 20 à 25 %. Si, en raison de la charge et de la vitesse du train, ce degré d’admission donne un excès de travail moteur, le régulateur sera fermé par intervalles, de préférence dans les petites pentes, mais s’il est nécessaire aussi dans les paliers ; s’il est insuffisant, il devra être porté au degré nécessaire pour équilibrer les résistances.
  - D’autre part, il a été reconnu que la résistance d’un train donné, ainsique la consommation de combustible pour un travail déterminé, croissait avec la vitesse, suivant une loi plus rapide que la proportionnalité ; par suite, dans une marche inégale, le bénéfice obtenu, soit sur la résistance, soit sur le rendement, aux allures ralenties, ne compense pas la perte produite aux allures accélérées ; d’où il suit que le minimum de résistance et le maximum de rendement correspondent à la vitesse moyenne maintenue pendant tout le temps de la marche (1). En conséquence, il faut, comme règle générale, faire usage d’une admission élevée, soit aux démarrages, soit dans les rampes, de manière à atteindre rapidemeut et à maintenir à peu près la vitesse moyenne, et limiter au contraire le
  - (1) Il est bien entendu que cette règle ne concei’ne que les parcours pour lesquels le mécanicien doit employer la vapeur ; pour les parcours faits à régulateur fermé, sous l’influence de la gravité, la vitesse doit être le plus élevée possible au point de vue du rendement final du combustible.
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  - travail de la vapeur dans les parties faciles, de manière à ne pas excéder sensiblement cette vitesse moyenne. »
  - Les mécaniciens conduisant les machines à marchandises doivent aussi se conformer le plus possible à ces instructions, mais le profil ne le leur permet parfois que rarement.
  - Sur de longs parcours en palier, par exemple, ils doivent marcher à une vitesse absolument constante, et cette vitesse serait obtenue, s’ils conservaient leur régulateur ouvert en grand, avec une admission de 10 à 12 °/0. Les orifices des cylindres ne s’ouvrant que très peu à ces admissions, ils étrangleraient ainsi beaucoup la vapeur à son entrée dans les cylindres et créeraient une perte importante par le laminage.
  - Il est préférable, dans ce cas, d’étrangler la vapeur au régulateur, et de marcher avec une admission de 20 à 25 °/®. En même temps que la machine fatigue moins, parce que le travail de la vapeur est plus régulier, on réalise ainsi une économie de 1 1/2 à 2 % sur la marche précédente, ainsi que le montre le tableau ci-après.
  - Nous avons vu aussi à propos des tiroirs cylindriques système llicour, qu'il se produit encore dans les locomotives une autre perte de travail due à l’espace nuisible.
  - M. Du Bousquet, Ingénieur en chef du chemin de fer du Nord, a fait au sujet des différentes pertes que nous venons d’énumérer, des essais sur une machine à marchandises timbrée à 10 kg remorquant différentes charges sur des profils différents également. Nous donnons ci-dessous un tableau qui résume les résultats de ces essais.
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  - Perte relative o/0 duo *1 b -o 1 1 g
  - Indications des rampes Charges remorquées [ il l’espace j nuisible au laminage au défaut 1 do détente j totale Pressio effective d vapeur au ir où l’échappi commen
  - 12rnm . . . 375‘ 2,2 2,59 27,1 31,89 3k,8
  - 5mm. f>75 1,21 1 ,97 23,4 26,59 2 ,8
  - Palier . . (.75 0 7,9 (>) 10,6 18,5 1
  - Palier . . 675 0 1,6 (2) 13,2 19,8 0 ,5
  - (1) Par étranglement aux (2) Par étranglement au orifices. régulateur.
  - Ce tableau montre clairement, comme nous le disons plus haut, que l’utilisation incomplète de la vapeur dans les cylindres provient surtout d’une insuffisance de détente.
  - Il faudrait donc, en principe, augmenter le diamètre des cylindres, pour obtenir une plus grande détente; mais cette modification ne donnerait pas une augmentation d’utilisation dans les locomotives ordinaires, parce qn’il faudrait notamment marcher trop près du point mort, et nous venons de voir que la vapeur n’est pas dans ce cas bien utilisée.
  - Pour obtenir cette augmentation de volume, on a alors recours à la disposition Compound, qui permet d’obtenir une grande détente finale tout en marchant avec une admission élevée aux cylindres.
  - Cette disposition réalise encore d’autres avantages, que les distributions perfectionnées Bonnefont et Durand et Lencauchez donnent également en partie, en plus de quelques autres qui leur sont propres.
  - Les tiroirs cylindriques système Ricour donneraient aussi comme nous l’avons vu, une augmentation très sensible du
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 235
  - travail de la locomotive par la diminution de l’espace nuisible et du frottement des tiroirs.
  - Mais ces tiroirs cylindriques s’emploient avec la coulisse Walschaërts. Or, cette dernière, comme les autres distributions à coulisse, donne un échappement anticipé élevé et une lougue compression également, lorsqu’on marche assez près du point mort.
  - On ne peut donc diminuer utilement beaucoup l’espace nuisible, dans ces machines, pour profiter de l’augmentation de travail que donnerait cette diminution, car on augmenterait encore la compression. On conçoit en effet que si l’on comprime un certain volume de vapeur dans un espace fermé, la pression finale de cette vapeur s’élèvera d’autant plus que cet espace sera plus petit.
  - On peut bien diminuer la durée de la compression en rognant la bande du tiroir du coté de l’échappement, et c’est ce qu’on a fait du reste aux locomotives des chemins de fer de l’Etat pour leur donner la liberté d’allures qui leur manquait, lors de leur établissement, maison augmente alors la durée de l’échappement anticipé, déjà fort élevée, et l’on perd ainsi du côté de la détente une partie de ce que l’on a gagné du côté de la compression.
  - Nous avons imaginé nous-méme une disposition nécessitant seulement, comme augmentation des pièces du mécanisme, une bielle et deux articulations, et qui permet d’obtenir dans les machines munies de ce genre de tiroirs une faible compression etun faible échappement anticipé à la fois (10 à20°/o> à volonté).
  - En môme temps, l’ouverture et la fermeture des lumières d’échappement se font très rapidement, et notre dispositif donne ainsi une augmentation du travail de la vapeur, eu même temps qu’il permet de réaliser plus facilement de grandes vitesses.
  - Distribution système Bonnefond. — Cette distribution, qui est appliquée aune vingtaine de locomotives à grande vi-
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  - tesse du réseau de l’État, est une modification de la distribution Corliss, à quatre tiroirs dont deux pour l’admission et deux pour l’échappement, très employée dans les machines fixes.
  - Comme cette dernière, elle a pour but :
  - De diminuer le laminage de la vapeur à l’introduction dans les cylindres, par une fermeture rapide des tiroirs d’admission.
  - D’obtenir, pour une admission donnée, une détente plus longue et une compression plus courte qu’avec les distributions ordinaires : on augmente ainsi le travail de la vapeur, et d’autre part la machine peut réaliser des vitesses plus élevées.
  - De permettre de marcher très économiquement avec une admission de 10 à 12 °/0 de la course du piston, alors que dans les locomotives à distribution ordinaire, il n’est pas avantageux de marcher à une admission, inférieure à 20 % ; dans ce dernier cas la détente ne dépasse pas 5 fois le volume de la vapeur admise dans le cylindre, tandis qu’avec la distribution Bonnefond la détente peut atteindre 8 et 10 fois ce volume.
  - Enfin d’empêcher le refroidissement des lumières d’admission par le passage de la vapeur d’échappement ; il y a ainsi une condensation un peu moindre de la vapeur à son entrée dans le cylindre.
  - Cette distribution comprend deux mécanismes, l’un de changement de marche, et l’autre de détente.
  - Le mécanisme de changement de marche se compose (Fig. 108 à 111) d’une barre A, d’un arbre et d’un levier de relevage, d’un coulisseau et d’une coulisse, actionnés comme à l’ordinaire par un grand volant, plus d’une autre barre C7 et d’un balancier D.
  - Le mécanisme de détente comprend également une barre a, qui par le moyen d’un petit volant, donne le mouvement à une roue dentée b ; celle-ci engrène avec un pignon c, sur l’arbre duquel sont montées deux fractions d’hélice à pas contraires JJ7.
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  - La coulisse ne sert qu’à produire le changement de marche, et on ne fait généralement occuper au coulisseau que 3 positions dans cette coulisse : l’une ou l’autre des 2 positions extrêmes, pour la marche avant ou la marche arrière de la machine, et la position milieu pour le point mort de la distribution.
  - Les tiroirs d’admission, M, très petits, sont à déclic et placés vers la partie supérieure el aux extrémités du cylindre ; ils sont plans et à double introduction, et ils reçoivent leur mouvement de la partie supérieure du balancier D.
  - Quant aux tiroirs d’échappement, ils sont cylindriques, et munis de trois segments en fonte de faible largeur, pour obtenir l’étanchéité dans leurs chemises. Ils sont également placés vers les extrémités du cylindre, mais à sa partie inférieure, et ils reçoivent uniquement leur mouvement de la partie inférieure du balancier D. Les périodes d’échappement anticipé et de compression ont ainsi la même durée ponr tous les crans de la marche avant, puisque le coulisseau occupe toujours la même position extrême dans le secteur.
  - La partie supérieure du balancier donne le mouvement à deux cliquets articulés FGH, F'G'II', dont la branche horizontale est terminée par une touche en acier cémenté et trempé. La tige I de chaque tiroir d’admission est également terminée par une touche semblable et c’est par le contact de ces touches que se fait l’entraînement des tiroirs.
  - Les cliquets se meuvent en dessous des hélices, et dans le mouvement de la machine, la partie supérieure de chacun d’eux vient buter contre le point de l’hélice correspondante situé dans le môme plan vertical. C’est cette butée qui, pouvant être avancée ou reculée par la manœuvre du volant de détente, détermine la période d’admission de la machine.
  - Prenons, par exemple, la machine au moment du démarrage, le changement de marche à l’avant, et l’index de la détente au cran 8. Les parties en regard des hélices où se fera la butée
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  - des cliquets se trouveront alors a. leur écartement maximum (Fig. 108 et 109).
  - Dans le déplacement de la machine, l’excentrique monté sur la contre-manivelle motrice viendra agir sur la coulisse ; le coulisseau à son tour actionnera la barre G'. Si nous considérons un coté de la machine, le piston étant au point mort à l’avant (Fig. 108) la touche II du cliquet aura déjà déplacé celle I du tiroir avant, lequel découvrant un peu l’orifice, produira l’avance à l’admission. La machine continuant à avancer, le tiroir s’ouvrira de plus en plus, et jusqu’à ce que la partie supérieure du cliquet vienne rencontrer l’hélice J. A ce
  - moment, le piston aura parcouru les ^ de sa course.
  - Au contact de l’hélice, le cliquet pivotera autour de son axe O et il cessera ainsi d’être en prise avec la touche du tiroir M.
  - Si le mécanicien ramène son volant de détente au cran 2, les points des hélices qui viendront en regard des cliquets F,F' se rapprocheront, et la butée précédente se fera lorsque le piston aura parcouru les ^ de sa course.
  - On conçoit qu’il soit facile d’obtenir ainsi, par le mouvement de rotation imprimé à ces hélices, des périodes d’admission différentes depuis 0 jusqu’à 80 °/0 de la course des pistons.
  - Les Fig. 108 à 110 montrent le montage du tiroir M, qui est pris sur la tige entre deux collets. Cette tige a en QQ' un diamètre de 40 millimètres, tandis qu’en RR' ce diamètre est de 50 millimètres. Ces deux parties sont réunies par un piston P, dit piston de rappel, qui coulisse dans une chemise SS'.
  - Cette chemise porte, à l’entrée seulement, quatre rainures en biseau qui ne laissent entrer la vapeur en SS' que lorsque le tiroir d’admission est ouvert. Quand le tiroir est fermé, la partie de la chemise dans laquelle se trouve arrêté le piston P est lisse, et la vapeur précédemment entrée en SS' ne peut plus s’échapper. „
  - Par suite de la différence de diamètre de la tige du tiroir de
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- - Fig. 108 (bis), — Distribution système Bonnefond. Vue à plus grande échelle du cylindre
  - et des tiroirs.
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  - chaque côté du piston P, celui-ci se trouve soumis sur ses deux faces, pendant l'ouverture du tiroir, à des pressions d’une va-
  - leur totale différente. (Lorsque la vapeur est à 11 kg dans la boîte à tiroir, cette pression est plus élevée de 70 kg environ du côté QQ' du piston que du côté RR').
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  - Au moment ou le cliquet FGH abandonne la tige I, le tiroir viendra donc fermer rapidement l’orifice d’admission. Cette fermeture sera amortie par la vapeur renfermée dans l’espace SS' et qui, comprimée par le mouvement du piston P, opposera au tiroir vers la fin de la fermeture une résistance croissante, laquelle produira un arrêt très doux.
  - D’un autre côté, la fermeture du tiroir est aidée par l’action du ressort TT' (1), qui dans la marche à régulateur fermé opère seul cette fermeture.
  - Pour que la fermeture du tiroir s’opère ainsi sans choc, il faut que le piston P et la garniture F de la partie arrière de la tige du tiroir (Fig. 109, 110) soient bien étanches. S’il en était autrement, la vapeur ne resterait pas emprisonnée entre ce piston et le fond de la chemise, le piston viendrait alors huter avec force contre ce fond et il pourrait en résulter à la longue la rupture du tiroir et de la tige de la touche I, ainsi que cela s’est produit fréquemment à la mise en service de ces machines.
  - D’un autre côté, lorsque la garniture du tiroir est trop serrée ou insuffisamment graissée, la résistance opposée par cette garniture peut empêcher le tiroir de venir recouvrir l’orifice. La vapeur entre donc constamment alors dans le cylindre, et quand le tiroir d’échappement du même côté vient à découvrir l’orifice inférieur du cylindre, la machine souffle, la vapeur s’échappant directement de la boîte d’admission dans la cheminée.
  - Enfin, la résistance opposée au mouvement du tiroir par une garniture trop serrée peut aussi empêcher l’ouverture de ce tiroir. Il y a alors des ratés dans la distribution; la touche du cliquet, au moment d’entraîner celle du tiroir, glisse sur
  - (1) Pendant la période d'admission, la vapeur entre aussi en SS' par les conduites e, e, en soulevant le boulet d (Fig. 108). Lors delà fermeture du tiroir, ce boulet retombe sur son siège et la vapeur admise en SS' reste ainsi emprisonnée dans la chemise.
  - 14
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  - celle dernière, se lève (Fig. 111), et le tiroir reste immobile ; la vapeur n’entre pas par conséquent clans le cylindre.
  - Les ratés peuvent aussi se produire quand les parties d’en traînement des touches se sont arrondies par l’usage, ou qu<
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  - les ressorts de rappel des cliquets ont perdu de leur élasticité.
  - Ces ratés diminuent la puissance de la machine, puisqu’il n’y a que 3 coups de piston moteurs par tour de roues ; la marche est aussi moins économique, l’admission devant être augmentée sur les faces des pistons qui reçoivent la vapeur; enfin le non fonctionnement du tiroir transforme la partie cor-respondarfte du cylindre en machine pneumatique, occasionnant ainsi une résistance qui nuit encore au fonctionnement de la machine et à son rendement. Le cylindre s’échauffe aussi et se grippe à la fois.
  - Les mécaniciens doivent donc faire tout leur possible pour éviter ces ratés, en faisant remplacer à temps les ressorts détendus ou les touches usées, et en se conformant, pour la conduite, aux indications que nous avons déjà données pour les machines à tiroirs cylindriques. (En réalisant notamment le graissage continu de tout le mécanisme d’entraînement et de déclic ainsi que des tiroirs).
  - Le graisseur Bourdon, dit aussi le « multiple », — parce qu’il graisse à la fois, et tant dans la marche sous vapeur que dans celle à régulateur fermé, les 2 cylindres et les tiroirs d’admission, — donne un graissage parfait; il en est de môme du graisseur Mollerup — Drevdal, monté sur d’autres machines du réseau de l’Etat munies de cette distribution (1).
  - D’un autre côté, les garnitures en anti-friction des tiges, qui
  - (1) Ces graisseurs, du type dit « mécanique » refoulent l’huile par le moyen d’un piston mû par le mécanisme do la locomotive ; ils sont aussi employés par les chemins de Lyon et du Nord pour leurs Compound.
  - Fig. 111. — Ratés dans la dist.i-bution Bonnefond.
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  - PH
  - c
  - HlS
  - P
  - C3
  - a
  - 112. — Ensemble de la distribution système Durant et Lencauchez.
  - Fig. 115. — Coupe longitudinale à plus grande échelle montrant les tiroirs d’admission.
  - Fig. 114. — Coupe longitudinale à plus grande échelle montrant les tiroirs d’échappement.
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  - serrées ou insuffisamment graissées, ont été remplacées sur la proposition de M. Juliot, sous-chef de dépôt, par 3 petits segments logés dans des gorges pratiquées dans l’épaisseur de la tige, et se déplaçant dans les boîtes à garnitures, alésées soigneusement à cet effet.
  - Les non-fonctionnement et les ratés des tiroirs ont ainsi presque totalement disparu, et ces machines font actuellement un très bon service ; elles sont surtout appréciées des mécaniciens pour leur liberté d’allures et leur facilité à réaliser en palier et dans la marche à régulateur fermé de très grandes vitesses.
  - Dans la marche à grande admission, elles sont inférieures aux machines à tiroirs cylindriques.
  - La distribution Durant et Lencauchez (Fig. 112 à 116) réalise les mêmes avantages que la distribution Bonne-fond ; les différences qu’elle présente avec cette dernière sont les suivantes :
  - Les tiroirs d’admission et d’échappement, dans les dernières locomotives de la Ci0 d’Orléans munies de cette distribution, sont du genre Corliss, c’est-à-dire cylindriques et à mouvement tournant (Fig. 114, 115, 116) ; ils sont en partie équilibrés par leur fonctionnement même ;
  - Les tiroirs d’admission ne sont pas à déclic ; ils sont conduits à la façon ordinaire par un coulisseau se déplaçant dans une coulisse, qui sert au changement de marche et aussi pour la détente. Les manques de démarrage et les ratés ne sont pas ainsi à craindre comme avec la distribution Bonnefond. Le coulisseau est prolongé à sa partie supérieure, et muni d’un deuxième tourillon qui sert à la commande des tiroirs d’échappement ;
  - Les périodes d’échappement et de compression ne sont pas constantes ; elles sont inférieures, pour un même cran de marche, à celles des locomotives à distribution ordinaire et, comme dans ces dernières, elles augmentent lorsque l’ad-
  - 14*
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- - 246 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER mission diminue. Ces périodes ont une durée de 6 1/2 % de
  - Fig. 115. — Profil.
  - Fig. 116. — Coupe transversale par ABCD.
  - la course du piston pour une admission de 70 °/o>et de 25 1/2 pour une admission de 10 °/0.
  - c d
  - Fig. 117. — Diagramme de ,1a distribution Durant et Sencauchez.
  - Surface a. —Perte par l’échappement anticipé.
  - b — par le défaut de détente. c — par l’espace nuisible.
  - d — par le laminage.
  - travail de la vapeur dans les cylindres des machines munies de cette distribution,
  - Nous avons donné page 7, au sujet du service fait par les locomotives munies de ce système de distribution, des renseignements qui.mettent bien en relief leur rende ment économique, et leur facilité à réaliser de grandes vitesses.
  - Les diagrammes du
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- - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER 247
  - ou de la distribu tion Bonnefond, (Fig. 117 et 118), comparés à ceux des locomotives ordinaires (Voir Fig. 104) font bien ressortir aussi l’augmentation de travail que ces distributions donnent par la prolongation de la détente, relativement aux distributions ordinaires, et la diminution de résistance à la marche qu’elles réalisent par une compression bien plus faible.
  - c
  - Fig. 118. — Diagramme de la distribution Bonnefond. Points c' et G commencement de l’échappement anticipé et de la compression.
  - LOCOMOTIVES COMPOUND
  - Les hautes pressions que Ton emploie actuellement dans les locomotives, dans le but d’augmenter leur puissance, obligent à faire usage de grandes détentes ; sans cela la vapeur s’échappe dans l’atmosphère ayant encore une pression élevée, ce qui donne par conséquent une grande perte.
  - Supposons ainsi la machine n° 101 de la Gie d’Orléans marchant à une admission de 20 °/0 avec une pression à l’introduction de 12 kg.
  - L’espace nuisible a dans cette machine un volume égal à 8 % de celui engendré par le piston, le volume de la vapeur admis, et par suite qui se détend, est alors en réalité de 20-4-8
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  - A la fin de la course, le volume occupé par la vapeur est également de 100 h- 8 = 108 % de celui engendré par le
  - piston, l’expansion obtenue est donc de ^ = 3,85, c'est-à-dire que la vapeur admise dans le cylindre se détend de 3 fois et ^ de fois seulement son volume.
  - Sa pression s’abaisse dans la même proportion, elle est donc
  - 12
  - à. la fin de la course, également, de , = 3k, 10
  - OjOJ
  - Si on admet qu’il ne faut pas faire usage d’une admission inférieure à 20 °/0, on voit que la vapeur aura à la fin de la détente, — en supposant même que cette dernière s’effectue jusqu’à la fin de la course du piston, suivant la loi deMariotte, ce qui est loin d’être en réalité, à cause de l’échappement anticipé — une valeur minimum de 3\10.
  - On pourrait augmenter le diamètre des cylindres de cette machine pour avoir une détente plus grande, et par suite une pression plus faible à l’échappement ; le même travail que ci-dessus serait alors obtenu avec une admission plus faible, soit de 15 % par exemple, si on le désirait; mais à cause des longues périodes d’échappement anticipé et de compression qui se produiraient avec cette marche, on ne réaliserait pas un rendement plus économique, au contraire. Ou bien encore, on pourrait aussi diminuer la pression de la vapeur à l’introduction, en étranglant l’ouverture du régulateur, mais on aurait encore une autre perte par le laminage, et celle due à la compression serait aussi très forte.
  - Dans les machines compound, au contraire, on peut obtenir une plus grande détente que dans les machines ordinaires, tout en faisant usage d’admissions élevées ; les compound présentent encore d’autres avantages que nous énumérerons plus loin, aussi s’en construit-il un grand nombre, et actuellement il y en a dans le monde entier 4 à 5000, environ, en service. La Suisse, seule, possède 100 locomotives compound, soit
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 249
  - 10 °/o de son matériel, la France, une même quantité en dehors de celles — très nombreuses — que possèdent les chemins de Lyon et du Nord ; et les chemins de l’Etat prussien environ 8 à 900.
  - Les locomotives compound peuvent être à 2, à 3 ou à 4 cylindres.
  - Dans les machines à 2 cylindres, la vapeur de la chaudière est introduite en premier lieu dans le petit cylindre, où elle agit sur le piston : à pleine pression d’abord, puis ensuite par détente; en s’échappant, elle se rend dans un réservoir intermédiaire, d’où elle pénètre dans le grand cylindre. Elle agit également sur le piston de ce dernier à pleine pression (cette pression étant sensiblement celle qui existait dans le réservoir intermédiaire) puis par détente, et s’échappe enfin dans la cheminée. Il n’y a donc ainsi dans ces machines que deux coups d’échappement par tour de roues, ceux du cylindre de détente.
  - Le petit cylindre (1) est appelé cylindre admetleur ou à haute pression, et le grand cylindre, cylindre détenteur ou à basse pression.
  - Lorsque la machine ne comprend que deux cylindres, on conçoit que le piston du cylindre admetteur peut, lors des arrêts, ne pas se trouver dans une position qui assure le démarrage ; il faut donc pouvoir alors envoyer la vapeur de la chaudière directement dans le grand cylindre, ou dans le réservoir intermédiaire.
  - Le système Mallet (2) comprend à cet effet (Fig 119. et 120)
  - (1) Ce cylindre admetteur a parfois lui-même, dans les machines à deux cylindres, un diamètre très grand. Il est ainsi de 0m,53 dans les compound à marchandises de la G1” de l’Est.
  - (2) Une disposition dénommée à expansion continue a été appliquée, dès 1850, à des locomotives anglaises, mais elle différait notablement de la disposition compound actuelle, qui est due à M. Anatole Mallet, ‘•ngénieur français : les deux cylindres, notamment, échappaient la vapeur dans l’atmosphère.
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  - une boîte placée sur le côté gauche de la boîte à fumée et à la. quelle se rattachent : le tuyau d’échappement du petit cylindre, le tuyau d’échappement du môme cylindre à la cheminée lors de la marche directe, et le tuyau se rendant au grand cylindre, et qui forme le réservoir intermédiaire.
  - Fig. 119 et 120. — Locomotive compound système Mallet.
  - Dans cette boîte, se trouvent deux clapets C,c, clavetés sur la même tige et qui servent à établir : soit la communication du petit cylindre avec le réservoir intermédiaire (c’est la disposition représentée par la Fig. 120 pour la marche en compound), soit la communication du môme petit cylindre avec la cheminée, pour la marche directe.
  - La manœuvre de ces clapets se fait au moyen d’un régulateur auxiliaire ou d’un robinet a, (Fig. 121, 122) dont la tringle de commande est à la main du mécanicien.
  - Ce robinet envoie de la vapeur prise à la chaudière, et détendue à une pression inférieure à 5 kg, dans le réservoir intermédiaire. Cette vapeur vient aussitôt presser le grand clapet C, qu’elle ferme ; le petit clapet c s’ouvre en même
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 251
  - temps, le petit cylindre échappe ainsi dans l’atmosphère, et la machine fonctionne comme une machine ordinaire.
  - Pour établir la marche en compound, on ferme le robinet a; la vapeur de la chaudière n’arrive plus au réservoir intermédiaire, et par conséquent le clapet C n’est plus pressé du côté de ce réservoir. Comme il continue à l’être, au contraire, sur son autre face par la vapeur d’échappement du petit cylindre, cette vapeur fait ouvrir le grand clapet, fermer le petit, ce qui établit ainsi la marche normale.
  - Fig. 121. et 122. — Appareils de manœuvre des locomotives compound à deux cylindres système Mallet.
  - Une disposition supplémentaire indiquée Fig. 121 empêche, par l’arrivée d’une petite quantité de vapeur derrière le piston p, (Fig. 120) qui communique avec le robinet a par le tuyau m, les clapets de battre sur leur siège dans la marche en compound.
  - Lorsqu’on veut établir la marche directe, cette vapeur s’échappe par le canal n (Fig. 122), et le clapet C peut ains] s’appliquer sur son siège.
  - Pour les démarrages, on laisse le régulateur auxiliaire ouvert autant de temps qu’on le désire pour réaliser une mise en route plus prompte, et on peut opérer de même lorsqu’on veut
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  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - obtenir un travail plus grand de la locomotive, en cas de surcharge dans une rampe prononcée, par exemple.
  - Pour que l’effort exercé sur le grand piston ne soit pas, dans ce cas, sensiblement supérieur à celui qui est produit sur le petit, les orifices du tiroir ou du robinet auxiliaire ont une faible section, afin de laminer la vapeur de la chaudière et de diminuer sa pression — et de plus une soupape chargée à une pression variant, suivant les machines, de 4 à G kg, et placée sur le réservoir intermédiaire, limite à ce chiffre la pression dans ce réservoir.
  - Le dispositif que nous venons de décrire est appliqué à la machine mixte n° 3 510 des chemins de fer de l’Etat représentée Fig. 7.
  - Dans cette machine, afin de rendre sensiblement égaux les efforts exercés sur les deux pistons pour tous les degrés d’admission, on augmente la durée de l’introduction dans le grand cylindre en faisant attaquer la coulisse par des leviers à action différentielle.
  - L’admission dans les deux cylindres est alors réglée de la façon suivante :
  - Crans de marche Admission au petit cylindre Admission au grand cylindre
  - 0 0 0
  - 3 30 (minimum) 50 (minimum)
  - 4 40 55
  - 5 50 60
  - 6 60 65
  - 7 70 70
  - Les deux distributions sont liées, et il n’y a par conséquent qu’un seul changement de marche.
  - Le diamètre des cylindres de la machine 3 310 est de 0,42 pour le cylindre d’admission et de 0,60 pour celui de détente.
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  - Leurs volumes respectifs sont ainsi — la course commune des pistons étant de 0,60 — de 83 litres et 170 litres, c’est-à-dire que le grand cylindre a un volume un peu plus du double du petit.
  - Supposons que le mécanicien marche au 3e cran de la réglette, soit à une admission de 30 °/0 au petit cylindre, et que la pression à l’introduction dans ce cylindre soit de 10 kg.
  - A la fin de la course du piston, la pression de la vapeur — si l’espace nuisible a un volume de 8 % de celui du cylindre — sera de :
  - (30 + 8) X 10 100 h- 8
  - = 3ker,5 environ.
  - Le volume du réservoir intermédiaire doit toujours être au moins égal à celui du petit cylindre, afin qu’il puisse recevoir la vapeur de ce dernier. — Ici, il est un peu plus grand, la pression y sera donc un peu plus faible que dans le petit cylindre, lorsque le piston est à fond de course ; supposons-la de 3k 2
  - •J •
  - A son tour, le grand cylindre doit recevoir, pendant la pé~ riode d'admission, la vapeur qui s’est écoulée du petit cylindre, dans le réservoir intermédiaire. On voit ainsi que la période d’admission minimum dans le grand cylindre doit être telle que le volume engendré par son piston pendant l’admiSsion soit un peu plus grand que le volume du petit cylindre.
  - C’est bien ce qui a lieu ici, également.
  - A la fin de l’admission dans le grand cylindre, la pression sera un peu inférieure à 3k,2, mettons 3 kg ; si l’espace
  - nuisible est aussi les du volume du cylindre, on voit que
  - lorsque le piston sera à fond de course, la pression de la vapeur ne sera plus que :
  - (5°i~j^r^ -3 = lkgr,600 environ.
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- - 254 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Reprenons maintenant chaque cylindre séparément pour mettre en regard les pressions et les températures de la vapeur à l'admission et à l'échappement.
  - Dans le petit cylindre, la pression à l’admission étant de 10 kg, la température correspondante est de 183° ; à l’échappement, la pression est de 3k,500 et la température de 147° (voir tableau n° 2 de la fin du traité).
  - La différence des pressions et des températures sur les deux faces du piston et du tiroir est ainsi de :
  - 10 — 3.5 = Gk,u et 183 — 147 = 30°
  - De môme, pour le cylindre de détente, la pression à l’admission est de 3 kg, correspondant à une température de 143°, et la pression à l’échappement de 0k,200 (un peu supérieure seulement à la pression atmosphérique, à cause de l’échappement anticipé, et non de lk,600 comme nous l’avons trouvé en supposant la détente poussée jusqu’à la fin de la course du piston) correspondant à une température de 103°.
  - Les différences de pression et de température sur les 2 faces du piston et du tiroir seront donc de :
  - 3 — 0,2 == 2k,8 et 143 — 103 — 38°.
  - Or, dans une locomotive ordinaire marchant à la pression de 10 kg, les différences de pression et de température dans chaque cylindre sur les deux faces des pistons atteignent :
  - 10 — 0,2 = 9k,800 et 183 — 105 — 78°.
  - Ces différences sont donc bien plus grandes que dans le eompound.
  - Par suite, dans les machines eompound :
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  - Ie La vapeur à son entrée clans les cylindres se trouve en contact avec des parois moins refroidies pendant la délente que dans les locomotives ordinaires ; les condensations à l’admission sont ainsi moindres ;
  - 2° Les tiroirs sont appuyés sur leur table par une pression moindre également, le frottement et l’usure sont ainsi diminués.
  - 3° Le travail sur chaque piston, au lieu de varier dans la
  - i n ' j /Il kilos admissions . ,
  - proportion de 9 11 1 ( |t>2 échappemenl ) »<= varie plus que
  - 11
  - dans celle de = 2, 4, environ pour le petit cylindre, et de
  - 4
  - =3,3 pour le grand. L’ellort moteur sera ainsi plus ré-
  - gulier, la machine fatiguera moins et les fuites par les segments et les tiroirs seront aussi plus faibles.
  - Enfin la détente de la vapeur est augmentée, et par suite son travail, sans qu’on produise de laminage à l’introduction, — puisque les périodes d’admission minima sont de 30 % pour le petit cylindre et de 50 °/0 pour le grand, — ni qu’on crée une compression trop forte, comme dans les locomotives ordinaires, lorsqu’on veut obtenir une môme détente finale.
  - Locomotives compound à 2 cylindres. — Parmi les locomotives compound employées sur les divers réseaux de chemins de fer, celles à 2 cylindres sont de beaucoup les plus nombreuses, sauf en France, cependant, où les chemins de fer de l’Etat et la Cic de l’Est sont seuls à en faire usage.
  - Locomotives compound à 3 cylindres. — Les Cks du Nord et de l’Ouest possèdent chacune une machine compound à 3 cylindres.
  - Celle de la Cie du Nord est une machine mixte à 6 roues couplées et deux roues porteuses à l’avant ; la vapeur de la chaudière est admise dans un cylindre de 0,46 de diamètre, placé dans l’axe longitudinal, et à la sortie de ce dernier elle
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- - 256 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - se rend dans les 2 autres cylindres, qui ont 0,50 de diamètre, et sont placés extérieurement aux roues.
  - Les ti'ois cylindres commandent le môme essieu.
  - La compound de l’Ouest est une machine de vitesse, à 2 essieux couplés, construite en Angleterre sur les plans de M. YVebb, qui a appliqué cette même disposition à un grand nombre de machines d’express de la Cie « London and North AVestern », dont il est l’ingénieur en chef.
  - La vapeur de la chaudière se rend dans 2 cylindres extérieurs, dont les pistons commandent la deuxième paire de roues motrices ; au sortir de ces cylindres, elle s’échappe dans le réservoir intermédiaire, puis pénètre dans un troisième cylindre, d’un volume double du volume total des deux autres, et dont le piston attaque la paire de roues motrices avant.
  - Cette disposition permet de profiter de l’adhérence des quatre roues motrices sans recourir à l’intermédiaire des bielles d’accouplement ; mais elle rend le démarrage lent et pénible, par suite du patinage de l’essieu d’arrière. En France, la Cie du Nord, qui avait aussi rendu les essieux moteurs de sa Ie compound à grande vitesse indépendants, les a accouplés de nouveau dans les machines semblables qu’elle a construites dans la suite.
  - Dans la machine Webb, les mécanismes de distribution des cylindres d’admission et de détente sont indépendants ; c’est ce que l’on fait aussi actuellement sur les réseaux du Nord et de P.-L.-M. On peut ainsi, pour une môme admission dans les cylindres à haute pression, faire varier celle du ou des cylindres de détente, et le mécanicien détermine de la sorte expérimentalement l’admission aux cylindres de détente qui lui donne le meilleur résultat.
  - Lorsqu’on veut obtenir des vitesses élevées, il faut augmenter l’admission dans les cylindres de détente, parce qu’on diminue ainsi la contrepression et la compression dans les cylindres d’admission, et on sait que la machine devient alors plus libre.
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  - M. Webb donne 15 % pour l’économie réalisée par ses machines sur les locomotives ordinaires faisant le môme service. La Cie de l’Ouest évalue cette économie à 10 °/0, mais elle serait compensée par l’augmentation des frais de réparation et de graissage.
  - Locomotives compound à 4 cylindres. — Les machines compound à 4 cylindres ont été employées par la Cie du Nord, d’abord, puis par la Cie P.-L.-M ; toutes les deux en ont aujourd’hui un très grand nombre en service. Les Cics du Midi, de l’Est et de l’Ouest et les chemins de fer de l’Etat possèdent de leur coté quelques machines à grande vitesse du type de la C'° du Nord.
  - Une première machine à voyageurs à 6 roues, dont 4 roues motrices de 2m,04 de diamètre, non accouplées, et portant le n° 701, a été construite en 1886 pour la Ciedu Nord parla Société Alsacienne de constructions mécaniques, et sur ses plans.
  - Les cylindres admetteurs de 0,33 de diamètre, y sont intérieurs et placés au-dessus de l’essieu d'avant : ils actionnent le premier essieu moteur ; les cylindres détenteurs ont 0,46 de diamètre et commandent l’essieu arrière, qni est disposé sous le foyer ; ils sont extérieurs aux longerons et placés entre l’essieu avant et le premier essieu moteur. Les distributions des cylindres d’admission et de détente peuvent être manœuvrées ensemble ou séparément, à la volonté du mécanicien, qui détermine ainsi lui-même la marche la plus favorable.
  - Pour faciliter les démarrages, le mécanicien peut envoyer directement dans le réservoir intermédiaire de la vapeur prise à la chaudière, par un robinet spécial et un tuyau de faible diamètre qui réduisent ainsi sa pression.
  - Dès sa mise en service, cette machine a réalisé sur l’ensemble de 3 autres machines semblables, mais non compound comprises dans le même roulement, une économie de 20 °/0, — et de 9 % par rapport à la plus économique de ces 3 autres machines, sans nécessiter plus de réparations.
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- - 258
  - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - A la suite de ces résultats, la Cie du Nord a fait construire deux autres machines compound à grande vitesse nos 2 121 et 2 122, à 4 cylindres également, qui ont été mises en service en 1892, et dont on a augmenté la puissance. (Voir fig. G).
  - On s’est aussi attaché à faire disparaître, dans ces nouvelles machines, les défauts suivants que la pratique avait fait reconnaître dans la machine 701 : chauffage des boîtes d’arrière, patinages fréquents, et démarrages pénibles.
  - Pour cela, on a placé l’essieu arrière derrière le foyer, puis on a accouplé les essieux moteurs et établi un appareil de démarrage permettant au mécanicien d’envoyer de la vapeur prise directement à la chaudière et détendue ensuite à G kg dans les cylindres de détente, —en rejetant en même temps dans la cheminée la vapeur des cylindres d’admission.
  - On a enfin modifié la disposition des cylindres, en plaçant ceux d’admission à l'extérieur et les cylindres de détente à l’intérieur.
  - L’appareil de mise en marche permet de réaliser, en plus de la marche en compound et de celle avec admission directe de vapeur dans les 4 cylindres employée pour les démarrages, la marche avec les 2 cylindres d’admission seuls en cas d’avarie aux cylindres de détente, ou bien avec ces derniers seuls en cas d’avarie aux cylindres d’admission.
  - Comme dans la machine 701, un seul volant permet de manœuvrer les deux changements à la fois ou séparément ; dans les rampes, l’admission aux petits cylindres est naturellement élevée : elle atteint jusqu’à 45 et 50 % ; l’admission qui convient le mieux aux cylindres de délente est alors de 55 °/0 environ. Dans les pentes de 3 à 5 millimètres, le travail demandé à la machine reste sensiblement le même, car il faut marcher plus vite que dans les rampes ; l’admission aux petits cylindres diminue alors jusqu’à 35 % ; l’admission aux grands cylindres reste fixée à 55 % environ afin de favoriser le rou-ement de la machine.
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- - MANUEL DÜ MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 259
  - Le travail total se répartit avec cette marche à peu près également entre les 2 groupes; les bielles d’accouplement ne travaillent ainsi que très peu et les pièces du mécanisme fatiguent et s’usent moins aussi qu’avec des travaux inégaux.
  - On conçoit que cette fatigue est également bien moins considérable que dans les machines à 2 cylindres, et que le travail est plus régulier dans les compound à 4 cylindres que dans ces dernières.
  - Les cylindres d’admission de ces machines ont un diamètre de 340 millimètres et ceux de détente de 530 millimètres ; la course des pistons est la môme : 600 millimètres ; le rapport des volumes des cylindres est ainsi de 2,42. Quant au réservoir intermédiaire, il a une capacité égale à 1 fois 36 le volume des 2 petits cylindres réunis.
  - Ces machines sont timbrées à 14 kg. Avec les lourdes charges qu’elles remorquent, elles dépensent seulement par
  - kilomètre un peu plus de 9 kg de charbon composé de j= de
  - briquettes, ^ de toul-venan t gras et ï de fines maigres et grasses,
  - — soit 14. 45 °/o de moins que les autres locomotives à grande vitesse faisant le môme service.
  - La dépense d’eau (et par conséquent aussi celle du charbon consommé en cours de route) est inférieure de 23, 38 °/0 à celles des machines non compound.
  - Quant à la stabilité de ces locomotives, elle est remarquable, môme aux plus grandes vitesses, — résultat dû aussi en partie au bogie dont elles sont munies.
  - La Cie du Nord reçoit actuellement un lot de machines semblables, mais plus puissantes encore et munies d’un tender d’une capacité de 20 mètres cubes (ceux des machines 2121 et 2122 contiennent 15 mètres cubes d’eau).
  - Toutes ces machines sont pourvues du bogie dont nous avons donné le dessin (Fig. 20). Quant aux vitesses qu’elles réalisent
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  - et aux charges qu’elles remorquent en service courant, nous les avons également indiquées page 9.
  - Locomotives Woolf. — La Cie du Nord possède aussi une vingtaine de locomotives h 8 roues couplées, à double expansion et à 4 cylindres. Elles sont du système Woolf, et non du système compound ; la différence entre ces deux systèmes réside dans ce que, avec la disposition Woolf, la vapeur, au sortir des petits cylindres, se rend immédiatement dans les cylindres à base pression, sans séjourner dans aucun réservoir intermédiaire ; dès lors, les deux manivelles motrices doivent y être calées à l’opposé l’une de l'autre ou se confondre. — Dans les différentes dispositions compound, la vapeur, à la sortie des cylindres à haute pression, se rend, au contraire, dans un réservoir intermédiaire, d’où elle est distribuée à volonté dans les grands cylindres ; on peut ainsi caler les manivelles de plusieurs façons : soit à 90°, dans le cas de deux cylindres, actionnant le même essieu comme dans les machines ordinaires, soit à 90 et 135° (Fig. 124) ou bien à 120° (Fig. 125), dans le cas de trois cylindres actionnant le même essieu ou deux essieux différents.
  - Fig. 123. — Calage des manivelles à 90°.
  - Fig. 124. — Calage des manivelles à 90° et 135°.
  - 125. — Calage des manivelles à 120°.
  - Dans la machine Woolf du Nord, la même manivelle serrant pour les deux cylindres d’un même côté, ces deux cylin-
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE PER 261
  - dres sont placés en tandem., c’est-à-dire bout à bout ; les grands pistons y ont deux tiges, qui viennent s’atteler à la même crosse que la tige des petits pistons ; le reste du mouvement y est simple, par conséquent, et cette machine joint ainsi à l’avantage de la double expansion la simplicité d’un seul mécanisme.
  - Le rapport des volumes des cylindres à basse et à haute pression est de 3.
  - La distribution, pour chaque côté de la machine, se fait à l’aide d’un seul tiroir équilibré (voir Fig. 95) ; une prise de vapeur spéciale permet d’envoyer directement la vapeur de la chaudière à une pression réduite dans les grands cylindres, mais elle ne sert que pour les démarrages au cas d’arrêt en pleine rampe.
  - Cette locomotive réalise, sur d’autres machines semblables mais non compound, une économie de 13 % ; dans les manœuvres de gare et dans les démarrages, la vapeur admise à 10 kg dans les cylindres à haute pression, s’échappe à lkg,300 seulement dans l’atmosphère, tandis que dans les machines à 8 roues couplées ordinaires du même réseau, cette vapeur s’échappe ayant encore une tension de 7 kg. Cette différence diminue en même temps qu’on diminue aussi l’admission, mais elle est encore élevée aux crans habituels de marche.
  - Locomotives Compound du chemin de fer de Lyon. — La Cic P.-L.-M. possède un grand nombre de machines compound à 4, 6 et 8 roues couplées, timbrées toutes à 15 kg. Celles à 4 roues couplées, modifiées à différentes reprises, sont elles-mêmes de 3 types : 1889, 1892, et 1894.
  - Dans ce dernier type, les cylindres à haute pression, de 340 millimètres de diamètre, sont extérieurs aux longerons, comme aux compound du Nord ; les cylindres à basse pression ont 450 millimètres de diamètre, la course commune des 4 pistons est de 620 millimètres. Le volume des cylindres d’admis-
  - Vô
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- - 262
  - MANUEL DTT MÉCANICIEN DE CHEMIN DE PER
  - sion est ainsi de 56 litres et celui des cylindres de détente de 112 litres, le rapport de ces derniers aux premiers est par conséquent de 2,53. Le volume du réservoir intermédiaire a une capacité de 250 litres, soit 2 fois,3 celui des 2 cylindres à haute pression réunis.
  - Les manivelles de chacun des essieux sont calées à 90° entre elles; celles des cylindres de détente sont en avance de 135° sur colles des cylindres d’admission (Fig. 126).
  - Dans toutes ces
  - \
  - machines, le chan-gement démarché, qui est à contre-
  - l 1
  - j poids de vapeur,
  - s’effectuait d’abord
  - au moyen d’un
  - seul mécanisme, Fig. 126. — Calage des manivelles dans les ma- . , . .
  - chines compound des chemins du Nord et de ffui commandai es
  - Lyon. quatre distribu-
  - tions; pour chaque
  - cran d’admission, il existait entre elles un rapport déterminé, qu’il n’était pas possible au mécanicien de changer. Ce rapport était choisi pour que le travail fût sensiblement le même dans les cylindres d’admission et dans ceux de détente, pour les différents crans de marche —, la période d’admission ne pouvant descendre dans ces derniers au dessous de 40 °/0 de la course.
  - Mais à la suite d’expériences entreprises à la fin de 1895, et dans lesquelles on avait rendu les changements de marche indépendants, il a été reconnu que lorsqu’on demande aux machines tout le travail qu’elles peuvent produire, il convient de régler la distribution pour que l’admission aux grands cylin-
  - 70
  - dres reste constante et égale aux de la course. On a donc modifié en conséquence tous les changements de marche de ces machines, en rendant ceux des cylindres d’admission indépendants de ceux des cylindres de détente.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 2(33
  - La distribution Sans excentrique des cylindres de détente a été aussi remplacée dans les types 1892 et 1894 par une distribution de Gooch ; pour les cylindres d’admission on a conservé la distribution Walschaërts.
  - Les longerons de toutes ces locomotives sont en acier ; dans le type de 1889, leur épaisseur est de 25 millimètres. Dans le type de 1892, on a réduit cette épaisseur à 20 millimètres, mais il en est résulté des déformations qui ont donné lieu à des chauffages ; aussi est-on revenu à l’épaisseur de 25 millimètres pour les machines type 1894.
  - Enfin ces dernières machines sont toutes à bogie, et on a muni la boîte à fumée, l’abri et la cheminée de surfaces inclinées à 45° pour diminuer la résistance de l’air.
  - A vide, ces machines pèsent 47 480 kg, et en charge 50 600 ; le poids porté par les essieux couplés est de :
  - 15940 X 2 = 31880 kg.
  - Changement de marche à vapeur. — La pression sur les tiroirs à coquille ordinaires atteint, par suite de l’élévation constante du timbre des chaudières et des dimensions des cylindres, une valeur très grande qui rend la manœuvre du changement de marche lente, et pénible pour le mécanicien. Pour éviter cette fatigue et rendre la manœuvre plus prompte, on commence à remplacer les changements de marche à vis en usage, par des appareils fonctionnant à l’aide de vapeur de la chaudière, ou bien à l’air comprimé. Cinq ou six locomotives figurant à l’Exposition de 1889 possédaient le premier de ces dispositifs.
  - La machine express à bogie qui était exposée par la Cie de l’Ouest est munie d’un changement de marche à vapeur avec verrouillage automatique obtenu h l’aide d’un piston se déplaçant dans un cylindre plein d’eau et de glycérine.
  - Pour obtenir le changement de marche ou le degré de dé-
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- - 264 MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - tente désiré, il suffit au mécanicien de mettre la manette D au cran correspondant d’un secteur denté. Ce mouvement produit le déplacement du tiroir de distribution A du cylindre à vapeur et l’ouverture du robinet R qui met en communication entre elles les deux extrémités du cylindre de verrouillage. La vapeur arrive alors dans le cylindre B et agit sur le piston, qui se meut immédiatement en produisant le changement de marche ou la détente désirée. Le petit piston du cylindre B qui a la même tige que celui du cylindre à eau C entraîne en même temps ce dernier piston, qui refoule l’eau devant lui et la fait passer par le robinet R dans l’autre partie du cylindre.
  - "Points fixes derotauon
  - Fig. 127. — Indication de la manœuvre dans l’appareil de changement de marche à vapeur de la Compagnie de l’Ouest.
  - Lorsque le déplacement du piston B est égal à celui de la manette, le mouvement de ce piston fait fermer le tiroir de distribution et le robinet du cylindre à eau en produisant ainsi le verrouillage.
  - Changement de marche à vapeur système Stirling.
  - — L'appareil de changement de marche à vapeur système Stirling était monté sur une machine anglaise et sur une machine belge.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 265
  - Cet appareil est composé de deux cylindres verticaux (Fig. 128), dont les pistons sont montés sur une même tige. Le piston du cylindre supérieur, à l’aide d’un tiroir T qui permet d’introduire la vapeur de la chaudière sur l’une ou l’autre de ses faces, est destiné à donner le mouvement à l’arbre de relevage de la locomotive par l’intermédiaire de sa tige A, d’une bielle B et d’un levier C. Il entraîne dans son mouvement le deuxième piston, qui se meut dans un cylindre rempli d’eau ou d’huile et qui sert pour le verrouillage. Les deux extrémités de ce cylindre peuvent être mis en communication l’une avec l’autre à l’aide d’un robinet r, qui s’ouvre ou se ferme en même temps que le robinet R, qui donne passage à la vapeur de la chaudière se rendant dans la boîte du tiroir.
  - Lorsque le mécanicien a obtenu le changement de marche ou la modification de dét nte qu’il désire, il met le tiroir d’introduction T au milieu de sa course, ce qui donne évacua-tion à la vapeur contenue dans la Kig. '128. _ changement de boite ; en même temps le robinet v marche à vapeur système se ferme, produisant ainsi le ver- Sterling, rouillage.
  - Changement de marche à contre-poids de vapeur.
  - — Enfin un grand nombre de locomotives du chemin de Lyon sont munies d’un appareil dans lequel la vapeur agit pour
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- - 266 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - équilibrer les résistances à la manœuvre du tiroir, pendant que le mécanicien actionne à bras, comme d’habitude, la vis du changement de marche.
  - MECANISME MOTEUR
  - Cylindres. — Les cylindres se font en fonte dure, et on donne à leurs parois une épaisseur de 30 millimètres environ ; cette épaisseur, beaucoup supérieure à celle qu;il leur serait nécessaire d’avoir au point de vue seul de leur résistance, permet de leur faire subir plusieurs alésages à la suite d’ovalisations successives ou de grippages importants.
  - Les cylindres peuvent être intérieurs ou extérieurs aux longerons. Dans le premier cas-, leurs axes étant très rapprochés l’un de l’autre, les déplacements de la locomotive, connus sous les noms de lacet et de recul, et produits par l’action de la vapeur agissant alternativement sur chaque côté des pistons et aussi par l’effet des bielles et crosses se déplaçant parallèlement à l’axe longitudinal, sont très faibles et n’occasionnent pas de fatigue à la voie comme les cylindres extérieurs. Mais la visite et le graissage du mécanisme, ainsi que les réparations, se font avec moins de facilité et de rapidité que dans le cas de cylindres extérieurs.
  - On doit, de plus, avec les cylindres intérieurs, employer des essieux coudés, dont la fabrication est un peu plus difficile que celle des essieux droits, et qui fournissent généralement des parcours moins élevés ; ces essieux obligent aussi à surélever la chaudière, ce qui rend l’ensemble plus sujet aux déplacements transversaux. Toutefois, on attache peu d’importance aujourd’hui à ce dernier point.
  - Avec des cylindres extérieurs situés à l’avant de la machine et en porte-à-faux, les perturbations dans la marche devien-
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  - nent, au contraire, maximum, et dans le cas d’une très grande vitesse et d’une voie défectueuse, ces mouvements peuvent produire des déplacements sensibles — et môme dangereux — de la voie.
  - Le graissage, la visite et l’entretien du mécanisme se font, en retour, avec beaucoup de facilité ; il en est de même de la construction des essieux droits qu’on emploie alors. Enfin, la chaudière peut être un peu plus abaissée que dans le cas de cylindres intérieurs.
  - La machine Crampton, par la position de ses cylindres placés extérieurement et assez près du centre de gravité, et par la facilité qu’elle présente d’abaisser plus encore la chaudière que dans le cas précédent, réalise la plupart des avantages des systèmes ci-dessus sans offrir leurs inconvénients, aussi est-elle tout à fait propre à réaliser de grandes vitesses.
  - En augmentant la charge sur l’essieu moteur, la Cie de l’Est a pu faire remorquer à ce type de machine des trains de 120 tonnes et plus à des vitesses très élevées. — Nous avons vu aussi que dans la construction de ses dernières locomotives mixtes à chaudière Flaman et à deux essieux accouplés, elle a conservé la position des cylindres vers le milieu du châssis, ne s’écartant ainsi du type Crampton que par une élévation plus grande de la chaudière au-dessus des rails.
  - Les machines à cylindres intérieurs et à bogie conviennent particulièrement aussi pour la remorque des trains express lourds.
  - Pistons. — Les pistons sont tous maintenant du genre dit suédois ; ils sont formés d’un disque en tôle emboutie ou en acier fondu (Fig. 28), ou de deux plateaux en fer forgé soudés par leurs bords (Fig. 88). Le diamètre des pistons est inférieur de 2 à 4 millimètres à celui des cylindres ; sur leur pourtour sont creusées deux rainures circulaires dans lesquelles viennent se loger des bagues, ou segments, d’une épaisseur de 12 à lo millimètres. Parleur élasticité, ces segments font, joint avec
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- - 268 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - les parois du cylindre et empêchent les fuites de vapeur de se produire d’un coté à l’autre du piston.
  - Lorsque ces segments sont ajustés à froid dans le cylindre, il doit exister entre leurs coupures une distance de 3 à 4 millimètres, suivant le diamètre du cylindre ; quand la vapeur pénètre dans les cylindres, les segments se dilatent dans le sens de leur longueur, et leurs bords viennent presque à se toucher.
  - Aux locomotives 101 à 103 de la Cic d’Orléans, il y a des ressorts placés sous les segments dans le but de les faire appliquer complètement contre les parois du cylindre, lors môme qu’ils ont une certaine usure.
  - Les tiges des pistons sont en fer ou en acier, l’extrémité qui s’engage dans le piston est généralement filetée et un peu conique (Fig. 88). Pour la visser, on chauffe le corps du piston, le taraudage se dilate, on emmanche alors la tige à force ; en se refroidissant, le piston serre fortement la tige et fait pour ainsi dire corps avec elle ; on rive enfin l’extrémité de celle-ci sur le plateau.
  - Parfois aussi, dans les pistons d’un petit diamètre notamment, la tige vient de forge ou de coulée avec le disque du piston (Fig. 95).
  - Lorsque les pistons sont lourds, ils ont quelquefois une contre-tige ; ils sont ainsi mieux guidés et ne tendent pas à user le bas des cylindres par leur poids.
  - Garnitures des tiges de pistons et de tiroirs. — Presque toutes les Cios de chemins de fer emploient aujourd’hui, pour les tiges de pistons, la garniture métallique système Buterne qui, avec un bon graissage, et lorsqu’on a le soin de maintenir constamment les patins de crosse sans aucun jeu, tant latéral que vertical, dans les glissières, se conserve très longtemps étanche.
  - Telle qu’elle est employée aux chemins de fer de l’Etat, (lettre g Fig. 109 et HO), la garniture Duterne offre l’inconvé-
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 26 9
  - nient d’obliger à démonter le presse garniture, et ensuite à refaire le joint sur la boîte, lorsqu’on veut lui donner du serrage. Ce serrage est lui-même difficile à régler, notamment lorsqu’on met une garniture neuve en place; trop serrée, la garniture occasionne en effet un frottement considérable, qui va même parfois jusqu’à rendre le démarrage de la machine difficile, à la sortie du dépôt ; insuffisamment appliquée contre la tige, elle donne d’un autre côtéjieu à des fuites de vapeur importantes.
  - La Cie d’Orléans fait usage de 1a. garniture Pile (Fig. 129) qui se compose d’un certain nombre de bagues coniques et cylindriques en antifriction, ayant intérieurement le diamètre de la tige, et extérieurement la forme de la boîte à garniture.
  - Pour que cette garniture soit étanche dès sa mise en service, il faut que la tige soit bien cylindrée, et surtout que les extrémités qui ne frottent pas ne soient pas à un diamètre supé- Fi*- 129. — Garniture Pile, rieur à celui du milieu de
  - la tige. Le rechargement se fait toujours avec des bagues cylindriques.
  - La Compagnie d’Orléans emploie beaucoup aussi les garnitures métalliques, tubulaires, système Chastagnol.
  - La garniture Duval, très employée dans les machines fixes et de la marine, commence à l’être aussi sur les locomotives.
  - Elle est formée de fils de laiton blanchi, très minces, tressés suivant une forme carrée (Fig. 130). On loge dans la boîte à garnitures 4 à 6 tresses semblables, coupées à la longueur voulue pour former des anneaux se joignant parfaitement aux extrémités; on doit avoir soin de contrarier les joints, et de ne serrer les écrous du presse garniture qu’à la main.
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- - 270 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Par l’action de la chaleur, les tresses se dilatent, et elles font joint naturellement.
  - Cette garniture n’use pas les tiges et elle peut être rechargée
  - facilement. C’est la plus parfaite que nous ayons rencontrée.
  - Glissières. — Les g lissier sont généralement au nom lire de deux par cylindre ; cependant un certain de nombre de machines n’en possèdent qu’une, elle est naturellement alors enveloppée par les deux patins. Cettè dernière disposition est plus simple,elle
  - Fig. 130. — Garniture Duval. dégage la machine, et le rattrapage du jeu se fait aussi plus facilement. On fait aujourd’hui les glissières très fortes, afin qu’elles ne se déforment pas sous l’action des patins, pressés contre la glissière supérieure dans la marche avant, et contre la glissière inférieure dans la marche arrière, par la vapeur agissant sur les pistons. Les glissières sont toujours en acier.
  - Les pa/ms de crosses sont généralement garnis de métal blanc, — et quelquefois de semelles en bronze, — pour diminuer le frottement; on a reconnu, aux chemins de fer de l’Etat, qu’avec le premier procédé les glissières prenaient un plus beau poli qu’avec le bronze et que l’usure était moindre.
  - 11 ne faut pas laisser prendre aux patins un jeu de plus d’un demi-millimètre ; sans cela les garnitures des tiges s’ovalisent et donnent lieu h des fuites de vapeur.
  - Bielles. — Les bielles se font en fer ou en acier, on les évide quelque-fois pour en diminuer le poids. Les coussinets sont presque toujours en bronze (ordinaire ou posphuré), et,
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FFR
  - 271
  - sur quelques chemins, celui de l’Est notamment, en fer ou en acier garni d'antifriction.
  - Dans la plupart des locomotives anglaises, les coussinets à clavette des bielles d’accouplement sont remplacés par de sim-
  - 1
  - ples bagues, tournées à un diamètre un peu supérieur^ -- de
  - millimètre environ, à celui des tourillons : ces bagues donnent de très bons résultats, et elles sont aussi adoptées par les Cics du Nord et de l’Ouest.
  - Dans le cas d’une machine à trois ou quatre essieux accouplés, on ne pourrait pas faire conserver aux bielles d’accouplement une direction et une rigidité absolues sans risquer de les fausser dans les parcours en courbes — surtout lorsque les roues d’avant et d’arrière sont munies de boîtes à déplacement —, à moins de donner aux coussinets un jeu latéral considérable entre les collets des tourillons. On réunit alors les bielles d’accouplement entre elles à l’aide d’articulations sphériques qui leur permettent de prendre facilement des positions obliques l’une par rapport à l’autre ; on peut aussi réunir ces bielles par un ensemble de deux articulations cylindriques — espèce de joint à la Cardan, — disposition qui est appliquée à des machines à quatre essieux couplés de la Ci0 du Midi (1).
  - Les boutons de manivelles sont, comme les essieux, emmanchés à la presse hydraulique ; ils sont clavelés et rivés ensuite.
  - Les tourillons des bielles motrices peuvent être calés, dans les machines à cylindres intérieurs, dans le môme sens que les tourillons des bielles d’accouplement, ou à l’opposé de ces derniers. Dans le premier cas, il faut de plus forts contrepoids,
  - (1) L’idée d’accoupler les roues des locomotives dans le Lût d’augmenter leur adhérence a été appliquée dès 1804 par un ingénieur anglais, Richard Trêwitick, qui employait à cet usage des chaînes sans lin ; en 1815, le célèbre George Stëphenson remplaça ce dispositif par des bielles d’accouplement.
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- - 272 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - mais l’usure des bandages et des fusées est moindre qu’avec la deuxième disposition ; d’un autre coté, cette dernière diminue l’effort de torsion auquel est soumis l’essieu moteur et permet d’employer des contre-poids plus légers.
  - Dans les machines compound à 3 ou 4 cylindres ayant 2 essieux moteurs, on peut supprimer les bielles d’accouplement ; mais il a été reconnu qu’il était préférable de les conserver, les démarrages s’effectuant mieux ainsi.
  - Les tourillons des bielles motrices, dans le cas de deux cylindres, sont toujours calés à angle droit; si l’un des pistons se trouve ainsi à fond de course et ne peut, par conséquent, imprimer aucun mouvement à la machine, l’autre est, au contraire, au milieu de la sienne et développe le maximum de travail ; le démarrage se fait sûrement ainsi, et dans toutes les positions de la machine — pourvu toutefois que l’on puisse, avec le changement démarché, obtenir une course suffisante des tiroirs et un assez grand découvrement des lumières ; dans ce but, l’introduction de vapeur, dans la locomotive 101 P. 0. peut se faire pendant les huit dixièmes de la course des pistons : même avec les trains les plus lourds, le démarrage ne rate jamais ainsi. — Dans toutes les locomotives, la manivelle du cylindre de droite précède toujours celle du cylindre du côté gauche dans la marche en avant (Fig. 123, 126).
  - Dans le cas de trois cylindres, disposition qui n’est appliquée que lorsque ces cylindres travaillent en compound, deux d’entre eux sont extérieurs et le troisième intérieur ; les manivelles motrices peuvent alors produire l’entraînement du même essieu, ou de deux essieux différents, et elles peuvent aussi être calées soit à 120 degrés, (Fig. 125) soit cà 90 et 135° (Fig. 124), — les manivelles calées à 90° étant, dans ce dernier cas, celles qui se rapportent au même essieu.
  - Cette dernière disposition, qui est appliquée à la locomotive compound à 3 cylindres de la Cie du Nord, est préférable à la première parce que, dans le cas d’avarie au cylindre intérieur,
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 273
  - la machine se comporte comme une locomotive ordinaire à deux cylindres.
  - Enlin, lorsqu’on emploie quatre cylindres, — disposition qui, comme les précédentes, n’est appliquée actuellement qu’aux locomotives compound, —il y a généralement deux essieux moteurs. Les manivelles des grands cylindres, ou cylindres à Lasse pression, sont calées dans les locomotives compound du chemin de Lyon en avance de 135° — et dans les dernières compound du Midi, de 162° — sur celles des cylindres d’admission ; quant aux manivelles d’un même essieu, elles sont calées à 90° (Fig. 126) l’une par rapport à l’autre.
  - Enfin, avec la disposition Woolf\ appliquée à un certain nombre de machines à huit roues couplées de la Cie du Nord, les quatre pistons s’attèlent deux à deux sur la même crosse ; il n’y a, par conséquent, que deux manivelles motrices, et elles sont calées à angle droit comme dans les locomotives ordinaires (Fig. 123).
  - Stabilité des locomotives. — La stabilité des locomotives en marche tend à être diminuée par diverses causes, dont la principale est l’action de la vapeur sur les pistons.
  - Cette action, est transmise par la bielle et par la manivelle aux boîtes à graisse qui, appuyées alternativement de chaque côté des plaques de garde, impriment à la machine un mouvement de rotation autour d’un axe vertical ; on donne à ce mouvement le nom de lacet.
  - Quand la machine est en marche son centre de gravité se déplace ainsi suivant une sorte de sinusoïde, et les boudins des roues viennent porter tour à tour contre les rebords de chaque file de rails.
  - Dans la marche en avant, la vapeur, en agissant sur le piston, fait aussi appuyer la crosse contre la glissière supérieure ; comme cette dernière est reliée d’une façon rigide au châssis de la machine, les roues avant se trouvent ainsi déchargées à tour de rôle, ce qui a pour effet de surcharger les autres roues
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  - d’une même quantité. Plus la bielle motrice estcourte, plus la quantité dont se trouve déchargée chaque roue avant est grande ; cette quantité peut atteindre 1000 kg.
  - L’action des pièces tournantes et à mouvement alternatif tend aussi à produire tour à tour une surcharge des roues sur le rail, puis une décharge des mêmes roues, en môme temps qu’un mouvement de recul de la machine. On combat ces perturbations par l’application de contrepoids aux roues.
  - Enfin quand les cylindres sont inclinés, la vapeur en pressant alternativement chacun des fonds tend encore à soulever l’avant de la machine, puis à l’abaisser dans la course suivante du piston. La machine prend alors le mouvement comme sous le nom de galop. — Ce mouvement ne se manifeste plus dans les locomotives actuelles, dont les cylindres sont presque toujours horizontaux — ou ne sont que légèrement inclinés.
  - Les dénivellations de la voie causent également de très grandes perturbations dans la charge des roues de la machine.
  - Toutes ces causes, qui tendent à affecter la stabilité des locomotives, sont efficacement combattues par l’application de bogies à l’avant des machines, surtout lorsqu’ils peuvent prendre un déplacement latéral. Ils se plient mieux que les essieux rigides aux déformations de la voie, diminuent les oscillations du bâti sur les ressorts, et surtout atténuent et même suppriment les réactions que les machines font supporter à la voie par suite de leur mouvement de lacet.
  - Cette diminution de l’effet nuisible du mouvement de lacet est due en partie, avec le bogie, à ce qu’il oblige à reporter davantage vers l’arrière les essieux moteurs rigides. Un grand empattement de la machine —, la disposition compound à quatre cylindres ou bien celle à deux cylindres intérieurs —, et enfin un bon système d’attelage entre la machine et le ten-der sont aussi favorables à la stabilité des machines locomotives.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 275
  - TRAVAIL DE LA VAPEUR DANS LES CYLINDRES
  - On a vu que la vapeur agissait dans les cylindres à pleine pression, d’abord, puis ensuite par détente ; sur le diagramme (Fig. 131) le premier travail est représenté par l’aire du rectangle Aa30, et le second par la surface aeElO 3.
  - A C D d
  - k ni np 7
  - X
  - N
  - Fig. 131. — Diagramme théorique du travail de la vapeur.
  - Travail de la vapeur à pleine pression. — En arrivant dans les cylindres, la vapeur presse la face motrice du piston avec une force égale à sa surface S, exprimée en centimètres carrés, X par le nombre^, qui représente la tension absolue de la vapeur en kilogrammes, soit S X P- Le travail d’une force étant égal au produit de la pression qu’elle exerce, par le chemin parcouru par son point d’application, estimé suivant sa direction, le travail accompli par la vapeur dans le cylindre pendant le temps l que durera l’admission sera donc égala S X P X ^ ou S X l X P- Or, S X l représente le volume occupé par la vapeur à la fin de l’admission, donc le travail accompli par un volume de vapeur agissant en plein est égal au produit de ce volume par la pression absolue exprimée en kilogrammes.
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- - 276
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Dans le cas que nous considérons, l’admission a lieu pendant 3
  - les ^ de la course L, le travail en fonction de cette course es^
  - 31
  - donc égal à S X X P-
  - Travail de détente de la vapeur. — Dans le diagramme (Fig. 131), la ligne MN étant la ligne du vide absolu, les ordonnées A' K, Cm, Dn etc., représentent à l’échelle adoptée, la pression absolue delà vapeur sur le piston pour chacun des points considérés de la course.
  - Déterminons d’abord la valeur de l’ordonnée f'f', en supposant que la vapeur soit à une tension absolue de 10 kg (soit 9 kg elfectifs) à son arrivée dans le cylindre.
  - Cette ordonnée pourrait se mesurer sur le diagramme, mais on peut aussi obtenir sa valeur, c’est-à-dire la pression de la vapeur au point 4 de la course du piston, sans tracer ce diagramme, et par une simple règle de trois.
  - L’admission ayant lieu pendant les trois premiers dixièmes de la course du piston, lorsque celui-ci sera rendu au point 4, le volume occupé par la vapeur se sera accru dans la proportion de 4 à 3 (si l’on ne tient pas compte de l’espace nuisible), et sa pression, au contraire, aura diminué dans la proportion inverse, c’est-à-dire de 3 à 4 ; elle aura donc pour valeur
  - = 7ke,5 (pression absolue).
  - Au point 5 de la course du piston, la valeur de cette pres-
  - sion sera de
  - puis au point 6 :
  - 10 X 3
  - = S kilogrammes
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 277
  - au point 7, au point 8, au point 9, enfin au point 10,
  - 10 X 3
  - = 4kff,3
  - = 3V5
  - O
  - 10 x 3
  - = 3kg33
  - 10 X 3 10
  - = 3 kilogrammes.
  - La valeur moyenne, p", de la pi'ession absolue dans le cylindre pendant la détente, — ou les 7 derniers dixièmes de la course du piston, sera donc approximativement de
  - ^ii__7,5 -+- 6 —t- 5 -+- 4,3 —H 3, /5 -H 3,33 h- 3_ 32,88 ^
  - et le travail accompli pendant cette période :
  - 7L 10
  - Sx m X/
  - Travail de la vapeur agissant en plein d'abord puis par détente. — Pour avoir assez exactement la pression moyenne absolue pk de la vapeur pendant tout un coup de piston, il faut ajouter au chiffre 32, 88 représentant la somme de pressions aux 7 points 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 de la course correspondant à la détente, le chiffre 40, représentant la somme des mômes pressions aux 4 points 0, 1, 2, 3, correspondant à l’admission, — et diviser le résultat ainsi obtenu par 11, c’est-à-dire par le nombre de points considérés.
  - On obtient alors pour cette pression moyenne absolue
  - J?L
  - 32,88 + 40
  - H
  - 6ks,62.
  - 16
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- - 278 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 11 faut ensuite retrancher de ce chiffre la contre-pression moyenne absolue p\ exercée sur la face résistante du piston pendant la course considérée.
  - Celte contre-pression, lorsque le mécanicien laisse l’échappement complètement ouvert, ou desserré, est évaluée à lk,200.
  - La pression moyenne effective pm de la vapeur sur le piston pendant toute une course est alors égale d’une façon générale à pi —p\. et dans le cas particulier que nous avons considéré, à 6,62 — 1,20 = 5k,42.
  - Ce chiffre représente la pression effective à laquelle le piston devrait rester soumis pendant toute sa course pour accomplir le même travail qu’en subissant successivement : pendant l’admission, la pression constante p de la vapeur dans la boîte à tiroir, et pendant la détente, la press!on variable de la vapeur introduite pendant l’admission.
  - Le travail utile exercé sur le piston pendant la course considérée sera alors égal, d’une façon générale, à
  - v X Pm
  - et dans le cas particulier que nous considérons à
  - v X 5ks,42
  - On voit donc que le travail développé par la vapeur par coup de piston est égal au volume qu’elle occupe à 1a, fin de la course multiplié par sa pression moyenne effective pendant cette course.
  - Effort de traction maximum de la locomotive. —
  - Dans l’exemple pris pour calculer le travail de la vapeur dans les cylindres, nous avons supposé que l’admission n’avait lieu
  - 3
  - que pendant les ^ de la course du piston ; pour avoir le travail maximum que peut produire cette vapeur, il faut admettre qu’elle pénètre dans le cylindre pendant toute la course. On
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 279
  - suppose aussi dans ce cas particulier, que la vapeur ne subit pas de perle de pression dans le parcours de la chaudière aux cylindres, et qué la contre-pression absolue sur la face résistante du piston est égale à 1 kg seulement.
  - Dans ce cas, la pression absolue dans la chaudière étant de 10 kg, la pression effective dans le cylindre sera de 9 kg, et l’admission ayant lieu pendant toute la course du piston, l’ordonnée moyenne, ou la pression moyenne effective, sera également de 9 kg.
  - Le travail de la vapeur pour une cylindrée deviendra alors égal au produit du volume engendré par le piston, par ce chiffre de 9 kg.
  - Ce volume est égal à la surface du piston (égale elle-même wi)v d2
  - au produit —----------, (cl étant le diamètre) X par la course l,
  - soit à
  - * X d2
  - Le travail par cylindrée sera donc, si on désigne d’une façon générale parp la pression effective de la vapeur dans la chaudière :
  - tv X d2
  - 4
  - X IX P-
  - Comme il y a quatre coups de piston par tour de roues, le travailTpar tour égalera ainsi^ W2 X iXp-
  - Ce travail, reporté sur le pourtour des roues motrices, est destiné à vaincre la résistance de la machine et des véhicules. Or, les diverses résistances qui s’opposent au mouvement du train peuvent être ramenées à une seule force E, tangente à la
  - (1) tz, rapport de la circonférence au diamètre, égale 3 fois et ^ de fois ce diamètre.
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- - 280 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - circonférence des roues motrices à leur point de contact avec les rails, et dirigée en sens inverse du mouvement. Pour un tour de roues, pendant lequel le chemin parcouru est tz x D (D étant le diamètre des roues motrices), cette résistance sera alors égale à
  - E X ^D.
  - Pour que la machine puisse vaincre cet effort, il faut que le travail T, exercé pendant le môme temps, soit au moins égal à cette résistance, c’est-à-dire que tt d2 l X P — E ~ D.
  - De cette égalité on déduit
  - E
  - 7zd2l X P 77D
  - dH = P-jj.
  - C’est l’effort maximum théorique de traction.
  - Dans cette formule, on ne tient pas compte, nous l’avons dit, de la chute de pression que la vapeur subit en passant de la chaudière dans les cylindres et non plus de ce fait que nous avons fait ressortir à propos de la détente, à savoir que le travail maximum de la vapeur dans les cylindres ne correspond pas au cas où cette vapeur afflue dans le cylindre pendant toute la course du piston, mais à celui où l’admission cesse aux 0,70 ou 0,75 de cette course. Pour avoir une valeur plus
  - d~l
  - exacte de E, on applique alors au deuxième terme p -jj
  - un coefficient de réduction que l’on prend généralement égal à 0,65. La valeur définitive de E, c’est-à-dire Y effort de traction moyen théorique, ou effort maximum pratique de la locomo-
  - d2l
  - tive, est ainsi égal à 0,65 p X -jy .
  - Si on suppose une machine ayant des cylindres de M centimètres de diamètre, 0m,65 de course de piston, et des roues de 2m,02 de diamètre au roulement ; si de plus le timbre de la
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 281
  - chaudière est de 9 kg., l’effort maximum théorique de traction de cette locomotive sera de
  - 9 X /|7t = 5 607 kg en nombre rond.
  - Dans une locomotive à tiroirs plans de la série 2 001 à 2 068 des chemins de fer de l’Etat, ayant les conditions d’établissement ci-dessus, l’effort maximum développé a atteint 5 000 kg,
  - qq
  - soit les Ÿôq de l’effort théorique maximum pour une admission de 70 % et une vitesse de 35 kilomètres à l’heure. Ce chiffre est encore un peu plus élevé pour les machines à tiroirs cylindriques de la série 2 000 du même réseau, dans lesquelles les résistances passives sont moindres que dans les machines à tiroirs plans. Le coefficient de 0,65 ci-dessus est donc bien trop faible.
  - En comptant l’effort de traction moyen égal aux 0,65 de l’effort maximum, on trouve, en effet, pour cet effort le chiffre de :
  - 5 607 X 0.65 = 3 645 kg seulement.
  - Nous donnons ci-dessous la valeur de ces deux efforts, pour divers types de locomotives, ainsi que les éléments nécessaires pour les obtenir, et d’autres renseignements également utiles à consulter.
  - 16*
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- - Numéros des machines et désignation des Compagnies Effort tkéoriqi maximum pdH l) ie de traction moyen A „ pdH 0,6d Surface tle chauffe Surface de grille Poids total en charge Poids adhérent —sar Aadhcrence à 0,1 1 l ! -, '-’/7 ,
  - Midland railway 1 825 7.230^ 4.699k? 115m2,40 lm2,82 43t,700 17t,8Û0 i ;— ; 2 t, 492
  - Orléans. . . . 101 8.775 5.703 137 ,48 2 ,15 54 ,700 31 ,400 4 ,396
  - Nord 2 101 7.785 5.060 110 ,80 2 ,04 43 ,250 26 ,950 , 3 ,773 1
  - Ouest 951 8.215 5.340 110 ,60 1 ,64 47 ,800 29 ,300 4 ,102
  - Est 604 » » 121 ,16 » » 16 ,400 2 ,296
  - P.-L.-M. compounel'. 1 4.408 2.905 119 ,48 2 ,34 53 ,500 29 ,600 4 ,144
  - Midi 1615 5.808 3.775 111 ,84 1 ,71 42 ,800 30 ,000 4 ,200
  - (2 520 Etat J 7.475 4.859 120 ,18 1 ,04 43 ,100 27 ,000 3 ,780
  - / 2 601 Orléans. ... 1 825 10.137 6.589 174 ,65 1 ,74 51 ,500 39 ,700 5 ,474
  - Etat Belge. . . 100 9.114 5.924 147 ,55 5 ,83 52 ,000 39 ,000 5 ,460
  - Locomotive italienne «° 3 001 8.490 5.518 142 ,77 2 ,40 52 ,700 42 ,300 5 ,922
  - Etat . . 2 001 à 2 099 5.607 3.645 117 ,85 1 ,33 36 ,000 24 ,400 3 ,416
  - Etat . . 4 001 à 4 040 13.639 8 .865 199 ,48 2 ,08 53 ,300 53 ,300 7 ,462
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
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- - Nombre ô’essieux
  - Numéros des machines et désignations des Compagnies accouplés simplement porteurs
  - Midland railway 1 825 roues libres un bogie à l’^y un essieu à barrière
  - Orléans. . . . 101 2 2
  - Nord 2 101 2 |un bogie à l’avant
  - Ouest 951 Est 604 2 roues libres un bogie à l’avant \2 essieux porteurs 1 à l’avant
  - P.-L.-M. compouncL. 1 2 2
  - Midi 1615 2 1
  - t 2 520 EtCtl ! 2 601 2 9
  - Orléans. ... 1 825 Etat Belge . . 100 Locomotive italienne 3 3 i un essieu radial à l’avant
  - 7i° 3 001 3 bogie à l’avant
  - Etat . . 2 001 à 2 099 2 î
  - Etat -. . 4 001 à 4 040 4 »
  - Diamètre des roues motrices [Diamètre des cylindres Course des pistons Timbre des chaudières
  - D d l P
  - 2m,286 0m,47 0m,66 llk,250
  - 2 ,150 0 ,45 0 ,70 13
  - 2 ,130 0 .,48., 0 ,60 12
  - 2, 040 0 ,46 0 ,06 12
  - 2, 300 » » 11
  - 2, 000 0,3.1 et 0,50 0 ,02 15
  - 2, 000 0m,44 0 ,00 10
  - 2, 020 0 ,44 0 ,65 12
  - 1, 500 0 ,48 0 ,60 11
  - 1, 700 0 ,50 0 ,00 .10 ,330
  - » 1, 675 0 ,47 0 ,62 10 ,330
  - 2, 020 0 ,44 0 ,65 9
  - 1, 270 0 ,54 0 ,06 9
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE PER
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- - 284
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Travail de la contre-vapeur. — Quant à l'action résistante de la contre-vapeur elle varie pour une môme admission inverse, suivant la vitesse du train. Pour les machines 2 000 à tiroirs plans du réseau de l’Etat (tableau ci-dessus), M. Desdouits a trouvé pour cette résistance le chiffre de 1 900 kg avec une admission inverse de 70 °/0, et une vitesse de 72 kilomètres. Pour la môme admission et une vitesse de 40 kilomètres, l’effort résistant atteint 2 500 kg, et sa valeur reste ensuite sensiblement la même jusqu’à l’arrêt.
  - Pour les machines à tiroirs cylindriques de la même série, la résislance produite est de 3 000 kg à la vitesse de 72 kilomètres et de 3 500 kg à la vitesse de 40 kilomètres. Enfin, avec une machine à huit couplées à tiroirs cylindriques,
  - l’effort résistant obtenu a été de 10 000 kg — soit les ^ de
  - l’effort théorique de traction maximum — pour toutes les vitesses depuis 35 kilomètres jusqu’à l’arrêt.
  - TRAVAIL DES LOCOMOTIVES
  - Pour avoir le travail développé par une machine en cours de route, il faut aussi tenir compte de la vitesse, car nous avons vu que le travail est égal au produit de l’effort exercé par le chemin parcouru.
  - Considérons encore une machine 2 000 des chemins de fer de l’Etat, et supposons que l’admission dans les cylindres ait lieu
  - pendant les ^ de la course du piston, la vitesse de marche
  - étant de 50 kilomètres à l’heure.
  - La pression moyenne effective de la vapeur sera, comme nous l’avons vu plus haut, de 4k,29, et le travail par coup de piston deviendra
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 285
  - —2 X 44 “4
  - X 0,65 X 4,29 = 4 238 kilogrammètres.
  - et par tour de roues
  - 4 238 X 4 — 16 952 kilogrammètres.
  - A la vitesse de 50 kilomètres à l’heure, le chemin parcouru par la machine dans une seconde est de : 50 000 mètres : 3 600" = 13m,88. Le diamètre des roues motrices étant de 2m,02, leur développement par tour est ainsi égal à 3,14 X 2,02 = 6m,34. Par conséquent, le nombre de tours effectués par les roues motrices en une seconde sera de 13,88 : 6,28 = 2 tours 18.
  - Le travail de la machine par seconde sera donc à son tour de 16 952 kilogrammètres X 2 tours 18 = 36 955 kilogram-
  - mètres, soit aussi de
  - 36 955 ~75
  - = 493 chevaux.
  - Lorsque la vitesse augmente, le travail de la locomotive augmente également; ainsi pour passer de la vitesse de 110 à la vitesse de 120 kilommètres à l’heure, en palier, il faut dépenser 1 cheval de plus par tonne remorquée.
  - Lorsque la vitesse diminue, le travail à produire par la locomotive diminue également, la machine et les voitures resti* tuant dans ce cas un certain travail proportionnel à cette différence.
  - Si la machine marche à une vitesse constante, l’effort qu’elle développe est aussi égal à la résistance opposée à la marche par la machine et par les voitures du train à cette même vitesse. En calculant cette résistance, on peut donc aussi en déduire le travail fourni par la machine.
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- - 286 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - RÉSISTANCE A LA MARCHE DES WAGONS ET DES MACHINES
  - La résistance d’un véhicule à la marche se compose :
  - 1° De la résistance au roulement.
  - 2° De la résistance de l’air.
  - La première comprend elle-même la résistanee au roulement à la jante des roues, et la résistance due au frottement des fusées dans les coussinets.
  - La résistance à la jante des roues provient des inégalités de la voie ; elle augmente, par suite, avec ces inégalités, et aussi avec le poids du véhicule ; elle diminue, au contraire, avec le diamètre ; elle est en moyenne de tk,60 par tonne de poids du véhicule.
  - La résistance due au frottement des fusées augmente avec le diamètre de ces fusées, mais dépend surtout du poli des coussinets et de la qualité en même temps que de la quantité de l’huile employée au graissage, ainsi que de sa température.
  - Le coefficient de frottement des coussinets diminue à mesure que la fluidité de l’huile augmente (jusqu’à une certaine température, bien entendu). C’est ainsi qu’en été les machines et les voitures roulent généralement très bien ; on sait qu’il n’en est pas de même en hiver.
  - Dans des essais effectués au chemin de l’Est, et où cette température a été poussée jusqu’à 63 degrés, on a aüssi reconnu que la résistance au roulement tend à s’égaliser pour toutes les huiles au fur et à mesure que leur température augmente.
  - L’huile de colza est généralement considérée comme le meilleur lubrifiant, dans les chemins de fer ; on 1^. mélange parfois avec des huiles de qualité inférieure pour eh* diminuer le prix, et on fait usage aussi pour la même raison d’huiles minérales.
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- - MANUEL LU MÉCANICIEN LE CHEMIN LE FER 281
  - D’après des expériences effectuées au chemin de Lyon, l’huile minérale donnerait par rapport à l’huile de colza un surcroît de résistance au roulement des voitures de 15 °/0 par tonne.
  - A la suite de ces essais, l’huile de colza — mélangée de 10 % d’huile de schiste, qui offre la propriété de moins s’épaissir lorsque la température baisse — a été uniquement employée sur ce réseau pour le graissage des machines et des voitures et wagons.
  - Les tampons graisseurs, suivant qu’ils montent plus ou moins bien l’huile jusqu’à la fusée, influent aussi, on le conçoit, sur la résistance au roulement. De ce côté, les tampons en laine sont préférables aux tampons en coton, car ils donnent sur ces derniers une augmentation de débit qui va de 50 à 100 %.
  - Enfin, le frottement des fusées diminue encore lorsqu’on remplace les coussinets en bronze par des coussinets régulés.
  - Sur le réseau de Lyon on a trouvé que ces derniers opposent au roulement des wagons de houille composant les trains de marchandises, une résistance inférieure de 20 % aux coussinets en bronze.
  - Dette diminution de résistance devient plus faible lorsque la vitesse augmente, mais elle est encore de 5 %, au minimum, à l’allure de 60 kilomètres, pour les voitures chargées pour la grande vitesse.
  - Enfin l’usure des coussinets régulés est aussi inférieure de 50 °/0 à celle des coussinets en bronze ; ils sont donc préférables à ces derniers à tous les points de vue.
  - La résistance due à Vair ambiant augmente avec la vitesse, et plus rapidement que cette vitesse. Pour une machine à 4 roues couplées, abandonnée à elle-même sur une longue pente à partir du repos et jusqu’à ce que la vitesse ait atteint 80 kilomètres, M. Desdouits a trouvé que la résistance augmentait depuis 3 kg par tonne — valeur initiale, représentant la résistance au roulement — jusqu’à 12 kg.
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- - 288 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Dans la marche d’un train express, la locomotive absorbe à elle seule près de la moitié de la puissance totale utilisée, et dans ce cbill're l’influence de la vitesse entre pour plus des deux tiers. Si le train marche contre un vent debout, il faut ajouter à la vitesse du train celle du vent ; mais ce sont surtout les vents de travers qui opposent une résistance considérable à la marche des trains, en pénétrant entre les véhicules.
  - Lorsqu’un train est composé de voitures de môme type — tel un train de voyageurs, par exemple — la résistance due à l’air est bien moins considérable que s’il y avait des wagons plats intercalés entre ces voitures.
  - Cette résistance est aussi plus élevée, par tonne de poids remorquée, pour les wagons vides que pour les mômes wagons chargés ; la résistance d’un train de marchandises d’un certain poids peut varier ainsi de 2 à 5 kg par tonne, suivant que ce train est formé de wagons du même type ayant leur chargement normal, ou bien de wagons vides, plats et couverts distribués sans ordre sur toute la longueur du train ; elle est donc en moyenne de 3k,500.
  - Résistance due aux courbes. — La résistance due aux courbes dépend de leur rayon, de l’écartement des essieux, du type des voitures et de la longueur du train ; pour une courbe de 1000 mètres, cette résistance est généralement inférieure à 0k,300 par tonne ; elle peut atteindre 1 kg dans une courbe de 500 mètres, et 3 kg dans une courbe de 300 mètres. Elle est plus faible pour le matériel à bogies que pour le matériel ordinaire.
  - Résistance due aux rampes. — Enfin les rampes donnent une dépense complémentaire de 1 kg par tonne de train et par millimètre de rampe.
  - La résistance à la marche d’un train dépend donc d’un grand nombre de circonstances ; en palier et en alignement droit, on calcule cette résistance sur des valeurs moyennes fixées d’après la nature et la vitesse des trains, savoir :
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 289
  - Trains de marchandises, 3 kg 3 par tonne, environ ;
  - — mixtes 3 kg ;
  - — express 7 kg.
  - Pour le matériel à bogie, la résistance par tonne aux trains express n'est que de 5 kg pour les vitesses de 70 à 80 kilomètres.
  - En ajoutant à ces quantités celles qui sont relatives aux courbes et aux rampes, on obtient la résistance totale du train.
  - Pour calculer l’effort de traction que la machine doit fournir, il faut ajouter à la résistance totale du train, la résistance de la locomotive et du tender.
  - Résistance des machines. — La résistance ait roulement de la machine comprend : la résistance du véhicule, c’est-à-dire celle qu’il faudrait vaincre pour tirer la machine après avoir démonté les bielles motrices, d’accouplement et des tiroirs, et la résistance du mécanisme, c’est-à-dire des tiroirs, des pistons et des bielles.
  - La résistance de la machine, comme véhicule, est toujours plus considérable que celle d’un train de même poids, surtout avec les machines à petites roues et à grand empâtement ; la résistance totale à la marche se compose, comme pour les wagons, de la résistance au roulement et delà résistance due à la réaction de l’air ambiant.
  - La résistance au roulement sous vapeur est plus faible pour les machines à tiroirs cylindriques du réseau de l’État que pour les machines à tiroirs plans, par suite du frottement plus faible des tiroirs. Quant à l’influence de l’accouplement sur la résistance au roulement, elle est presque nulle lorsque la mise de longueur des bielles a été bien faite ; mais elle peut devenir très forte et môme occasionner la rupture de ces bielles, lorsque leur longueur n’est pas exactement égale à l’écartement des essieux de centre en centre.
  - 17
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- - 290 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - D’une façon générale, d’ailleurs, la résistance d’une machine au roulement dépend beaucoup de l’état d’entretien, du degré de poli des surfaces frottantes, et du graissage. On a toujours intérêt à augmenter ce dernier, notamment pour les cylindres et les tiroirs, et il ne faut s’attacher, pour réaliser des économies, qu’à régler minutieusement le débit des mèches et des épinglettes et à supprimer les pertes par les couvercles et les joints ou garnitures des divers graisseurs.
  - En général, on peut estimer la résistance moyenne à la marche des puissantes machines actuelles, tant à marchandises que mixtes ou de vitesse, entre 10 et 15 kg par tonne de leur poids, en y comprenant le tender.
  - C’est ainsi qu’elle a été trouvée de 12liff,500 pour les machines à bogie de la Cie de l’Ouest marchant à la vitesse de 62 kilomètres, et qu’elle atteint 15 kg en moyenne dans les dernières machines tenders de la Cie de l’Est.
  - Avec les données qui précèdent, il sera facile de trouver, approximativement, la résistance totale d’un train quelconque à la marche.
  - Soit par exemple un train de marchandises de 300 tonnes remorqué par une machine à 8 roues couplées et à tiroirs plans, du poids total de 70 tonnes, tender compris, sur une partie de voie en rampe de 15 millimètres et en courbe de 500 mètres.
  - La résistance par tonne, du train, sera de :
  - palier courbe rampe
  - 3ke.5 h- 1kg. h- 15 kg = 19kg.500.
  - et la résistance totale de 19.5 X 300 =±= 5.850 kg.
  - La résistance de la machine par tonne, sera de :
  - palier courbe rampe
  - 12 kg-1-2 kg (à cause du nombre d’essieux accouplés) H- 15 kg = 29 kg.
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 291
  - et pour le poids total de la locomotive 29 X 70 = 2030 kg.
  - La résistance totale que la machine devra vaincre pour imprimer au train sa vitesse normale sera donc approximativement de
  - 5.850 -+- 2.030 = 7.880 kg.
  - Si le train marche à la vitesse de 25 kilomètres à l’heure, soit de 6m,95 par seconde, le travail développé en kilogram-mètres à la jante des roues sera de
  - ou
  - 7880 X 6.95 = 54.766 kilogrammètres.
  - 54 766 75
  - = 730 chevaux.
  - Soit encore un train de voyageurs du poids de 150 tonnes, remorqué par une machine de vitesse à 4 roues accouplées du poids total de 50 tonnes, sur une partie de voie en rampe de 5 millimètres et en courbe de 1000 mètres, à la vitesse de 60 kilomètres à l’heure.
  - La résistance par tonne du train sera de :
  - palier courbe rampe
  - 15 kg -i- 0kg,300 H- 5 kg = 15kg,30Q.
  - et la résistance totale de
  - 15,300 X 150 = 1 145 kilogrammes.
  - La résistance par tonne de la machine et du tender sera de :
  - palier courbe rampe
  - 12 kg -f 0.300 h- 5 kg = 17ltg,300.
  - pour le poids total de :
  - 17.300 X 50 = 865 kilogrammes.
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- - 292
  - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - La résistance totale opposée par le train, à la vitesse de CO kilomètres, sera donc environ de :
  - 1545 -h S65 = 2.410 kg.
  - A l’allure de CO kilomètres, le chemin parcouru en une seconde est de lGm,GGC, le travail développé par la machine pour maintenir cette vitesse constante sera donc de :
  - 2 410 X 1G,G66 = 40 165 kilogrommètres
  - soit encore
  - 40165
  - = 535 chevaux.
  - ETABLISSEMENT DES LOCOMOTIVES
  - d2l
  - La formule E = p -jy- donnant l’effort de traction maximum théorique d’une locomotive montre que cet effort est proportionnel au volume des cylindres et au chiffre du timbre de la chaudière, et en raison inverse au contraire du diamètre des roues motrices.
  - Pour avoir un maximum d’effort, il faudrait donc employer de fortes pressions, de grands cylindres et de petites roues.
  - Timbre des chaudières. — Ce n’est que depuis une vingtaine d’années qu’on a commencé, en France, à employer des pressions supérieures à 9 kg ; presque toutes les locomotives qui figuraient à l’Exposition de 1889 étaient timbrées à 10, 12 et même 15 kg. Pour les locomotives ordinaires on se tient à 13 kg, la pression de 15 kg. (1) n’est employée encore que dans les locomotives compound.
  - (J) La société Alsacienne <le constructions mécaniques a actuellement
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 293
  - On doit évidemment, avec ces hautes pressions, augmenter l’épaisseur des tôles ; cette épaisseur a été portée, pour le corps cylindrique, à 18 millimètres dans une machine du Nord timbrée à 14 kg; dans un grand nombre de locomotives nouvelles, la tôle de fer est remplacée pour le corps cylindrique par de l’acier plus résistant, dont l’épaisseur est seulement alors de 15 à 16 millimètres pour une même pression.
  - Diamètre des cylindres. — Le volume des cylindres dépend de leur diamètre et de la course des pis tons ; le plus grand diamètre actuellement employé dans les locomotives françaises à simple expansion est de 54 centimètres ; dans les machines compound, le diamètre du grand cylindre atteint jusqu’à 660 millimètres (machines Woolf série 4101 à 4130 du Nord), et même 859 millimètres (locomotives compound de la Cic de l’Est).
  - On est naturellement porté à croire que la marche la plus économique d’une machine correspond au cas où la détente est poussée très loin, — et par suite que pour utiliser le plus complètement possible cette détente, il faut employer des cylindres d’un grand diamètre. Il n’en est pas toujours ainsi, dans les locomotives notamment, et les expériences récentes de AI. Desdouits dont nous avons déjà parlé le démontrent clairement.
  - Dans les locomotives ordinaires, le rendement atteint, en effet, son maximum à toutes les vitesses, pour une admission voisine de 20 %• Le diamètre des cylindres doit donc être calculé de façon que la marche normale de la machine, pour les lignes sur lesquelles elle est appelée à faire le service et pour la charge moyenne qu’elle doit remorquer, corresponde à une admission de 20 à 25 %.
  - en montage, dans ses ateliers de Grafenstaden, des locomotives compound timbrées à 18 kg et destinées aux chemins de fer de l’Etat prussien.
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- - 294 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Si ces lignes se composent, comme une grande partie de celles du réseau de l’Etat, d’une succession presque continue de rampes et de pentes de 10 et de 15 millimètres, où l’on doit marcher alternativement avec une admission élevée ou à régulateur fermé, ce diamètre devra être plus grand que celui des cylindres des machines apppelées à circuler sur des lignes dites de niveau, où l’admission, après la mise en vitesse, est peu élevée et quelquefois sensiblement la même sur un parcours continu de 100 kilomètres. C’est ainsi que les locomotives express n° 101 à 103 do la Cic d’Orléans, bien qu’exceptionnellement puissantes, possèdent des cylindres de 0,43 de diamètre seulement ; si ces mêmes machines avaient été appelées à desservir le réseau de l’Etat, elles auraient dû avoir des cylindres de 0,48 à 0,50 pour fonctionner dans des conditions aussi économiques.
  - C’est ainsi également que les C‘eS de l’Est et de P. L. M. qui, à une certaine époque, avaient augmenté le diamètre des cylindres de quelques-unes de leurs locomotives à voyageurs, espérant en retirer un rendement plus élevé, ont reconnu que la dépense avait au contraire augmenté, et sont revenues aux diamètres primitifs.
  - Le diamètre des cylindres, dans les locomotives françaises actuelles, ne descend pas, sauf dans quelques machines de gare ou de trains légers, et aussi dans les machines com-pound pour le petit cylindre, au-dessous de 42 à 44 centimètres; il est généralement un peu plus élevé pour les machines mixtes destinées aux fortes rampes que pour les machines à voyageurs, et plus élevé encore pour les machines à marchandises ; dans les machines à 8 roues couplées françaises, il est de 54 centimètres (voir tableau page 285).
  - Course des pistons. — La course des pistons est limitée par plusieurs considérations ; elle dépend d’abord de la longueur de la manivelle. Or la proportion du cette manivelle à la longueur de la bielle ne doit pas dépasser une certaine
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 295
  - fraction : comme 1 est à 5, 5 où à G par exemple, afin d’éviter une trop grande obliquité de la bielle ; de plus, dans les machines à marchandises, — dont les roues ont un faible diamètre, — il ne faut pas que les tètes des bielles, conduites par les boutons de manivelles, descendent trop près du ballart. Enfin il faut tenir compte de ce que la vitesse du piston augmente avec la longueur de la manivelle et la vitesse de tout le mécanisme moteur à la fois, par conséquent.
  - La course des pistons varie de 60 à 70 centimètres sur tous les réseaux ; elle est le plus habituellement de 65 centimètres et est généralement un peu plus élevée dans les machines à voyageurs que dans les machines à marchandises.
  - Diamètre des roues. — Le diamètre des roues des locomotives est calculé pour répondre au principe de mécanique qui dit que ce que Von gagne en force on le perd en vitesse.
  - Dans la formule du travail de la locomotive T — E (effort exercé) X v (chemin parcouru), T restant constant, si on augmente E, v diminuera proportionnellement ; au contraire, si on diminue E, v augmentera; c’est ainsi que les machines à marchandises, appelées à remorquer de fortes charges, ont de petites roues et marchent à de faibles vitesses ; les machines des trains de voyageurs, au contraire, destinées à remorquer à de grandes vitesses des trains plus légers ont des roues de grand diamètre.
  - Le diamètre des roues doit être calculé de façon à obtenir un travail suffisamment élevé, en tenant compte, d’autre part, que la vitesse des pistons ne doit pas dépasser un certain chiffre, afin que le mécanisme ne soit pas fatigué outre mesure par des oscillations trop rapides.
  - D’après l’ingénieur Le Chatelier, ce diamètre se calcule à l’aide de la formule D = 0,029 à 0,036 de v, dans laquelleD, le diamètre des roues motrices, est exprimé en mètres, et v, la vitesse maximum, en kilomètres par heure.
  - Pour v = 50, on obtient ainsi D = 1.45 à 1.80.
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- - 296 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - La vitesse des pistons est généralement un peu moins grande dans les machines à marchandises que dans les machines à voyageurs, parce que ie poids des pièces à mouvement alternatif, — bielles motrices, pistons, crosses, — y est plus élevé que dans ces dernières.
  - Pour les machines à roues libres, D atteint jusqu’à 2m40 et même 2m,50 ; dans les machines à 4 roues couplées actuellement employées par les Compagnies françaises pour remorquer leurs trains express, on se contente de faire U = 2m,000 ou 2m,150 au maximum. La Cie de l’Est fait seule exception à cette règle : le type de machine à 4 roues couplés qu’elle a créé en 1878 pour remorquer ses trains express lourdement chargés, et dont un spécimen figurait à cette Exposition, possède des roues de 2m,300 de diamètre.
  - Pour les machines à 8 roues couplées, on descend jusqu’à 1.26 — Orléans, P. L. M., Etat, — et meme jusqu’à 1.21 — Ci0 du Midi.
  - Le diamètre des roues, lié intimement à la vitesse a produire, joue aussi un rôle important — et au môme titre que le diamètre des cylindres — dans l’utilisation de la vapeur.
  - Considérons, par exemple, une machine à voyageurs remorquant un train de 180 à 200 tonnes sur une partie de voie en rampe de 15 millimètres ; pour produire une certaine vitesse, l’introduction de la vapeur dans les cylindres devra être d’autant plus prolongée que le diamètre des roues sera plus
  - grand; on devra, par exemple, introduire pendant ^ de la
  - course des pistons avec des machines à roues de 2 mètres de diamètre, tandis qu’il suffira de limiter l’introduction aux jq (approximativement) de cette course pour produire la même vitesse avec une machine à roues de 1.700 : or on a déjà vu que le rendement de la vapeur est d’autant plus élevé que l’introduction se rapproche davantage de 20 à 25 °/0; cette
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  - dernière machine sera donc, dans le parcours considéré, plus économique que la première.
  - C’est ainsi que la locomotive n° 100, que les Chemins de fer de l’Etat belge faisaient figurer à l’exposition de 1889, et qui est destinée à remorquer des trains express de 110 tonnes sur des lignes comportant des rampes de 16 millimètres d’inclinaison et de 15 et 32 kilomètres de longueur, a six roues accouplées de lm,700 et des cylindres de 0,50 de diamètre. La machine à trois essieux couplés « Milano » qu’avait exposée l’Italie, est aussi conçue dans le même esprit : le diamètre des roues motrices est de lm,G75 et celui des cylindres de 0,47.
  - Enfin la locomotive mixte n° 1825 de la Cie d’Orléans, destinée à remorquer des trains de 125 tonnes à la vitesse-type de 50 kilomètres à l’heure sur des sections comportant des rampes de 30 millimètres, a des roues de lm500 de diamètre et des cylindres de 0,47.
  - Ces trois locomotives ont des chaudières d’une grande puissance, pour fournir à leur consommation élevée et au grand travail qu’elles produisent.
  - Adhérence. — On saitquel’a^AeVenceestconstituéepar la partie du poids de la machine qui repose sur les roues accouplées ; grâce à ce poids, les roues, lorsqu’elles sont mises en mouvement par les bielles, engrènent pour ainsi dire avec les rails par l’effet des aspérités des métaux en contact, qui se pénètrent mutuellement, —ou mieux par l’effet du frottement. C’est cette adhérence qui permet aux roues de rouler en avançant sur les rails, au lieu de tourner sur place ou de patiner.
  - Mais on comprend que, pour que la machine ne patine pas, il faut que l’effort de traction de la locomotive ne soit pas supérieur à l’adhérence.
  - Celle-ci est variable avec l’état des rails, la nature des bandages et aussi avec la vitesse ; elle s’élève, avec un rail sec ou bien lavé par l’eau, jusqu’au quart du poids utile pour l’adhérence ; elle est plus élevée avec un bandage dont le
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  - métal est un peu mou qu’avec un bandage très dur. Elle diminue beaucoup, au contraire, en temps do brouillard, ou bien quand les feuilles tombent des arbres en abondance sur
  - la voie; dans ces deux cas, l’adhérence peut descendre au ^ ou
  - même au du poids reposant sur les roues motrices et accouplées. L’adhérence diminue aussi à mesure que la vitesse augmente ; enfin, les roues de grand diamètre lui sont favorables, la longueur du point de contact avec le rail augmentant en raison de ce diamètre.
  - L'adhérence peut donc varier entre ces deux limites: ^ et
  - du poids porté par les roues motrices et accouplées. Dans l’établissement d’une machine, on compte sur un coefficient
  - de c’est-à-dire que l’on suppose que les roues motrices patineraient si le train, y compris la locomotive, opposait à la marche une résistance supérieure au ^ de la pression exercée
  - par ces roues ainsi que par les roues accouplées sur les rails.
  - Il sera dès lors facile, connaissant l’effort de traction moyen d’une locomotive, de déterminer l’adhérence nécessaire à la marche de la machine, et par suite la charge qu’on devra faire porter à chaque essieu, ou le nombre de roues qu’il faudra accoupler. Cette charge est donnée par la formule
  - P „ PI
  - -y = 0,Go p -jj- , de laquelle on tire
  - P = 0,65 X 7 x?^ = 4,55p
  - Dans la machine que nous avons considérée à propos du
  - Pl
  - calcul de F, nous avons trouvé pour le terme p yj une va-
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  - leur de 5607 kg, (page 281). En multipliant ce chiffre par 4.55 nous aurons le poids adhérent, soit
  - 5 607 X 4>55 = 25 512 kilogrammes.
  - Ce poids ne peut être atteint que par l’accouplement de deux essieux, lesquels pourront alors être chargés chacun
  - , 25 512 . „ „ .
  - a —= 12 7o6 kg.
  - CONDUITE DES LOCOMOTIVES
  - Pour terminer notre traité, nous donnerons pour les jeunes mécaniciens et pour les chauffeurs qui aspirent à cet emploi des indications sur la préparation de la machine, sur la conduite, et sur les principales avaries qui peuvent se produire en cours de route, déduites en grande partie des considérations que nous avons développées dans le courant de notre travail.
  - Prenons la machine au moment où le mécanicien la rentre au dépôt, la tournée finie, afin qu’il soit procédé au lavage de la chaudière et aux diverses réparations courantes.
  - Après avoir complété son approvisionnement de combustible, d’eau et de matières de graissage, le mécanicien fait une visite minutieuse du châssis et du mécanisme, s’assure que les bandages ne sont pas relâchés, les essieux ni les boutons de manivelles décalés, qu’aucun boulon, aucune clavette n’est desserrée et qu’il ne manque pas de goupille (vérifier avec soin celles des clavettes des liges de pistons) aux divers axes ou boulons.
  - La constatation de fuites aux tubes, aux plombs du foyer ou aux divers joints ; de cognement ou de chauffage aux bielles
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  - et aux boîtes ; de mauvais fonctionnement des injecteurs ; de perles par les pistons et les tiroirs, etc., se fait plutôt en cours de route.
  - Après cette visite, le mécanicien porte s’il y a lieu sur le livre spécial du dépôt toutes les réparations à faire à la machine : réfection de joints, remplacement d’entretoises ou de tubes, serrage aux coussinets des bielles, visite des tiroirs ou des pistons (s’il a constaté un soufllement important au démarrage, ou une dépense d’eau exagérée), graissage ou rodage de la robinetterie, réparation des graisseurs, etc.
  - Le feu jeté, le cendrier et la boîte à fumée vidés, le chauffeur doit fermer soigneusement toutes les portes de la chaudière pour éviter que l’air froid n’entre dans le foyer et n’amène ainsi un refroidissement trop brusque des tôles et des tubes, — refroidissement qui occasionnerait une contraction rapide des différentes parties de la chaudière, et par suite, des ruptures d’entretoises, des fuites à la tubulure, puis à la longue des gerçures importantes dans les angles du foyer, ainsi qu’aux plaques tubulaires du foyer et de la boîte à fumée.
  - Il est nécessaire pour éviter ces rentrées d’air que le cendrier ferme bien et ne présente pas d’ouvertures dans sa jonction avec le foyer.
  - Enfin, la machine étant rentrée dans la remise, le mécanicien doit envoyer la vapeur de la chaudière dans le tender, bien rempli d’eau à l’avance, pour qu’il soit possible de la mettre au plus tôt en vidange (!)•
  - (1) Avant que la pression ne soit complètement tombée clans la chaudière, le chauffeur de dépôt doit fermer le robinet d’eau des injecteurs ; sans cela, à la faveur du vide qui se produit dans la chaudière, l’eau du tender y affluerait et elle se remplirait complètement. Si l’eau du tender était sensiblement moins chaude que celle de la chaudière, celle-ci se contracterait et les avaries que nous avons signalées plus haut pourraient se produire également.
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  - Les instructions du réseau de l’Etat portent que la chaudière ne doit être vidée que douze heures après que la pression est totalement tombée ; on doit ensuite attendre huit heures au minimum pour faire le lavage, si ce dernier se fait à l’eau froide.
  - La vidange de la chaudière, lorsque l’eau est à une température élevée, et le lavage avant le refroidissement des tôles et du foyer, fatiguent, en effet, beaucoup plus encore la chaudière que les rentrées d’air froid ; ils doivent donc être évités le plus possible.
  - Si le mécanicien est obligé de venir au dépôt le jour du lavage, il fera bien de s’assurer que tous les autoclaves, bouchons ou poches ont été démontés, que les galeries du foyer, à l’avant principalement, sont bien tringlées, de façon à faire évacuer totalement le tartre et les boues qui s’y sont déposés.
  - Quand on laisse ces matières s’accumuler entre les entre-toises, la partie correspondante du foyer n’est plus suffisamment refroidie par l’eau : elle se brûle alors et son épaisseur diminue ; trop fortement chauffée aussi, la tôle diminue de résistance, elle cède sous la pression de la chaudière et c’est ce qui produit le matelassage ou capitonnage.
  - Pendant qu’il est au dépôt, le mécanicien remplace les mèches des graisseurs qui sont empoissées, et les épinglettes qui donnent un débit trop fort ou insuffisant. Ces épinglettes doivent être sensiblement plus faibles en hiver qu’en été, parce que l’huile est alors moins fluide ; un mécanicien soigneux possède toujours plusieurs jeux d’épinglettes graduées qu’il emploie à tour de rôle suivant la température.
  - Réfection des joints. — On tend beaucoup, depuis quelques années, à remplacer dans la confection des joints de plateaux de cylindres ou de tiroirs, de tuyaux et .de dômes — dans les chaudières où ces derniers ne sont pas rivés au corps cylindrique, mais sont boulonnés — le mastic de minimum par du carton d’amiante, ou par des joints métalliques, qui donnent
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  - encore de meilleurs résultats, n’obligeant pas à serrer les boulons outre mesure, comme pour certains joints au minium.
  - Lorsque les surfaces à réunir sont bien dressées, et sans soufflures, ces joints se réussissent très facilement et durent indéfiniment: ils sont généralement en fils de cuivre rouge, de 3 à fi millimètres d’épaisseur, qu’il faut recuire avant la mise en place pour les rendre très malléables ; la soudure qui réunit les extrémités du joint doit être bien calibrée comme le iil de cuivre lui-même. Si l’on peut souder ce dernier à bipartie qui se démonte par quelques grains d’étain, ce qui est très facile pour les plateaux de cylindres et de tiroirs, par exemple, on est assuré qu’à la remise en place, le joint sera étanche comme précédemment.
  - Dans cet ordre d’idées, le joint Otto, en cuivre rouge très ductile, représenté fig. 132 paraît être — avec les joints dits métallo-plastiques, beaucoup employés aussi, — celui qui donne le meilleur résultat.
  - Fig. 132. — Joint métallique système Otto.
  - C’est en réalité 3, 4 ou 5 joints que l’on obtient ainsi, selon je nombre d’aréles ; le plus souvent elles forment chacune un joint étanche, mais si dans la quantité il en est qui laissent passer la vapeur, celle-ci est toujours arrêtée par l’une des. arêtes suivantes.
  - Les joints métalloplastiques {fig. 133) consistent en une feuille mince de cuivre rouge que l’on emboutit de façon à obtenir une couronne d’une certaine épaisseur. Dans la gorge de cette couronne, on enroule des fils d’amiante qui permettent de resserrer le joint lorsqu’il vient à perdre.
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  - Les faces du joint n’ont pas besoin ici d’être parfaitement dressées, l’étanchéité s’obtient quand même par la compressibilité de l’amiante.
  - La chaudière remplie à une bonne hauteur, — ce dont le chauffeur de dépôt doit s’assurer en purgeant le tube à niveau d’eau et en ouvrant aussi les robinets de jauge — on prépare le foyer, et on l’allume trois heures environ, — plutôt un peu plus — avant le départ, afin de ne pas être obligé de pousser trop vivement le feu.
  - Fiir. 133. — Joint métalloplastique.
  - Pour le départ, le mécanicien vient au dépôt une heure avant la mise en tête, afin de pouvoir procéder avec soin au graissage complet de sa machine. Les graisseurs des cylindres et des tiroirs doivent être bien réglés afin d’assurer un graissage continu et suffisamment abondant de ces organes, principalement dans les machines munies des distributions nouvelles ; les plans inclinés des boîtes et les glissières des plaques de garde, doivent être graissés avec soin, également, et il faut aussi, de temps à autre, mettre un peu d’huile entre les tampons de la machine et du tender.
  - Le mécanicien, pendant qu’il graisse, —opération qu’il doit faire avec méthode pour n’oublier aucune articulation, — fait une nouvelle visite complète des clavettes, boulons, goupilles, etc., pour le cas où l’on aurait démonté quelque pièce de sa machine ; il surveille le feu, et indique au chauffeur — si celui-ci est nouveau — la façon de le travailler.
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  - Le barrage doit être battu avec soin afin que, vu du cendrier, il soit clair dans toutes ses parties. Le chargement du combustible doit se faire par petites quantités à la fois et seulement lorsque le feu est redevenu clair, — principalement lorsque-l’on emploie des menus, qu’on est obligé de mouiller. Le feu doit être entretenu de façon qu’au moment du départ, la pression soit voisine du timbre et le tube à niveau d’eau entièrement plein.
  - La mise en tète aux trains de marchandises se fait habituellement vingt minutes avant le départ du train, et aux trains de voyageurs dix minutes seulement. Le mécanicien relfectue assez tôt, de manière à pouvoir circuler doucement et avec prudence sur les voies du dépôt, qui sont parfois insuffisamment protégées par les signaux.
  - Pendant les manœuvres, le cliaulïeur doit toujours être debout près du frein, et attentif aux signaux fixes et à main ; il ne doit s’occuper de charger ou de travailler le feu que lorsque la machine est arretée. Il ne suffit pas en effet de l’attention du mécanicien pour éviter des accidents ou fausses manœuvres, celle du chauffeur est aussi nécessaire.
  - Si le train à remorquer est muni du frein continu Wenger ou Westinghouse, le mécanicien met sa pompe à air en marche un quart d’heure environ avant de s’atteler au train, afin d’avoir à ce moment une pression de 6 kilogrammes au moins au réservoir. Le graissage, qui est une condition essentielle du bon fonctionnement de cette pompe, doit être continu et abondant pour le cylindre à vapeur et les divers pistons distributeurs : aux chemins de fer de l’Etat, il s’effectue généralement avec un mélange par parties égales d’huile de colza et d’oléonapthe.
  - Pour le cylindre à air, on doit faire uniquement usage de pétrole rectifié, à raison de deux fois par jour au maximum la contenance du godet placé sur ce cylindre ; on ne doit pas employer d’huile pour ce graissage, car refoulée avec l’air,
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  - elle attaquerait les boyaux en caoutchouc de la conduite du frein.
  - La machine étant attelée au train, le mécanicien fait l’essai du frein en se conformant aux indications données à ce sujet par l’Ingénieur en chef. En cours de route, il ne doit pas arrêter le petit cheval, de crainte d’oublier de le remettre en marche à temps, ce qui pourrait occasionner des accidents, mais seulement ralentir son allure si la pression tend à s’élever trop.
  - Le mécanicien doit taire tout son possible pour éviter la production de fumée dans les gares. Lorsque le train à conduire n’est pas dur, ce résultat est facile à obtenir, il suffit pour cela de charger le feu le temps suffisant avant l’arrivée en gare pour qu’à ce moment il soit redevenu clair, — et âne plus le recharger que le train parti.
  - Mais si l’on arrive en gare bas d’eau et de pression, il faut souvent charger le feu dans la gare même. On réduira alors au minimum la production de la fumée en ne chargeant pas de poussier, mais seulement des morceaux de charbon un peu gros et non mouillés par l’eau d’arrosage, et en ouvrant le souffleur et un peu la porte du foyer (ou seulement, dans les machines qui en possèdent, la plaque à rainures montée à dessein sur cette porte pour envoyer de l’air au-dessus de la grille).
  - Le démarrage et la mise en vitesse doivent, aux trains express, se faire rapidement ; il est souvent difficile, sans cela, de réaliser ensuite l’heure et à plus forte raison de regagner du temps s’il en a été perdu dans les gares.
  - Quand, au moment du départ, les boîtes à vapeur et les cylindres ne sont pas suffisamment réchauffés, il faut les purger dès le démarrage, en évitant toutefois de le faire devant les quais, les postes d’aiguilleurs, etc.
  - Nous avons montré qu’avec les locomotives ordinaires on ne devait pas marcher trop près du point mort, surtout aux grandes vitesses ; dans ce dernier cas, il ne faut pas non plus
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  - employer la marche au petit régulateur, à moins que la chaudière ne soit timbrée à 12 ou 13 kilogrammes; la valeur finale de la compression devient sans cela supérieure à la pression à l’admission, et il y aurait ainsi une grande perte dans le rendement de la vapeur.
  - La marche à 20 ou 23 °/o d’admission est celle qui donne le meilleur rendement ; comme ce dernier diminue quand la vitesse augmente, il faut s’attacher à marcher autant que possible à la même allure, car le bénéfice qu'on retirerait d’une marche plus lente dans les rampes ne serait pas compensé par l’excès de dépense qui résulterait d’un surcroît de vitesse dans les parties en palier ou en faible pente.
  - Le niveau de l’eau dans la chaudière doit, en principe, être aussi élevé que possible, c’est-à-dire que l’eau doit être maintenue dans le tube vers sa partie supérieure. Cependant, on peut cesser momentanément d’alimenter la chaudière pour utiliser toute la puissance de la machine, à la montée d’une rampe, par exemple, — en ayant soin cependant que l’eau ne disparaisse à aucun moment du tube, — lorsqu’on doit descendre ensuite ou aborder une partie de ligne facile, ou encore atteindre une gare d’arrêt où il sera possible de refaire un niveau élevé.
  - Il faut purger fréquemment le tube à niveau d’eau pour s’assurer qu’il fonctionne bien, et contrôler ses indications par les robinets de jauge. Il faut aussi ouvrir ces divers robinets lorsque l’on rentre la machine au dépôt pour le lavage, afin que l’on soit sûr qu’ils ne seront pas bouchés au remplissage suivant de la chaudière.
  - Les indications du manomètre et des soupapes de sûreté doivent concorder parfaitement ; si les soupapes ne se lèvent pas lorsque la pression dans la chaudière est au chiffre du timbre, il faut faire contrôler le manomètre, puis régler ensuite les soupapes, si le manomètre est juste.
  - Le feu doit autant que possible être toujours tenu très
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  - propre ; on obtiendra de la sorte le maximum de production et de vaporisation à la fois. Les chargements ne doivent se faire, à moins qu’il n’y ait des trous sur la grille, que lorsque le feu est redevenu clair ; ils ne doivent pas être trop abondants, il vaut mieux les rapprocher davantage.
  - Lorsqu’on brûle des menus, il faut les mouiller et les malaxer, afin d’obtenir une pâte compacte ; l’épaisseur du combustible sur la grille doit alors être de 15 centimètres environ dans les machines à voyageurs, et de 20 à 25 centimètres dans les machines mixtes ou à marchandises. A l’arrière, cette épaisseur doit être plus forte de 10 centimètres en moyenne que vers l’avant.
  - J1 faut visser à fond l’échappement plusieurs fois par jour afin qu’il ne s’encrasse pas, et pour être sûr qu’il fonctionnera lorsqu’on aura besoin de s’en servir. En marche, on doit le laisser habituellement ouvert en grand, parce qu’en le serrant on produit l’entraînement du charbon dans la boîte à fumée, et qu’en même temps on augmente la contre-pression derrière le piston, ce qui oblige à allonger la marche (1) et fait par conséquent dépenser plus de vapeur. Les portes de boîte à fumée doivent fermer parfaitement, sans cela le fraisil qui s’accumule dans la boîte pourrait prendre feu à la faveur de l’air entrant par les portes mal jointes.
  - Si l’on n’a pas besoin, d’une façon générale, de se servir des deux injecteurs, et que celui qui est situé du côté du chauffeur suffise habituellement, il faut cependant faire usage
  - (1) Dans le cas de marche lente, cependant, le serrage de l'échappement pont, en retardant la sortie de la A’apenr des cylindres, augmenter son travail sur les pistons. On peut se rendre compte de la valeur de ce procédé lorsqu’on monte une rampe d’une inclinaison constante et en ligne droite. Si, la pression dans la chaudière ne variant pas, la marche (lu train s’accélère un peu en serrant l’échappement de 1, 2 ou 3 filets, c’est que le travail do la vapeur augmente bien ainsi. — En marche à grande vitesse, il faut avoir toujours l’échappement ouvert en grand.
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  - une ou deux fois par jour au moins de celui placé du côté du mécanicien, afin de s’assurer qu’il est constamment en bon état.
  - On doit éviter avec soin de provoquer des ébullitions et des entraînements d’eau aux cylindres, et s’il s’en produit par suite d’une alimentation avec de l’eau boueuse, il faut opérer comme nous l’avons indiqué dans le courant de notre traité. Si c’est un excès de liquide antitartrique mis dans la chaudière ou dans le tender qui provoque l’ébullition, on vide le plus tôt possible une partie de l’eau de la chaudière ou du tender.
  - L’huile des réservoirs, des bielles, boîtes, etc., doit être renouvelée à temps pour que le graissage ne fasse jamais complètement défaut; le mécanicien ne doit pas craindre de descendre assez fréquemment de sa machine pour s’assurer qu’aucun coussinet ne chauffe, ou qu’aucun boulon ni clavette ne se desserre. — Si ces faits venaient à se produire, il pourrait ainsi y rémédier dès le début, et les empêcher généralement d’atteindre une certaine gravité.
  - Le réglage des épinglettes et des mèches est d’une importance capitale pour les machines qui font de longs parcours sans arrêt ; dans ces parcours, le mécanicien doit porter aussi assez fréquemment son attention sur le mécanisme pour s’assurer qu’aucun couvercle de graisseur n’est resté ouvert, ni qu’aucune pièce ne paraît chauffer ; il doit également tendre l’oreille pour se rendre compte qu’il ne se produit pas de co-gnement par suite de desserrage de clavettes.
  - S’il s’aperçoit d'un chauffage ou d’un desserrage, il ne doit pas craindre de s’arrêter, même en pleine voie (mais de préférence dans les gares, cependant) en prévenant alors le chef de train du motif qui l’oblige à s’arrêter, afin que ce dernier fasse immédiatement prendre les précautions nécessaires pour protéger le train.
  - Il est bon, à la descente des pentes un peu longues parcourues à régulateur fermé, d’envoyer par le robinet inférieur de la contre-vapeur un peu d’eau dans l’échappement. On empêche
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  - ainsi les gaz de la boîte à fumée de pénétrer dans les boîtes à vapeur et les cylindres et de les rayer, ainsi que les pistons et les tiroirs.
  - Par les temps froids, il est utile, chaque soir, de dévisser les rotules reliant le tender aux injecleurs ; il faut aussi avant l’hiver faire roder avec soin les clapets de retenue d’eau du tender, afin que les tuyaux ne s’emplissent pas alors de glace.
  - Si ce dernier fait se produisait, on ferait dégeler les tuyaux au moyen de chiffons enflammés avant de visser les rotules, pour le cas où ces dernières seraient en caoutchouc ; il ne faudrait pas en effet y envoyer de la vapeur par le moyen des injecteurs, on les ferait éclater.
  - En cours de route, lorsqu'il gèle, il est bon de laisser d’une faron continue un filet de vapeur sur les injecteurs, — comme si l’on voulait réchauffer l’eau du tender, — dans les moments où l’on ne s’en sert pas.
  - En cas de chauffage d’un coussinet de boîte, il faut changer les mèches, bien emplir le dessus et également le dessous de boîte ; de la sorte le graissage s’effectuerait encore par le tampon, au cas où les pattes d’araignée du coussinet se trouveraient bouchées en partie par suite du chauffage.
  - On peut aussi décharger un peu la roue correspondante, et dans une gare, refroidir l’essieu, en dehors du congé, en y faisant couler de l’eau à l’aide d’un seau ou d’un boyau.
  - Si le chauffage augmente, il sera préférable, si on est encore éloigné de son dépôt, de s’arrêter dans un poste de réserve et même de ralentir la marche du train jusque-là — plutôt que d’avarier trop gravement la fusée.
  - Pour un coussinet de bielle, on pourra desserrer un peu la clavette, changer la mèche ou l’épinglette pour obtenir un bon débit, tout en s’assurant que le réservoir ne se videra pas complètement d’une station à une autre, mêler de la fleur de soufre à l’huile, et refroidir le tourillon et la bielle en les aspergeant d’eau froide.
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  - Avoir soin, quand le graissage se fait habituellement à l’huile minérale, de la remplacer alors par de l’huile de colza ou du suif, qui conservent plus de cohésion à la chaleur et graissent mieux par conséquent.
  - Si l’on a dans son outillage un hoyau mince en caoutchouc, assez long et pouvant s’adapter à un robinet de jauge du ten-der, on pourra arroser la pièce qui chauffe en cours de roule.
  - Les machines marines marchent ainsi avec un arrosage continuel de certaines pièces.
  - Mise du feu en réserve. — Si le stationnement n’a qu’une faible durée, il est préférable de mettre le feu en réserve à l’arrière, en le couvrant suffisamment de poussier, ou en capu-chonnant plus ou moins la cheminée, afin que la pression ne tende pas à monter. On laissera la grille entièrement couverte par les cendres ou le mâchefer, pour que l’air froid n’entre pas dans le foyer, ce qui pourrait faire pleurer les tubes.
  - Lorsque l’on se trouve dans un posle où il n’y a pas de chauffeur de nuit, et où l’on doit passer la nuit entière, il est préférable de mettre le feu en réserve à l’avant, il se consommera moins vite ainsi, et on sera plus sûr de le trouver bien vif et en quantité suffisante le lendemain.
  - En môme temps, on n’aura pas à craindre que la pression monte trop haut dans la chaudière ; par mesure de prudence, toutefois, il sera bon dé desserrer les balances de 2 kg., comme le prescrivent les instructions de certaines Compagnies.
  - Avaries. — Quand une bande de tiroir vient à se rompre, on peut continuer à marcher avec un seul côté de la machine, si le profil permet de remorquer ainsi tout le train jusqu’à la prochaine gare ; dans le cas contraire, il vaut mieux attendre la machine de secours à l’endroit où s’est produite l’avarie ; mais on pourra cependant encore paralyser le côté avarié, afin d’aider ainsi la machine de secours à remorquer le train.
  - Pour paralyser le côté avarié, il suffit de démonter la bielle motrice correspondante, de pousser le piston à fond de course
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  - à l’avant et de le caler solidement dans cette position, puis de pousser le tiroir à fond de course et à l’avant également, après avoir retiré les boulons qui relient les excentriques aux barres, et assujetti ces dernières à une tringle de la tonne avec du fil de fer ou un cordage.
  - Quand c’est une tige de tiroir qui se rompt, on peut pour gagner du temps, ne pas démonter la bielle motrice ; il suffit alors de mettre le tiroir aussi juste que possible au milieu de sa course et de le fixer dans cette position en coinçant la tige à l’aide du presse garniture, que l’on serre inégalement.
  - Lors de la rupture d’une bielle motrice, on démonte seulement la partie prise à la manivelle, et on pousse le piston et le tiroir à fond de course comme plus haut.
  - En cas de rupture d’un tourillon de bielle motrice, il faut totalement démonter la bielle, opérer ensuite comme ci-dessus, et démonter aussi la bielle (ou les bielles) d’accouplement prises sur ce tourillons; les mêmes bielles d’accouplement du coté non avarié de la machine devront être démontées également.
  - Dans le cas de rupture d’une bielle d’accouplement, sans aucune autre avarie, il suffit de la démonter ainsi que la bielle correspondante de l’autre coté de la machine. Pour pouvoir remorquer le plus de charge possible — et n’en faire différer par conséquent que le minimum nécessaire — on marchera alors avec une grande admission aux cylindres, en étranglant la vapeur au régulateur ; le travail sur les pistons et sur l’essieu moteur deviendra ainsi plus régulier, et la machine pourra ne pas patiner.
  - On devra d’ailleurs employer cette marche également dans le cas de brouillard rendant le rail très gras, ou seulement de manque de sable dans la sablière ou de non fonctionnement de cette dernière, en diminuant en même temps la vitesse; l’effort de traction sera plus faible et plus régulier à la fois et pourra alors ne pas dépasser l’adhérence de la machine.
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  - Mais la dépense de vapeur sera généralement augmentée ainsi — dans les rampes, du moins, — et on ne devra partir des stations qu’avec un feu très propre, de façon à pouvoir faire produire à la chaudière son maximum de vaporisation.
  - De môme, pour éviter le patinage de la machine lorsqu’on emploie la contre-vapeur, — c’est-à-dire le mouvement en arrière des roues, la machine marchant en avant, — il faudra en cas de petite pluie, de brouillard, de chute de feuilles, employer une admission inverse élevée, à 60 °/0 environ, et une ouverture restreinte du régulateur. En cas de danger, il faudra songer à faire emploi du sable pour augmenter l’adhérence, tant de la machine que du tender ou des voitures dont on serrera le frein.
  - Mais il faudra surtout commencer à employer la contre-vapeur avant que le train n’ait acquis une vitesse trop) élevée ; elle serait inefficace sans cela pour produire l’arrêt, et même le ralentissement du train.
  - La rupture d’un tube à fumée amène généralement la détresse de la machine, surtout lorsque les foyers sont munis d’une voûte ou d’un bouilleur, parce qu’alors il est à peu près impossible de tamponner le tube crevé.
  - On doit toutefois, si la rupture du tube n’est pas compdète et par suite si la fuite n’est pas très abondante, essayer de le tamponner ; on alimente alors la chaudière avec les deux gifîards tout en continuant à marcher sous vapeur, de façon à faire baisser rapidement la pression dans la chaudière. La fuite diminue ainsi, et il est parfois possible de tamponner le tube.
  - Dans le cas de fuites à la tubulure par suite d’une alimentation trop abondante avec un feu peu vif ou de rentrées d’air froid par le cendrier, il faut enfoncer les bagues avec prudence, par petits coups et en ayant soin de bien maintenir le chasse-bagues dans la direction exacte du tube ; on pourra ainsi étancher les fuites.
  - Si l’on vient à fondre les plombs du foyer, le feu s’éteint
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 313
  - et on est forcément en détresse. Mais le ciel peut recevoir un coup de feu par manque d’eau sans que les plombs fondent, si ceux-ci sont revêtus intérieurement d’une épaisse couche de tartre ; dès que l’on s’en aperçoit il faut arrêter le train, couvrir rapidement le feu avec du poussier mouillé s’il y en a de préparé (sans cela il faut le jeter) laisser la porte entr’ou-verte, et faire baisser la pression en ouvrant le régulateur et les purges des cylindres et des boîtes à tiroirs. On examine ensuite le ciel et les rangées de tubes supérieures ; s’ils ne paraissent pas avariés on peut alimenter après que le ciel aura cessé d’être rouge, mais avec prudence ; si des fuites trop abondantes ne se déclarent pas, on pourra enfin continuer jusqu’au premiei poste de réserve, en marchant à une pression très sensiblement inférieure à celle du timbre.
  - Lorsque la chaudière se vide par suite d’une fuite importante à un joint d’autoclave, de la rupture d’un robinet, etc., il faut de suite jeter le feu également.
  - A ce propos, lorsqu’on veut serrer un robinet ou un autoclave d’une chaudière en feu, il faut toujours le faire avec prudence ; le goujon peut être en partie rompu déjà, ou le bronze cassant, et on produit très facilement alors la rupture de ce goujon, même avec un serrage modéré.
  - Les injectcurs manquent rarement ; quand ils ne s’amorcent pas, il faut s’assurer que le clapet sur le tender est bien ouvert (il a pu se fermer par les trépidations de la marche si le pas de vis de la tige est libre dans son écrou), ainsi que le robinet de la chapelle de refoulement.
  - Si, l’injecteur étant monté en charge, l’eau ne s’écoule pas par le trop-plein, — le robinet d’eau de l’appareil étant ouvert, ainsi que le clapet sur le tender, — c’est que ce clapet est dégoupillé d’avec sa tige, ou que le tuyau du tender est obstrué par un chiffon qu’on aura laissé tomber dans les caisses. On a rapidement fait alors de démonter ce tuyau pour le déboucher ou pour soulever le clapet, — qu’on peut aussi
  - 18 '
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- - 314 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - rejeter de son siège en envoyant de la vapeur au tender par l’injecteur.
  - Parmi les avaries du châssis, la rupture des ressorts de suspension est la plus fréquente. Le mécanicien peut continuer sa marche, si le ressort n'est que glissé, ou qu’il n’y a qu’une feuille rompue. Quand le ressort l’est totalement, il faut caler la hoîte, et ralentir ensuite la marche en s’assurant fréquemment qu’aucun coussinet de boîte ne chauffe.
  - Si les ressorts des deux roues d’un même essieu, ou ceux de deux roues voisines, sont réunis par un balancier, et que l’un d’eux se rompe, ou bien une tige de suspension, ou le balancier lui-même, il faut alors caler les deux boîtes correspondantes.
  - Les ruptures de bandages et d’essieux, par suite des conditions rigoureuses imposées pour leur fabrication et leur réception, sont très rares, mais elles occasionnent toujours la détresse, et souvent même le déraillement de la machine.
  - Lorsqu’il s’aperçoit d’une pareille rupture, le mécanicien doit arrêter son train le plus rapidement possible, tout en évitant, -- si la roue avariée est une roue motrice ou accouplée, — de faire usage de la contre-vapeur, ou de serrer le frein de la machine au cas où celle-ci porterait des sabots agissant sur cette roue.
  - Le mécanicien demande ensuite le secours, et dans l’intervalle il jette le feu, vide la chaudière, puis démonte les bielles motrices, d’accouplement et d’excentriques, si l’essieu rompu est un essieu moteur. Le chef de dépôt qui vient au secours fait prendre à son tour les dispositions qu’il juge utiles pour la continuation de la marche du train et la rentrée de la machine.
  - Le décalage d’un essieu ou le desserrage complet d’un bandage, si la roue n’est pas munie d’un talon intérieur empêchant le bandage de quitter la jante, obligent aussi le mécanicien à s’arrêter, soit à l’endroit même où il est parvenu quand
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- - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER 315
  - il s’aperçoit de ce décalage, soit à la plus prochaine gare, s’il juge qu’il peut continuer jusque-là, — car il pourrait s’ensuivre le déraillement de la machine et du train, sur les aiguilles et les croisements principalement.
  - Pour parer rapidement à la plupart des avaries qui peuvent ainsi survenir en cours de route, il est indispensable que l’outillage dont sont munies les machines soit toujours en bon état et au complet : les jeux de clefs, principalement, ainsique les burins, bédanes, cales des boîtes, crics, vérins, etc.
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- - 316 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - TABLEAU I
  - .TABLES DES CIRCONFERENCES, SURFACES, CARRES, CUBES, RACINES CARRÉES, RACINES CUBIQUES, DES NOMBRES DE UN A CENT
  - (Pour servir au calcul des mêmes données pour tous les autres nombres par déplacements de la virgule).
  - Nombres Circonfé- rence Surface Carré Cube Racine carrée Racine cubique
  - 1 3,14 0,78 1 1 1,000 1,000
  - 2 6.28 3,16 4 8 1,414 1,2;j9
  - 3 9,42 7,07 9 27 1,732 1,442
  - 4 12,47 12,57 16 66 2,000 l.;>87
  - 5 15.71 19,63 25 125 2,336 1,709
  - 6 18,85 28,27 36 216 2,449 1,807
  - 7 21,99 38,48 49 343 2,645 1,912
  - 8 25’ 13 50.27 64 512 2.828 2,000
  - 9 28,27 63.62 91 729 3,000 2,080
  - 10 3L41 78,54 100 1,000 3,162 2,154
  - 11 34,55 95,03 131 1.331 3,316 2,223
  - 12 37,69 113,09 144 1,728 ' 3,464 2,289
  - 13 40,84 132,73 169 2,197 3,605 2,351
  - 14 83.98 153,94 196 2.744 3.741 2,410
  - 15 47,12 176,71 225 3.375 3.872 2,466
  - 10 50^26 201,06 256 4,096 4,000 2,519
  - 17 53,40 226,98 289 4,913 4,123 2,571.
  - 18 56,54 254,46 324 5,832 4,242 2,620
  - 19 59.69 283.52 361 6,859 4,358 2, (68
  - . 20 62,83 304,15 400 8,000 4,4(2 2,714
  - 21 65,97 346,36 441 9,261 4,582 2,758
  - 22 69,11 380,13 484 10,648 4,690 2,802
  - 23 72,25 415,47 559 12,167 4,795 2,843
  - 24 25 75,39 452,38 576 13,824 4,898 2,884
  - 78,54 490,87 625 15,625 5,000 2,924
  - 26 81,68 530,93 676 17,576 5,099 2,962
  - 27 84*82 572,55 729 19,683 5,196 3,000
  - 28 87,96 615,75 784 21,952 5.291 3,036
  - 29 91,90 660,62 841 24,389 5,385 3.072
  - 30 94,24 706,85 900 27,000 5,477 3,107
  - 31 97,38 754,76 961 29,791 5,567 3,141
  - 32 100*53 804.14 1,024 32,768 5,656 3,174
  - 33 103*67 855,38 1,089 35,937 5,744 3,207
  - 34 106,81 907,92 1,156 39,304 5.830 3,239
  - 35 109.95 962.11 1,225 42,875 5,916 3,271
  - 36 113,09 1 017,87 1,296 46,656 6,000 3,301
  - 37 116,23 1 075,21 1,369 50,653 6,082 3,332
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- - MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER 317
  - (Suite)
  - Nombres Circonfé- rence Surface Carré Cube Racine carrée Racine cubique
  - 38 119,38 1 136,11 1,444 54,872 6,164 3,361
  - 39 122,52 1 194,59 1,521 59,319 6,244 3,391
  - 40 125,66 1216,63 1,600 64,000 6,324 3,419
  - 41 128,80 1 320,25 1,681 68,921 6,403 3,448
  - 42 131,94 1 385,44 1,764 74,088 6,480 3,476 '
  - 43 135,08 1 452,20 1,849 79,507 6,557 3,503
  - 44 138,23 1 520,52 1,936 85,184 6,633 3,630
  - 45 141,37 1 190,43 2,025 91,125 6,708 3,556
  - 46 144,51 1 661,90 2,116 97,336 6,782 3,583
  - 47 147,65 1 734,94 2,209 103,823 6,855 3.608
  - 48 150,79 1 806,55 2,304 110,592 6,928 3,634
  - 49 153,93 1 885,74 2,401 117,649 7,000 3,659
  - 50 157,68 1 963,49 2,500 125,000 7,071 3,684
  - 51 160,22 2 042,82 2,601 132,651 7,141 3,708
  - 52 163,36 2 123,71 2,704 140,608 7,211 3,732
  - 53 166,50 2 206,18 2,809 148,877 7,280 3,756
  - 54 169,64 2 290,21 2,916 157,404 7,348 3,779
  - 55 172,78 2 378,82 3,025 166,375 7,416 3,802
  - 56 175,92 2 463,01 3,136 175,616 7,483 3.825
  - 57 179,07 2 551,75 3,149 185,193 7,549 3,848
  - 58 182,21 2 662,08 3,364 195,112 7,615 3,870
  - 59 185,35 2 733,97 2,481 205,379 7,681 3,892
  - 60 188,49 2 827,43 3,600 216,000 7,745 3,914
  - 61 191,63 2 922,46' - 3,721 226,981 7,810 3,936
  - 62 194,77 3 019,07 3,844 238,328 7,874 3,957
  - 63 197,92 3117,14 3,969 250,047 7,937 3,979
  - 64 201,06 3 316,99 4,096 262,144 8,000 4,000
  - 65 204,20 3 318,30 4,225 274,625 4,062 4,020
  - 66 207,34 3 471,18 4,356 287,496 8,124 4,041
  - 67 210,48 3 525,65 4,481 300,763 8,185 . 4,061
  - 68 213,62 3 631,68 4,624 314,432 8,246 4,081
  - 69 216,77 3 739,18 4,761 328,504 8,306 4,101
  - 70 219,91 3 848,45 4,900 343,000 8,366 4,121
  - 71 223,05 3 959,19 5,041 357,911 8,426 4,140
  - 72 226,19 4 071,h0 5,184 373,248 8,485 4,160
  - 73 229,33 4 185,38 5,329 389,017 8,544 4,179
  - 74 232,47 4 300,84 5,476 405,224 8,602 4,198
  - 75 235,61 4 417,86 5,625 421,875 8.660 4,217
  - 76 238,76 4 536,45 5,776 438,976 8,717 4,235
  - 77 241,90 4 566,62 5,929 456,533 8,774 4,254 —
  - 18
- p.317 - vue 326/345
- - 318 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - (Suite)
  - Nombres Circonfé- rence Surface Carré Cube Racine carrée Racine cubique
  - 78 245,04 4 778,36 6,084 474,552 8,831 4,272
  - 71) 248,18 4 901,66 6,241 493,039 8.888 4.290
  - 80 251,32 5 026,54 6,400 512,000 8,966 4,308
  - 81 254,44 5 153,00 6,561 531.441 9,000 4,326
  - 82 257,61 5 281,01 6,724 551.368 9,055 4,344
  - 83 260,75 5 410,59 6,889 57 ,787 9,110 4.362
  - 84 263,89 5 541,77 7,056 592.704 9,165 4,379
  - 85 267,03 5 674,50 7,225 614,125 9,219 4,396
  - 8(5 270,17 5 808,80 7,396 636,056 9,273 4,414
  - 87 273,31 5 946,67 7,569 658,503 9,327 4,431
  - 88 276,46 6 082,11 7.744 681,472 9.380 4,447
  - 89 279,60 6 221,13 7,921 704,909 9,433 4,464
  - 90 282,74 6 301,72 8,100 719,000 9,486 4,481
  - 91 285,88 6 503,87 8,781 753,571 9,539 4,497
  - 92 289,02 6 647,61 8,644 778,688 9,591 4,514
  - 93 292,16 6 792,90 8,649 804,357 9,643 4,530
  - 94 295,31 6 939,78 8,836 830,584 9,695 . 4,546
  - 95 298,45 7 088,21 9,025 857,375 9,746 4,562
  - 96 301,59 7 338,23 9,216 884,736 9,797 4,578
  - 97 304,73 7 389,81 9,409 912,673 9,848 4,594
  - 98 307,87 7 542,96 9,604 941,192 9,899 4,610
  - 99 311,01 7 697,69 9,801 970,299 9,949 4,626
  - 100 314,16 7 853,98 10,000 1 000,000 10,000 4,641
- p.318 - vue 327/345
- - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - 319
  - TABLEAU II
  - PRESSION, TEMPÉRATURE, CHALEUR DE l’eAU CHALEUR LATENTE DE VAPORISATION, CHALEUR TOTALE, POIDS VOLUME DE LA VAPEUR SATUREE
  - Pression eilecti vo en kg par cm2 1 Température (<") 2 Chaleur Poids du mètre-cube IkR) G V ol u m o du kg (rçètre cube) 7
  - cio l’eau (q calories) 3 latente île vaporisation (r cal.) •1 totale (</ + »' cal.) 5
  - 0,0 99,1 99,6 537,1 636,7 0,536 1,700
  - 0,0330 100,0 100,5 536.5 637,0 0,601 1,664
  - 0,5 110,8 111,4 528,9 640,3 0,858 1,105
  - 1,0 119.6 120,4 522,6 643,0 1.125 0,889
  - 1,5 126,7 127,7 517,5 645,2 1,388 0,721
  - 2,0 132,8 133,9 513,1 647,0 1,647 0,607
  - 2,5 - 138,1 139,3 509,3 648,6 1.963 0,526
  - 3,0 142,8 144,1 506,0 650,1 2,157 0,464
  - 3,5 147,1 148 5 502,9 651.4 2,409 0,415
  - 4,0 151,0 152,5 500.1 652,0 2,660 0,376
  - 4,5 154,6 156,2 497,5 653.6 2,908 0,344
  - 5.0 157,9 159,6 495,1 654,7 3,156 0.317
  - 5,5 161.1 162,8 492,8 655,6 3,402 0,294
  - 6,0 164,0 165,9 490,6 656,5 3.647 0,274
  - 6,5 166.8 168,8 488,6 657.4 2,890 0.257
  - 7,0 169.5 171,5 486,7 •658.2 4,133 0,242
  - 7,5 172,0 174,1 484,9 659,0 4,375 0,229
  - 8,0 174,4 176,6 483,1 659,7 4,616 0,217
  - 8,5 176,7 178,9 481,4 660,3 4,856 0,206
  - 9,0 178,9 181,2 479,8 661,0 5,095 0,196
  - 9.5 181,0 183,4 478,2 66 i,6 5.333 0,187
  - 10,0 183,1 185,6 476,8 062,3 5,571 0,180
  - 11,0 186,9 189,6 473,9 663,5 6,045 0,165
  - 12,0 190,6 193,4 471.2 664,6 6,516 0,153
  - 13,0 191,1 197,0 468,7 665,7 6 986 0,142
  - 14,0 197,2 200,4 466,2 666,6 7,470 0.130
  - 15,0 200,0 203,6 463,9 667,5 7,953 0,120
  - (l) Pression atmosphérique,
- p.319 - vue 328/345
- - 320 MANUEL DU MÉCANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - TABLEAU III
  - Poids spécifique de quelques solides, liquides et gaz :
  - Cuivre laminé....................................8ks,95
  - Cuivre rouge fondu.................................8, 85
  - Fer forgé. ........................................7, 788
  - Plomb fondu......................................11, 35
  - Zinc en feuilles...................................7, 19
  - Acier trempé . . . .............................7, 810
  - Bronze (suivant la composition). , . . 8ks,44 à 9, 14
  - Laiton — — .... 7, 30 à 8, 65
  - Fonte blanche........................7, 44 à 7, 84
  - — grise.........................6, 79 à 7, 95
  - Anthrancite.......................... 1, 340 à 1, 460
  - Houille.............................. 1 280, à 1, 360
  - Huile d’olive......................................0, 915
  - — de colza.................................. —
  - — de naphte.................................0, 910
  - Air h la température de 0 degré et à la pression de
  - 760 millimètres....................................lsr,293
  - Température de fusion de quelques métaux :
  - Etain.................................................. 235°
  - Plomb............................................ 335
  - Antimoine........................................ 440
  - Zinc............................................. 450
  - Bronze........................................... 900
  - Cuivre jaune.....................................1015
  - — rouge.....................................1 050
  - Fonte de fer............................ 1 050 à 1 200
  - Aciers.................................. 1 300 à 1 400
  - Fer doux.........................................1 600
  - Fer martelé......................................1 600
  - Quantité de calories dégagées dans la combustion complète de lks des combustibles et gaz suivants :
  - Hydrogène. . . . •..................... 34 500 calories
  - Charbon de bois............................... 8 080 —
  - Houille moyenne............................... 7 500 —
  - Coke.............................. 6 800 k 7 000
  - Bois sec.......................... 2 800 à 3 000 —
  - Oxyde de carbone.............................. 2 400 —
  - Acide carbonique.............................. 8 080 —
- p.320 - vue 329/345
- - MESURES DES SURFACES
  - SURFACES PLANES
  - a
  - a
  - Triangle
  - c; h 7
  - ° 2 h'
  - Carré S = a*.
  - Rectangle S = bh.
  - Trapèze
  - s = b-±ï ,,
  - Cercle S = nR2 =
  - 4
  - Secteur mon — ‘^gg- , l’angle mon étant égal à a degrés.
  - SURFACES COURUES Sphère
  - S = 4tîR2 — tiD2 ; R rayon,
  - D diamètre.
- p.321 - vue 330/345
- - 322
  - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - Cylindre circulaire droit S = 2-RH ;
  - Il rayon de la base, H hauteur.
  - Cône à base circulaire droit
  - S = -RL ;
  - R rayon de la base,
  - L longueur des génératrices.
  - VOLUMES
  - Cylindre circulaire droit
  - y — H •
  - v — 4 11 ’
  - D diamètre de la base, H hauteur.
  - Cane à base circulaire droit ou oblique V = -R2 R rayon de la base.
  - Sphère pleine Y = ~ t:R3; R rayon.
- p.322 - vue 331/345
- - RECTIFICATIONS ET ADDITIONS
  - Locomotives compound à grande vitesse type 1895 du chemin du Nord (voir page 17). — Ces machines, plus puissantes encore que celle du type 1802, notamment sous le rapport de la surface de chauffe, remorquent sur la rampe de 24 kilomètres de longueur et de 5 millimètres d’inclinaison qui existe entre Creil et Survilliers un train de 16 voitures, 16o tonnes, à la vitesse de 100 kilomètres à l’heure, effectuant ainsi ce trajet en 14 minutes.
  - La pression et le niveau de l’eau restent absolument constants dans ce parcours, malgré que le travail développé dans les cylindres dépasse 1400 chevaux.
  - Locomotives à tiroirs cylindriques, à bogie et à bec des chemins de fer de l'Etat (voir page 22). — Les chemins de fer de l’Etat viennent de commander aux Etablissements Schneider, au Creusot, quatre machines à grande vitesse, à bogie, qui doivent être munies de la distribution à tiroirs cylindriques système Ricour, et des surfaces de moindre résistance indiquées fîg. 6 (voir page 16).
  - Plus long parcours sans arrêt (voir page 23). — Le 15 juillet 1896 il a été mis en circulation entre Londres et Exeter, sur le Gréai Western Ry, un train rapide effectuant ce trajet, long de 312 kilomètres, sans aucun arrêt intermédiaire, en 3 heures 37, soit avec une vitesse moyenne de marche de 86km,4 à l’heure.
  - Ce train, composé de six voitures à bogie du poids total de 140 tonnes, est remorqué par des machines à roues libres de 2m,337 de diamètre, bien que sur la deuxième moitié du par-
- p.323 - vue 332/345
- - 324
  - MANUEL DU MECANICIEN DE CHEMIN DE FER
  - cours il y ait de nombreuses rampes de 7 à 12 millimètres d’inclinaison par mètre.
  - Le tender est rempli deux fois en cours de route au moyen de prises d’eau système Ramsbottom, disposées en des points convenablement choisis du parcours.
  - Soupapes de sûreté système Ramsbottom, (voir page 168). — Dans les soupapes système Ramsbottom, le ressort est tendu, et il est comprimé dans les soupapes système Webb, employées par la Cie de l’Ouest et représentées fig. 67.
  - Tiroir Trick ou Allen, à double entrée de vapeur (voir page 209. — Ce tiroir est surtout employé pour diminuer le laminage de la vapeur aux faibles admissions.
  - D’après des expériences récentes faites aux Etats-Unis, et dont M. Mallet vient de rendre compte à la Société dos ingénieurs civils, il doublerait Vouverture de vapeur aux admissions de 20 à 60 °/0 ; pour les admissions plus grandes, il augmente seulement la rapidité de cette ouverture.
  - Aux admissions ordinairement employées, ce tiroir donne ainsi une augmentation de la pression moyenne effective sur les pistons de 20 °/0 environ ; il doit de ce fait réduire la dépense de vapeur, celle-ci travaillant dans de meilleures conditions.
- p.324 - vue 333/345
- - TABLE ALPHABETIQUE
  - Pages.
  - A
  - Acide carbonique.............84
  - Adhérence...................207
  - Agrafes des foyers .... -42
  - Air. . . ‘ ‘.............77
  - Ajustage des coussinets des
  - boîtes...................-45
  - Allan (coulisse d’).........189
  - Allen (tiroir d’) ou Trick . . 209
  - Angle de calage des exccn-
  - Iriques..................176
  - Angle d'avance..............177
  - — des excentriques . . . 176
  - Anthracite..................89
  - Appareils d’alimentation des
  - chaudières................138
  - Appareils d'épuration de l'eau Bérenger et Stingl. . . . 153
  - Appareils d’épuration de l'eau
  - système Gaillet...........153
  - Arbel (roues système) ... 49
  - Armature du ciel de foyer système Belpaire .... 96
  - Armature du ciel de foyer système Polonceau. . . . 112
  - Armature du ciel de foyer à
  - fermes....................110
  - Atmosphère, pression atmosphérique .....................77
  - Pages.
  - Attache des bandages ... 54
  - — système
  - Salmon......................54
  - Attache des bandages C" d’Orléans .............. ... 55
  - Avance à l’admission . . . 185
  - — l’échappement . . 186 AAraries au châssis .... 314
  - — à la chaudière. . . 312
  - — au mécanisme. . . 309
  - B
  - Balances (soupapes de sù-
  - reté à) 166
  - Balanciers longitudinaux. . 49
  - — transversaux. . . 48
  - Bandages (attache- des). . . 54
  - — (Parcours des). . 52
  - Baromètre de Toricelli. . . 77
  - Belpaire (foyer) 95
  - Bielles 270
  - Boîte à feu 107
  - Boîtes à huile / O •ÎO
  - Boite à huile à trois coussinets du chemin de Lyon. . 46
  - Boite radiale système Ed. Rov. ........ 59
  - Bouilleur Ten Brinek. . . . 97
- p.325 - vue 334/345
- - 326
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - Boudins des roues ("graissage). 52 — (trempe) . 53
  - Boulons de manivelles (calage des)............... 200-272
  - Briquettes.......................90
  - C
  - Calage des Boutons de mani-
  - nivellc................. 260-272
  - Calage des roues (pression de). 8G Caléfaction (phénomène de). 170 Calorie (Unité de mesure). . 70
  - Carbone de la houille ... 84
  - Chaleur (nolions sur la) . . 67
  - — latente de fusion. 70
  - — vaporisation de
  - l’eau.........................71
  - Chaleur totale vaporisation de
  - l'eau.........................71
  - Chaleur spécifique des corps. 70 Changement de marche des locomotives à distribution système Bonnefond . . .
  - Changement de marche à vapeur de la Ciü de l’Ouest. . Changement de marche à vapeur de la Cie de l’ouest système Sterling .... Charge des essieux .... 290 Chargement du combustible dans les foyers (modes
  - de)................... 96-98-105
  - Châssis des locomotives. . . 4q Chaudière (La)...................94
  - — système Fkunan . 173
  - — Disposition E. Po-
  - lonceau................. . 174
  - Chauffage des coussinets de bielles ou de boites . . . 309 Cheval - vapeur (Définition du)..............................17
  - Chemin de fer à crémaillère système Higgcnbach. . . 34
  - Chemin de fer à crémaillère
  - système A ht..................34
  - Chemin de fer à crémaillère système de Langrcs . . . 34
  - Chemin de fer funiculaire, disposition Ilandysido ... 35
  - Ciel de foyer (mode d’attache
  - du)..........................110
  - Circulation (Propagation du calorique dans les chaudières, par)...................72
  - Circulation ondulée des machines à chaud ière El aman du chemin de l’Est. . . . lit
  - Ciel de foyer système E. Po-
  - lonceau......................111
  - Coefficient; de conductibilité. 68 Coefficient de dilatation des
  - métaux........................69
  - Coefficient de dilatation de
  - l’eau.........................69
  - Combustibles....................84
  - Comhu lion du charbon dans les foyers....................85
  - Compression de la vapeur. 186195 Conditions principales d’établissement de quelques locomotives...................282
  - Conductibilité des métaux. . 72
  - Conduite des locomotives. . 299 Contrepoids des roues. . . 49
  - Contrepoids des roues (surcharge sur les rails due lors du démontage des bielles). 51 Contre-vapeur (mode d’emploi et effort résistant de la). 200 284 Contre-vapeur (Diagramme). 202 Corps cylindrique . . . ..113
  - Crampton (locomotives) . . 7
  - Crémaillère (chemins déféra).
- p.326 - vue 335/345
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - 327
  - Corliss (avantages des machines)........................230
  - Coulisse d’Allan...............189
  - Coulisse de Goocli .... 189
  - Coulisse de Stcphenson. . . 187
  - Coussinets à bagues des
  - bielles......................43
  - Coussinels des boîtes (Dépouille à donner aux) . . 44
  - Coussinets des boites régulés. 47 Coups de t'eu au ciel des loyers (mesures à prendre
  - en cas de)..............171-312
  - Cylindre distributeur système Ricour....................212
  - Cylindre moteur................200
  - D
  - Débit des injecleurs. 140-143-148 Définition de la machine-
  - Jocornotive...............
  - Degré d’admission dans les cylindres donnant le meilleur rendement au point rte vue rte l'utilisât ion de
  - la vapeur ................
  - Densité de l’air.............
  - Densité rte la Arapeur d’eau. . Dépense de charbon des locomotives compound du nord. Dépense rte charbon des locomotives à distribution à tiroirs cylindriques des chemins rte 1er rte l’i-llat. . .
  - Dépense de charbon des loco-motives à distribution Bon-
  - 5
  - 232
  - 77
  - 319
  - 148
  - 22
  - nefonrt.....................22
  - Dépense rte charbon des loco-moth'es électriques Ileil-maun...............................38
  - motives compound du chemin de Lyon.............149
  - Dépense de vapeur des locomotives compound du nord et de celles à distribution système Bonnefond rte l’É-
  - tat .......................148
  - Désincrustants................150
  - Détente (aA’antages et inconvénients rte la).............183
  - Diagramme d’indicateurs servant à se rendre compte de la distribution de la au peu r dans les cylindres et à calculer le travail rte cette
  - vapeur.............. 192-226-230
  - Diagramme d’indicateur des locomotives à distribution
  - Bonnefond....................246
  - Diagramme d’indicateur des locomotives Durant et Len-
  - c au chez.................246
  - Diamètre des cylindres. . . 293 Diamètre des roues motrices. 295 Dilatation des chaudières. . 118 Dispositifs employés pour faciliter le passage des machines dans les courbes. 25-56 Distribution de la Auipeur dans les cylindres. . . . 192 Distribution de la Aupeur dans’les cylindres système
  - Joy..........................191
  - Distribution de la vapeur dans les cylindres système
  - Bonnefond....................235
  - Distribution de la vapeur dans les cylindres système Durant et Lencauchez . . 245 Distribution à tiroirs cylindriques système Ricour. . 211
- p.327 - vue 336/345
- - 328
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - E
  - Eau entraînée par la vapeur
  - et condensée dans les cy-
  - lindres (quanlitée d’). . 74-148
  - Ebullition
  - Echappement anticipé. . . 186
  - — (intensité du
  - tirage produit par F). . . 132
  - Echappement mobile à val-
  - ves . . 127
  - Echappement fixe des che-
  - mins de Lyon et de
  - l'Ouest . . 128
  - Economie sleam box . . . 128
  - Economie théorique réalisée par les machines à tiroirs cylindriques système Ri-
  - cour.........................220
  - Effort de traction maximum théorique des locomotives. 278 Effort de traction maximum théorique des locomotives. 2S0 Effort de traction moyen
  - réel.........................281
  - Effort résistant de la contre-
  - vapeur.......................284
  - Entraînements d’eau, mesures à prendre pour les faire
  - cesser.......................74
  - Entre.toises des foyers. . . 107 Enveloppes isolantes des chaudières et des cylindres. . 72
  - Epreuve des chaudières . . 172 Epuration de l’eau Gio du Nord. 140 Epurateur système Gaillet. . 153 Espace nuisible dénommé aussi espace neutre, libre
  - ou espace mort...............219
  - Essieux droits. Parcours, endroit de rupture .... 55
  - Essieux coudés. Parcours, endroit de rupture .... 55
  - Etablissement des locomo-
  - tives ....................292
  - Evaporation de l’eau ... 73
  - Excentriques................176
  - Explosion des chaudières . . 169
  - Extraction de l’eau des chaudières en pression. ... 76
  - F
  - Flaman (chaudière système). 173 Fermeture automatique des tubes à niveau d’eau. . . 136
  - Formation de la vapeur . . 73
  - Formation du loyer. . . . 107
  - Foyer Belpaire.................95
  - Foyer cubique ordinaire. . 102
  - Foyer Ten Brinck...............97
  - Foyer Ten Brinck Bonnet. . 99
  - Foyer de chaudière locomotive chauffée au pétrole. . 91
  - Friedmanu (injectcur). . . 139
  - Frein à contre-vapeurlticour. 300 Frottement des fusées . . . 286
  - Frottement des tiroirs (calcul
  - du)........................206
  - Fusées des essieux (Dimensions et charge des). . . 55
  - G
  - Galop (mouvement de). . . 274
  - Garnitures métalliques sys-
  - tème Duterne ..... 258 Garnitures métalliques système Pile......................259
  - Garnitures métalliques système Duval.....................259
  - Giffard (injecteur) .... 140
  - Glissière de crosse de piston
  - (graissage des).............203
  - Gooch (coulisse de). . . . 189
- p.328 - vue 337/345
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - 329
  - Graissage des boites à huile et des coussinets de
  - bielles................ 308-309
  - Graissage des boudins des roues ........ 52
  - Graissage des cylindres et tiroirs................ 223-243-303
  - H
  - Houille.........................89
  - Huiles de graissage. Leur influence sur le roulement des machines . . . . . 286
  - Hydrogène.......................84
  - Hydrocarbures (combustion des)............................86
  - I
  - Indicateur (Diagrammes d’).
  - 192-226-230
  - Injecteurs (Débit des). 140-143-148
  - Injecteur Friedmann. . . . 139
  - InjecteurE. Polonceau . . . 143
  - Injecteur Sellers..............140
  - Injecteur Mazza utilisant la vapeur d’écliappement . . 157
  - Injection d’eau dans 'l’échappement ................... 205-308
  - Intensité du tirage (mesure de 1’).........................132
  - J
  - Jeu des coussinets dans les
  - boîtes......................56
  - Jeu transversal des bogies. . 62
  - Joints (réfection des). . . . 301 Joy (distribution)..............191
  - K
  - Kilogrammètre (définition) . 17
  - L
  - Lacet (mouvement de). . . 273 Laminage de la vapeur par le
  - régulateur.................233
  - Imminage de la vapeur par les orifices des cylindres . 234 Lavage des chaudières. . . 301 — rails à l’eau chaude. 53 Locomotive à bec du chemin
  - de Lyon.....................17
  - Locomotive anglaise à roues
  - libres...................... 8
  - Locomotive à grande vitesse à quatre essieux du chemin d’Orléans...............10
  - Locomotive à grande vitesse à quatre essieux des chemins de l’État..............22
  - Locomotive à grande vitesse à quatre roues couplées du
  - Midi........................13
  - Locomotive à grande vitesse à chaudière Flaman de la
  - C‘e de l’Est................12
  - Locomotive compound à grande vitesse du chemin
  - du Nord.....................15
  - Locomotive Crampton. . . 7
  - — articulée système Mallet...............63
  - Locomotive à quatre roues
  - couplées....................23
  - Locomotive mixte et à marchandises à six roues couplées ......................24
  - Locomotive compound à six roues couplées du midi. . 26
  - 19*
- p.329 - vue 338/345
- - 330
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - Locomotive ?i marchandises à trois essieux couplés et à essieu porteur du P. L. M. 29 Locomotive h marchandises à quatre essieux couplés du
  - I’. L. M.................30
  - Locomotive à marchandises à quatre essieux couplés de
  - l'État...................20
  - Locomotive Woolf à quatre essieux couplés du Nord . 30
  - Locomotive à dix roues du chemin d'Orléans. ... 33
  - Locomotive électrique système lfeilmann..............35
  - Locomotive-tender des chemins de 1er de l’Est. . . 31
  - Locomotive-tender du chemin
  - d'Orléans...................32
  - Locomotive système Ilandy-
  - side.......................3;>
  - Locomotive compound. . . 247
  - Locomotive compound à deux cylindres système Mallet . 249 Locomotive compound à trois cylindres du Nord et de
  - l’Ouest....................255
  - Locomotive compound à quatre cylindres du Nord et de
  - P. L. M............... 257-323
  - Locomotive Woolf du Nord. 2G0 Longerons......................40
  - — (nature et épaisseur
  - du métal des)...............42
  - Longueurdes tubes ordinaires. 122
  - — — à ailettes. 126
  - M
  - Mallet (locomotives compound et articulées système). . 63-249 Manomètre ....... 137
  - Marche à contre-vapeur. 200-312
  - Marche à régulateur fermé . 197
  - Marche avec étranglement par Je régulateur .... 233 Marche eu cas de brouillard et de manque de sable . . 311 Matelassage des parois des
  - foyers.......................108
  - Menus (emploi des). . . . 307
  - Métal des foyers................112
  - Métal blanc (régule ou anti-friction). 47
  - N
  - Niveau d'eau double (tube h)
  - (7” du Midi '.............134
  - Niveau d’eau à billes système
  - Chàlon....................136
  - Notions élémentaires sur la chaleur.....................67
  - O
  - Ordonnée moyenne (calcul de
  - P)......................275
  - Oxyde de carbone .... 84
  - Oxygène...................84
  - P
  - Parcours des locomotives Crampton du chemin de fer
  - du Nord.............. 8
  - Parcours des bandages... 52
  - — essieux.... 55
  - Perte de travail due à l’espace nuisible .... 231-234
  - Pertes de travail due à l’échappement anticipé. 231-234 Pertes de travail due au défaut de détente . . . 231-234
- p.330 - vue 339/345
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - 331
  - Pertes de travail due air la-
  - minage ................ 231-234
  - Pétrole (Emploi comme combustible du).................91
  - . . 57
  - . . 109 . . 298
  - Plans inclinés . .
  - Plaques tubulaires Poids adhérent Plus long parcours sans arrêt
  - en Europe................ 23-322
  - Pompes alimentaires . . . 146
  - Pouvoir calorifique du bustible . . .
  - Pouvoir vaporisateur ... 88
  - — absorbant des corps. 87
  - — réfléchissant ... 67
  - com-
  - Précaulions à prendre dans la conduite des chaudières. 172 Précautions à prendre dans la condui te dos machines à tiroirs cylindriques . . . 223
  - Précautions «à prendre dans la conduite des machines
  - Bonnefond....................243
  - Pression atmosphérique . . 77
  - — absolue...............79
  - — effective .... 79
  - — exercée sur les tiroirs (calcul de la) . . . 206
  - Pression moyenne effective de la vapeur pendant un coup de piston (calcul de
  - la)......................275
  - Principe du changement de marche.....................180
  - Prise d’eau sans arrêt système Ramsbotton.... 23
  - Prise de vapeur des injecteurs de la O de l’Est .... 159 Prise de vapeur des injecteurs des chemius de fer de
  - l’État.................159
  - Propagation du calorique
  - (modes de)..............72
  - Q
  - Quantité d’eau vaporisée par kilogramme de charbon. 88-148 Quantité d’eau entraînée avec la vapeur.............75-14S
  - It
  - Rampes fictives.................29
  - Ramsbottom (soupapes de sûreté système)................23
  - Ramsbottom (prise d’eau sans
  - arrêt)......................168
  - Ratés dans l’ouverture des tiroirs (distribution Bonne-
  - fond) ......................241
  - Raymond et llenrard (boite à trois coussinets) .... 46
  - Rayon d’excentricité . . . 176 Rayonnement (propagation du
  - calorique par)...............72
  - Réchauffage de l’eau d’alimentation ...... 155
  - Recouvrement extérieur des
  - tiroirs....................181
  - Recouvrement intérieur , . 181 — négalif. . . 182
  - Régulateurs (divers systèmes
  - de)........................163
  - Régulateurs à douille tiroir . 163 — système Ed. Roy. 164 Régulation du tiroir. . . . 192 Réservoir intermédiaire des machines compound (vo-
  - lume du)............... 253-262
  - Résistance à la marche des
  - voitures...................286
  - Résistance au roulement . . 287
- p.331 - vue 340/345
- - 332
  - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - — due au frottement des fusées et à l’air ambiant ........ 287
  - Résistance due aux courbes . 288
  - — due aux rampes. . 288
  - — des machines. . . 289
  - — des trains à la marche (calcul de la) . . . . 290
  - Roues système Arhel . . . 49
  - Boy (boites radiales système
  - Ed.)........................59
  - Roy (régulateur à double clapet système Ed.) .... 164
  - Ruptures d’essieux . . . 50-314 S
  - Segments des pistons moteurs .......................257
  - Segments de piston distributeur système Ricour. . .215
  - Souche mâle................217
  - Souche femelle.............215
  - Séguin (chaudière tubulaire
  - de Marc)................94
  - Serve (tubes à ailettes système) .......................125
  - Souffleur à jet............134
  - — à couronne . . . 134
  - Soupape de rentrée d’air système Ricour...............211
  - Soupapes de sûreté à balance 166 — système
  - Adams....................167
  - Soupape de sûi’eté système
  - Ramsbottom...............168
  - Soupape de sûreté système
  - Webb................... 322
  - Stationnement dans les dépôts......................165
  - Stephenson (coulisse de) . . 187 Supports des chaudières . . 42
  - Surfaces de condensation . . 220
  - Surface de chauffe .... 282 Suspension directe, renversée. 48
  - T
  - Tableau de distribution des machines à grande vitesse
  - de l’État.................193
  - Table méthodique des matières ..................... 1
  - Tampons et mèches en laine
  - (avantages des).........287
  - Température de la vapeur
  - d’eau suivant la pression . 319 Température de l’huile de
  - graissage...................287
  - Temps perdu pour les démarrages ........................20
  - Tiges des pistons..............258
  - Timbre des chaudières. . . 292
  - Tiroirs à coquilles .... 181 — en bronze ordinaire . 224
  - — phosphoré des chemins d’Orléans et du Nord
  - 224
  - Tiroirs en fonte des chemins
  - de fer de l’État..........225
  - Tiroirs cylindriques système
  - Ricour....................211
  - Tiroirs équilibrés du chemin
  - de fer du Nord............210
  - Tiroirs système à canal Trick
  - (ou Allen)............. 209-322
  - Tiroirs (calcul du travail absorbé parle frottement des)
  - 206
  - Travail (Définition de l’expression) ......................17
  - Travail de la vapeur dans les cylindres (calcul du). . . 275
  - Travail de la vapeur à pleine
- p.332 - vue 341/345
- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - 333
  - pression.....................275
  - Travail de la vapeur agissant
  - par détente..................276
  - Travail des locomolives . . 284
  - Trick (tiroir à canal système).................... 209-322
  - Tube à ailettes système Serve 125
  - — fumée.....................117
  - Tube indicateur de niveau
  - d'eau........................134
  - Tulie photophore................135
  - U
  - Usure des tiroirs en bronze ordinaire . . . .... 224
  - Usure des tiroirs en bronze pliosphoré des chemins d’Orléans et du Yord. . . 224
  - Usure des tiroirs en fonte. . 225 — segments de pistons distributeurs système I licou r.......................219
  - Y
  - Vapeur (formation de la) . . 73 — (température, den-
  - sité, pressions)..........319
  - Vaporisation.................73
  - — d’un liquide privé d’air....................76
  - Vidange des chaudières . 172-301
  - Vitesse angulaire............50
  - Vitesse des trains express, eu
  - France....................20
  - Vitesse commerciale. ... 20
  - — moyenne de marche . 20
  - — maxima autorisées. . 19
  - Voûte en briques des foyers. 102
  - W
  - Walschaër.ts (distribution) . 190 AVebb (locomotive compound à trois cylindres) .... 256 Web b (soupapes de sûreté) . 168
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